Тест что общего у разных растений 1 класс: Тест “Что общего у разных растений?” 1 класс скачать

Если растение не получает достаточно света, оно будет расти очень медленно. Но слишком много света может привести к высыханию растения и почвы, в которой оно живет.

У разных растений разные требования к освещению. Некоторым нужен яркий или прямой свет. Другие могут процветать при более тусклом или непрямом свете.

Предупреждение о заблуждении

Почти всем растениям для выживания нужен свет, но есть несколько особых исключений.Некоторые паразитические растения, такие как трупная лилия, не содержат хлорофилла и получают свою энергию только путем кражи ее у других растений.

Воздух

Воздух содержит много газов. В их состав входят азот, кислород, углекислый газ и водяной пар.

Воздух состоит из примерно 78 процентов азота, 21 процента кислорода, одного процента аргона и 0.038 углекислый газ. В воздухе также содержится очень небольшое количество неона, гелия, криптона, водорода и ксенона.

Используя энергию света, растения химически объединяют углекислый газ и воду для создания глюкозы и кислорода. Этот процесс называется фотосинтезом .
Растения также поглощают кислород из воздуха. Как и животные, растениям нужен кислород, чтобы дышать . Дыхание – это процесс расщепления молекул, таких как глюкоза, для получения энергии.

Без достаточного количества воды, питательных веществ и света растения могут вырасти высокими и худыми или низкими и низкорослыми. Перенаселенные растения, как правило, менее здоровы, что увеличивает вероятность заболевания.

Водоросли, фитопланктон и хлорофилл – системы измерения окружающей среды

Что такое водоросли?

Водоросли – это водные растительные организмы.Они включают в себя множество простых структур, от одноклеточного фитопланктона, плавающего в воде, до крупных водорослей (макроводорослей), прикрепленных к дну океана ² . Водоросли можно найти в океанах, озерах, реках, прудах и даже в снегу где угодно на Земле.

Так что же делает водоросли только растениями, а не растениями? Хотя водоросли часто называют примитивными растениями, можно использовать и другие термины, например протисты ⁴ . Протист может быть более точным термином, особенно для одноклеточного фитопланктона ⁸ .Однако более крупные и сложные водоросли, в том числе водоросли и чара, часто ошибочно принимают за погруженные в воду растения.

Отличие этих водорослей от подводных растений в их строении. Макроводоросли проще и прикрепляются к морскому дну с помощью фиксатора вместо настоящих корней ⁴ . Водные растения, плавающие, погруженные или появляющиеся (начинающиеся в воде и вырастающие), имеют специализированные части, такие как корни, стебли и листья ³ . Большинство растений также имеют сосудистые структуры (ксилему и флоэму), которые переносят питательные вещества по всему растению.Хотя водоросли содержат хлорофилл (как и растения), у них нет этих специализированных структур ⁸ .

Поскольку водоросли бывают одноклеточными, нитевидными (нитевидными) или растениями, их часто трудно классифицировать. Большинство организаций группируют водоросли по их основному цвету (зеленый, красный или коричневый), хотя это создает больше проблем, чем решает ⁴ .Различные виды водорослей сильно отличаются друг от друга не только пигментацией, но и клеточной структурой, сложностью и выбранной средой ^4,5 . Таким образом, таксономия водорослей все еще обсуждается, и некоторые организации классифицируют водоросли по разным царствам, включая Plantae, Protozoa и Chromista ^4,6,8,9 . Хотя общая классификация царств не всегда согласована, виды, род, семейство, класс и тип каждой водоросли обычно составляют ⁶ .

Чтобы еще больше усложнить эту номенклатуру, одноклеточные водоросли часто подпадают под широкую категорию фитопланктона.

Что такое фитопланктон?

