Ель и сосна, символы зимних праздников, становятся частью домашнего уюта в праздничный сезон. Однако в природе эти деревья выживают в условиях, где большинство растений не смогли бы выдержать. Исследователи из Университета Умео в Швеции выяснили, как хвойные деревья сохраняют свою зелень и жизнеспособность даже в самые суровые морозы. Их работа была опубликована в журнале Trends in Plant Science.
Хотя фотосинтез, процесс преобразования солнечного света в энергию, характерен для всех зеленых растений, у хвойных деревьев есть особенные черты. Одна из них — способность адаптировать структуру своих тилакоидных мембран, где происходит фотосинтез. Зимой фотосистемы I и II, обычно разделенные, сближаются и работают совместно. Этот процесс, известный как переток, позволяет безопасно рассеивать избыточную энергию, предотвращая повреждение от солнечного света при низких температурах. Как отмечает профессор Стефан Янссон, такое взаимодействие помогает хвойным деревьям избегать «блокировки» фотосинтеза, которая ранее наблюдалась, но оставалась малоизученной.
Еще одна стратегия деревьев — использование альтернативных путей перемещения электронов в процессе фотосинтеза. Белки, называемые флаводиронами, обеспечивают устойчивую работу системы, предотвращая перегрузку при ярком освещении и холоде. У хвойных также отсутствуют некоторые светособирающие белки, характерные для цветковых растений, что делает их фотосинтетический аппарат уникальным.
Эти особенности объясняют, почему хвойные доминируют в бореальных лесах, где другие растения не способны выжить. По словам ведущего автора исследования, Пушана Бага, изучение таких адаптаций не только углубляет понимание эволюции хвойных, но и может стать основой для разработки устойчивых сельскохозяйственных культур в условиях изменяющегося климата.
Соавтор Александр Иванов подчеркивает важность комплексного подхода, объединяющего молекулярные и эволюционные аспекты, для объяснения успеха хвойных деревьев в экстремальных экосистемах.
