Исследователи из Тюменского государственного университета (ТюмГУ) и их коллеги провели интересное исследование, посвященное особенностям фотосинтеза у папоротников. Результаты их работы, опубликованные в журнале Annals of Applied Biology, проливают свет на то, почему эти древние растения менее эффективно поглощают углекислый газ по сравнению с цветковыми растениями.
Папоротники, появившиеся на Земле около 370 миллионов лет назад, в девонский период, представляют собой удивительную группу растений, насчитывающую около 10 000 видов. Несмотря на свою долгую историю, эти растения остаются малоизученными с точки зрения физиологии, особенно по сравнению с более поздними семенными растениями, которые доминируют в современной флоре.
Ученые ТюмГУ выдвинули гипотезу о связи между физиологическими особенностями вай (листьев) папоротников и их способностью поглощать углекислый газ. Для проверки этой гипотезы они провели исследование четырех видов папоротников, отличающихся по своим характеристикам и эволюционной истории.
Лариса Иванова, заведующая лабораторией экологической физиологии растений и экспериментальной фитоэкологии Института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) ТюмГУ, отметила, что структурные параметры вай папоротников могут служить надежными индикаторами их способности поглощать углекислый газ и противостоять неблагоприятным условиям. Это открытие может иметь важное значение для более быстрого и точного прогнозирования экологических свойств различных видов растений.
Исследование подтвердило, что менее эффективное поглощение углекислого газа папоротниками связано с особенностями строения их вай и физиологическими процессами в клетках. В ходе эволюции семенные растения развили более совершенный фотосинтетический аппарат, содержащий большее количество хлоропластов и характеризующийся более высокой активностью.
Уникальность работы ученых ТюмГУ заключается в их комплексном подходе к изучению фотосинтетического аппарата растений. Они исследовали его на различных уровнях организации, начиная от целого организма и заканчивая отдельными клетками. Такой подход позволил получить более полную картину процессов, происходящих в растениях.
Исследователи не останавливаются на достигнутом и планируют расширить круг изучаемых видов папоротников. Это поможет лучше понять эволюцию фотосинтеза и особенности этого процесса у различных групп растений.
Работа была выполнена совместно с Ботаническим садом Уральского отделения Российской академии наук в рамках государственного задания на научно-исследовательскую работу, предоставленного Министерством науки и высшего образования.