Фитопланктон – это микроорганизмы, плавающие в воде. Они одноклеточные, но иногда могут расти колониями, достаточно большими, чтобы их можно было увидеть человеческим глазом ¹⁶ . Фитопланктон является фотосинтетическим, что означает, что он может использовать солнечный свет для преобразования углекислого газа и воды в энергию ¹¹ .Хотя они подобны растениям в этой способности, фитопланктон не является растением. Термин «одноклеточные растения» неверен и не должен использоваться. Вместо этого фитопланктон можно разделить на два класса: водоросли и цианобактерии ¹⁰ . Эти два класса обладают общей способностью к фотосинтезу, но имеют разные физические структуры. Независимо от таксономии, весь фитопланктон содержит по крайней мере одну форму хлорофилла (хлорофилл А) и, таким образом, может проводить фотосинтез для получения энергии.

Фитопланктон, как водоросли, так и цианобактерии, обитает в пресной или соленой воде ¹³ .Поскольку им нужен свет для фотосинтеза, фитопланктон в любой среде будет плавать у верхней кромки воды, где солнечный свет достигает ¹⁰ . Большая часть пресноводного фитопланктона состоит из зеленых водорослей и цианобактерий, также известных как сине-зеленые водоросли ¹³ . Морской фитопланктон в основном состоит из микроводорослей, известных как динофлагелляты и диатомовые водоросли, хотя могут присутствовать и другие водоросли и цианобактерии. Динофлагелляты имеют некоторое автономное движение из-за своего «хвоста» (жгутиков), но диатомовые водоросли находятся во власти океанских течений ¹² .

Микроводоросли

Во всем мире в воде плавают тысячи видов планктонных водорослей или микроводорослей. Зеленые водоросли, диатомовые водоросли и динофлагелляты являются наиболее известными, хотя другие виды микроводорослей включают кокколитофориды, криптомонады, золотые водоросли, желто-зеленые водоросли и эвгленоиды ¹ . В океанах дрейфует так много диатомовых водорослей, что их фотосинтетические процессы производят около половины кислорода Земли ⁹ . Хотя диатомовые водоросли и динофлагелляты являются формами планктонных водорослей, их можно ошибочно классифицировать как красные или коричневые водоросли ⁹ .Красные и коричневые водоросли не считаются фитопланктоном, поскольку они не плавают в свободном плавании. Истинные красные и коричневые водоросли редко бывают одноклеточными и остаются прикрепленными к камням или другим структурам, а не дрейфуют на поверхности ^1,17 . Многоклеточные зеленые водоросли также не считаются фитопланктоном по тем же причинам. Чтобы считаться фитопланктоном, водоросли должны использовать хлорофилл А в фотосинтезе, быть одноклеточными или колониальными (группа одноклеточных), а также жить и умирать, плавая в воде, не прикрепленные к какому-либо субстрату ¹ .

Цианобактерии: сине-зеленые водоросли

Сине-зеленые водоросли, несмотря на их способность проводить фотосинтез для получения энергии, являются разновидностью бактерий. Это означает, что это одноклеточные прокариотические (простые) организмы. Прокариотический означает, что цианобактерии не имеют ядра или других мембраносвязанных органелл внутри их клеточной стенки ⁵ .

Цианобактерии – единственные бактерии, которые содержат хлорофилл А, химическое вещество, необходимое для кислородного фотосинтеза (тот же процесс, что и у растений и водорослей) ^1,14 . Этот процесс использует углекислый газ, воду и солнечный свет для производства кислорода и глюкозы (сахаров) для получения энергии. Хлорофилл А используется для улавливания энергии солнечного света, чтобы помочь этому процессу. Другие бактерии можно считать фотосинтезирующими организмами, но они следуют другому процессу, известному как бактериальный фотосинтез или аноксигенный фотосинтез ¹⁴ .В этом процессе используется бактериохлорофилл вместо хлорофилла A ¹⁹ . Эти клетки бактерий используют углекислый газ и сероводород (вместо воды) для производства сахаров. Бактерии не могут использовать кислород в фотосинтезе и поэтому вырабатывают энергию анаэробно (без кислорода) ¹⁸ . Цианобактерии и другой фитопланктон фотосинтезируют, как и растения, и производят тот же сахар и кислород для использования в клеточном дыхании.

Помимо хлорофилла А, сине-зеленые водоросли также содержат пигменты фикоэритрин и фикоцианин. , которые придают бактериям голубоватый оттенок (отсюда и название – сине-зеленые водоросли) ¹⁵ .Несмотря на отсутствие ядра, эти микроорганизмы содержат внутренний мешок, называемый газовой вакуолью, который помогает им плавать у поверхности воды ¹³ .

Что такое хлорофилл?

Хлорофилл – цветной пигмент, содержащийся в растениях, водорослях и фитопланктоне. Эта молекула используется в фотосинтезе, как фоторецептор ²⁰ . Фоторецепторы поглощают световую энергию, а хлорофилл, в частности, поглощает энергию солнечного света ¹⁵ . Хлорофилл заставляет растения и водоросли казаться зелеными, потому что он отражает длины волн зеленого света солнечного света, поглощая при этом все остальные цвета.

Однако на самом деле хлорофилл не представляет собой отдельную молекулу. Было идентифицировано 6 различных хлорофиллов ^1,22 . Различные формы (A, B, C, D, E и F) отражают несколько разные диапазоны длин волн зеленого цвета. Хлорофилл А является первичной молекулой, ответственной за фотосинтез ^1,15 . Это означает, что хлорофилл А содержится в каждом фотосинтезирующем организме, от наземных растений до водорослей и цианобактерий ¹ .Дополнительные формы хлорофилла являются дополнительными пигментами, связаны с различными группами растений и водорослей и играют роль в их систематической путанице. Эти другие хлорофиллы все еще поглощают солнечный свет и, таким образом, участвуют в фотосинтезе ²⁰ . В качестве вспомогательных пигментов они передают любую энергию, которую они поглощают, первичному хлорофиллу А вместо непосредственного участия в процессе ^1,21 .

Хлорофилл B в основном содержится в наземных и водных растениях и зеленых водорослях ¹ .У большинства этих организмов соотношение хлорофилла A и хлорофилла B составляет 3: 1 ²¹ . Из-за присутствия этой молекулы некоторые организации объединяют зеленые водоросли в Царство растений. Хлорофилл С содержится в красных водорослях, бурых водорослях и динофлагеллятах ¹⁵ . Это привело к их классификации под Королевством Хромиста ⁴ . Хлорофилл D – это второстепенный пигмент, обнаруженный в некоторых красных водорослях, а редкий хлорофилл E – в желто-зеленых водорослях.Хлорофилл F был недавно обнаружен у некоторых цианобактерий около Австралии ²² . Каждый из этих дополнительных пигментов будет сильно поглощать волны различной длины, поэтому их присутствие делает фотосинтез более эффективным ²⁰ .

Другие цветные пигменты

Хлорофилл – не единственный фотосинтетический пигмент, содержащийся в водорослях и фитопланктоне.Есть также каротиноиды и фикобилины (билипротеины). Эти дополнительные пигменты отвечают за другие цвета организма, такие как желтый, красный, синий и коричневый. Подобно хлорофиллам B, C, D, E и F, эти молекулы улучшают поглощение световой энергии, но они не являются основной частью фотосинтеза. Каротиноиды можно найти почти во всех видах фитопланктона, они отражают желтый, оранжевый и / или красный свет ¹⁵ . В фитопланктоне обнаружены два фикобилина: фикоэритрин и фикоцианин.Фикоцианин отражает синий свет и отвечает за общее название цианобактерий – сине-зеленые водоросли. Фикоэритрин отражает красный свет и содержится в красных водорослях и цианобактериях.

Некоторые водоросли выглядят зелеными, несмотря на присутствие этих дополнительных пигментов. Так же, как и в растениях, хлорофилл в водорослях имеет более сильное относительное поглощение, чем другие молекулы. Как доминирующий признак, более интенсивные отраженные зеленые волны могут маскировать другие, менее отраженные цвета ²⁰ .В зеленых водорослях хлорофилл также содержится в более высокой концентрации по сравнению с дополнительными пигментами. Когда дополнительные пигменты более концентрированы (например, в красных водорослях, бурых водорослях и цианобактериях), можно увидеть другие цвета ²³ .

Что такое фотосинтез?

Фотосинтез – это процесс, при котором организмы используют солнечный свет для производства сахаров для получения энергии. Растения, водоросли и цианобактерии проводят кислородный фотосинтез ^1,14 .Это означает, что им требуется углекислый газ, вода и солнечный свет (солнечная энергия собирается хлорофиллом А). Растения и фитопланктон используют эти три ингредиента для производства глюкозы (сахара) и кислорода. Этот сахар используется в метаболических процессах организма, а кислород, образующийся в качестве побочного продукта, необходим почти для всей другой жизни, как под водой, так и на суше ^1,24 .

Подводный фотосинтез

Фитопланктон, дрейфующий под поверхностью воды, все еще осуществляет фотосинтез.Этот процесс может происходить до тех пор, пока доступно достаточно света для поглощения хлорофиллом и другими пигментами. В океане свет может достигать 200 м ниже поверхности ²⁵ . Эта область, куда может попасть солнечный свет, известна как эвфотическая зона. Фитопланктон и другие водоросли можно найти по всей этой зоне.

Что влияет на фотосинтез?

Поскольку для фотосинтеза требуется свет, количество доступного света будет влиять на этот процесс. Производство фотосинтеза достигает пика в течение дня и снижается после наступления темноты ²⁴ .Однако не весь свет можно использовать для фотосинтеза. Только диапазон видимого света (от синего до красного) считается фотосинтетически активным излучением ¹ . У ультрафиолетового света слишком много энергии для фотосинтеза, а инфракрасного света недостаточно. Если фитопланктон подвергается воздействию слишком большого количества ультрафиолетового света, чрезмерная солнечная энергия может разорвать молекулярные связи и разрушить ДНК организмов ²⁷ .

В видимом спектре света хлорофилл сильно поглощает красный и синий свет, отражая зеленый свет ⁴⁸ .Вот почему фитопланктон, особенно цианобактерии, могут процветать на дне эвфотической (освещенной солнцем) зоны, куда может проникать только синий свет. Поскольку синий свет обладает высокой энергией и сильно поглощается хлорофиллом, его можно эффективно использовать в фотосинтезе.

Мутность или наличие взвешенных частиц в воде влияет на количество света, попадающего в воду ¹ . Чем больше в воде осадка и других частиц, тем меньше света сможет проникнуть внутрь.Чем меньше света доступно, тем меньше будет фотосинтетическое производство. В мутной воде фотосинтез более вероятен на поверхности воды, чем на дне озера, поскольку доступно больше света. .

Температура воды также влияет на скорость фотосинтеза ¹ . Как химическая реакция, фотосинтез инициируется и ускоряется теплом ²⁶ . По мере увеличения продукции фотосинтеза увеличиваются и коэффициенты воспроизводства фитопланктона ¹³ .Это влияет на большие сезонные колебания популяций фитопланктона ¹³ . Однако степень влияния температуры на фотосинтез водорослей и цианобактерий зависит от вида. Для всего фитопланктона фотосинтетическая продукция будет увеличиваться с повышением температуры, хотя каждый организм имеет несколько иной оптимальный температурный диапазон ¹ . Когда эта оптимальная температура превышается, фотосинтетическая активность, в свою очередь, снижается. Слишком большое количество тепла денатурирует (разрушает) ферменты, используемые в процессе, замедляя фотосинтез, а не ускоряя его ²⁶ .

Почему фитопланктон важен?

Микроскопический фитопланктон играет одну из самых важных ролей в регулировании климата, снабжении кислородом и производстве продуктов питания. Эти одноклеточные организмы ответственны за более чем 40% фотосинтетической продукции Земли ²⁸ . В этом процессе используется углекислый газ, который помогает регулировать уровень CO2 в атмосфере, и производит кислород, необходимый для существования других организмов ²⁸ .

Oceanic Food Web

Фитопланктон составляет основу океанической пищевой сети. Пищевая сеть – это сложная сеть организмов и пищевых цепей (кто-кто-ест). Чтобы выжить, каждому живому существу нужен органический углерод ²⁹ . Органический углерод можно найти во многих вещах, включая сахара (глюкоза = C6h22O6), растения и животных. Фитопланктон производит необходимый сахар посредством фотосинтеза. Поскольку они способны производить свою собственную энергию с помощью света, они считаются автотрофными (самоподдерживающимися).Фитопланктон и другие автотрофы называются первичными продуцентами и составляют основу пищевой сети ¹¹ . Эти организмы называются «первичными», потому что все другие организмы полагаются на них (прямо или косвенно) как на источник пищи ²⁹ .

Фитопланктон обычно потребляется зоопланктоном и мелкими морскими организмами, такими как криль. Затем эти существа поедаются более крупными морскими организмами, такими как рыбы ^29,30 . Эта цепочка продолжается до высших хищников, включая акул, белых медведей и людей.

Производство кислорода

В процессе фотосинтеза фитопланктон производит кислород в качестве побочного продукта. Из-за своей обширной и широко распространенной популяции водоросли и цианобактерии ответственны за примерно половину всего кислорода, содержащегося в океане и нашей атмосфере ¹⁰ .Таким образом, океанические формы жизни не только питаются фитопланктоном, но также нуждаются в растворенном кислороде, который они производят, чтобы жить.

До того, как растения, водоросли и фитопланктон использовали воду для фотосинтеза, бактерии использовали h3S и другие органические соединения для фиксации CO2 ³¹ . Ранние цианобактерии были первым организмом, который использовал воду для фиксации углерода ³¹ . Использование h3O привело к попаданию свободного кислорода (O2) в окружающую среду в качестве побочного продукта. Начало кислородного фотосинтеза стало поворотным моментом в истории Земли.Этот процесс медленно изменил инертную докембрийскую атмосферу на богатую кислородом среду, известную сегодня ³¹ . Несмотря на микроскопические размеры, ранние цианобактерии оказали постоянное влияние на окружающую среду Земли.

Фиксация углерода и климат

Фитопланктон не только обеспечивает пищу и кислород почти для всего живого на Земле, но и помогает регулировать неорганический углерод (углекислый газ) в атмосфере ¹⁷ . Во время фотосинтеза молекулы углекислого газа и воды используются для производства сахара для получения энергии.Процесс включения неорганического углерода в органический углерод (глюкоза и другие биологически полезные соединения) называется фиксацией углерода и является частью биологического углеродного насоса ¹¹ .

Поскольку связывание углерода и производство кислорода являются частью одного и того же процесса, степень участия фитопланктона находится в одном масштабе. Фитопланктон потребляет такое же количество углекислого газа, как и все наземные растения вместе взятые ¹¹ . Фитопланктон может вытягивать углекислый газ из атмосферы или океана, но имеет аналогичный эффект.CO2, взятый из воды, заменяется CO2 из атмосферы, благодаря закону Генри (содержание растворенного газа в воде пропорционально проценту газа в воздухе над ним ³² . Это потребление помогает поддерживать уровень углекислого газа в проверить, уменьшая его присутствие в качестве парникового газа ²⁸ .

Когда углекислый газ потребляется, молекулы углерода включаются в структуру фитопланктона, позволяя организму функционировать и расти ¹¹ . Если фитопланктон не съеден другим организмом (передавая углерод по пищевой цепочке), то он погрузится в океан, когда умрет. Как и в случае с другим детритом (неживым органическим материалом), фитопланктон будет разлагаться бактериями, а углерод либо выбрасывается обратно в океан в виде растворенного углекислого газа, либо, в конечном итоге, откладывается в донных отложениях ³³ .Благодаря фитопланктону этот биологический углеродный насос ежегодно удаляет из атмосферы около 10 триллионов килограммов (10 гигатонн) углерода, перемещая его в глубины океана ¹¹ .

С точки зрения климата, этот процесс помогает поддерживать глобальную температуру поверхности ¹¹ . Без этого цикла выбросы CO2 в атмосфере увеличились бы примерно на 200 частей на миллион (текущие уровни составляют около 400 частей на миллион) ^33,34 . Даже небольшие изменения в популяциях фитопланктона могут повлиять на атмосферу и мировой климат ¹¹ .

Типичные уровни и факторы, влияющие на продуктивность

Популяции фитопланктона и их последующая фотосинтетическая продуктивность будут колебаться из-за ряда факторов, большинство из которых являются частью сезонных изменений ³⁰ . Наибольшее влияние на уровни фитопланктона оказывает дефицит питательных веществ ¹³ . В то время как уровень солнечного света влияет на продуктивность, уровни питательных веществ влияют на рост фитопланктона и популяции. В то время как любой фитопланктон живет всего несколько дней, популяционный бум может длиться неделями при правильных условиях ¹¹ .

Поскольку популяции фитопланктона сезонно растут и сокращаются, типичные концентрации варьируются не только в зависимости от местоположения, но и от месяца к месяцу ³⁰ . Ожидаемые уровни должны основываться на местных сезонных данных за предыдущие годы. Хотя изменения в пределах одного календарного года являются нормальным явлением, численность населения должна соответствовать предыдущим сезонным колебаниям из года в год. Если концентрации фитопланктона аномально высокие или низкие для сезона, это может указывать на другие проблемы, связанные с качеством воды, которые необходимо решить.

Влияние солнечного света

Фитопланктону для фотосинтеза требуется солнечный свет. Если солнечный свет ограничен, продуктивность фитопланктона снизится. Это можно увидеть в ежедневном цикле, поскольку уровень кислорода колеблется в зависимости от уровня освещенности в течение дня. Однако, если солнечный свет недоступен или минимален в течение длительного периода времени, водные организмы будут потреблять растворенный кислород быстрее, чем фитопланктон может его восстановить, что приведет к резкому падению уровней растворенного кислорода ¹ .Фитопланктон отвечает за большую часть растворенного кислорода в поверхностных водах ¹⁰ . Поскольку кислород необходим рыбам и другим водным организмам, снижение продуктивности фотосинтеза пагубно сказывается на водных популяциях. Без фитопланктона снабжение океана кислородом сократилось бы вдвое. Как в пресной, так и в морской воде длительное снижение продуктивности фитопланктона может привести к гибели рыбы (массовому вымиранию рыбы) ¹ .

Хотя фитопланктону требуется солнечный свет для фотосинтеза и производства кислорода, слишком много света может быть вредным для фотосинтетического производства.Ультрафиолетовый свет солнца может повредить ДНК фитопланктона, подавляя фотосинтетический путь ³⁵ . В очень яркие дни УФ-В излучение может снизить фотосинтез на 8,2% ³⁵ . Вот почему скорость фотосинтеза достигает пика утром и снижается в полдень (когда уровень радиации самый высокий) ¹ .

Влияние питательных веществ

Хотя фитопланктон использует фотосинтез для производства сахара для получения энергии, ему по-прежнему необходимы другие питательные вещества для роста и воспроизводства ⁷ . Эти питательные вещества обычно представляют собой фосфор, азот и железо, хотя для некоторых видов также требуются кремний, кальций и другие следы металлов ^11,13 . Чем больше питательных веществ (особенно фосфора) присутствует в водоеме, тем больше будет расти водорослей и фитопланктона ⁷ . Повышение концентрации питательных веществ в водоеме называется эвтрофикацией ¹³ .Эвтрофикация часто является индикатором сельскохозяйственных стоков, которые могут поднять концентрации фосфора и азота до очень высоких уровней. Если питательных веществ слишком много, водоросли образуют цветение, что может быть очень вредным для качества воды и здоровья водной среды ⁷ .

Недостаток железа в открытом океане ограничивает рост фитопланктона ¹⁰ . Азот и фосфор также недостаточны вдали от береговой линии и также могут быть ограничивающими факторами ¹³ . Однако циркуляция океана может вызвать апвеллинг, который перемещает глубокую, богатую питательными веществами воду вверх в фотик (зону солнечного света), заменяя обедненную питательными веществами поверхностную воду ³⁰ .Апвеллинг, сезонное таяние льда и сельскохозяйственные стоки могут повысить уровень питательных веществ, что приведет к увеличению популяций фитопланктона.

Типичные уровни пресной воды

В пресных водах умеренного пояса рост зимой ограничен из-за низких температур и света. Сильное увеличение весны обычно происходит по мере улучшения условий освещения и начала перемешивания воды ¹ . Летом фитопланктон процветает, пока запас питательных веществ не иссякает.В тропических озерах распределение фитопланктона довольно постоянно в течение года, а сезонные изменения численности населения часто очень незначительны ¹ . В умеренных и приполярных водах сезонные колебания обычно довольно велики. Колебания численности населения также происходят, если сельскохозяйственные стоки приносят дополнительные питательные вещества в водоем.

Типичные уровни соленой воды

Морской фитопланктон можно найти по всему миру, обитая в световой (солнечной зоне) океана.Цианобактерии предпочитают жить у дна этой зоны, ближе всего к богатой питательными веществами глубокой воде, но при этом получают достаточно солнечного света для фотосинтеза ¹ . Однако в любой морской среде популяции фитопланктона различаются не только по сезонам, но и по регионам.

Цветение водорослей может происходить возле полюсов весной, когда много солнечного света и тающий морской лед оставляет позади себя. богатая питательными веществами пресная вода ³⁰ .Этот процесс плавления также подпитывает океаническую конвекцию или циркуляцию ³⁸ . В прибрежной зоне и в открытом океане океаническая циркуляция ответственна за концентрацию фитопланктона.

Эта циркуляция может вызвать апвеллинг (вынос богатой питательными веществами воды на поверхность) и спровоцировать перенос фитопланктона. Подобно таянию морского льда, апвеллинг является сезонным явлением. Протяженность и расположение апвеллов зависят от характера ветров, которые вызывают течения по всему земному шару ¹¹ .Поверхностные воды уносятся от берега течениями и заменяются холодной, богатой питательными веществами водой снизу ³⁷ .

Во многих прибрежных регионах южные ветры вызывают этот прибрежный апвеллинг в конце лета и осенью ³⁶ . Поскольку апвеллинг выносит на поверхность воду, богатую питательными веществами, в это время часто появляется цветение фитопланктона. Циркуляция океана и апвеллинг гарантируют, что прибрежная среда имеет самые высокие темпы первичной продукции в океане ¹³ .Приливы, наводнения и течения способствуют повышению уровня питательных веществ в фотической зоне ¹³ .

Последствия необычных уровней

Фитопланктон – важный аспект здорового водоема. Водоросли и цианобактерии обеспечивают водные организмы кислородом и пищей ¹² . В качестве ключевого компонента дисбаланс уровней фитопланктона может вызвать серьезные проблемы. Если доступно слишком много питательных веществ, это может вызвать цветение водорослей ¹² .Цветение водорослей и перепроизводство фитопланктона могут вызвать токсичные красные приливы и гибель рыбы. С другой стороны, продуктивность фитопланктона может быть ограничена из-за отсутствия необходимых реагентов, таких как солнечный свет. Это снижение продуктивности также может привести к гибели рыбы ³ .

Цветение водорослей и красные приливы

Цветение водорослей – это внезапное увеличение концентрации фитопланктона.Во время цветения чистая вода может покрыться фитопланктоном за ³⁹ дней. Цветение водорослей может достигать достаточно больших размеров, чтобы их можно было увидеть со спутника, и покрывает сотни квадратных километров ¹¹ . Цветки водорослей бывают разных цветов: от зеленого до красного, коричневого, синего, белого или фиолетового ⁴³ .

В правильных условиях цветение водорослей может длиться от одной недели до всего лета, несмотря на короткую, несколько дней жизни фитопланктона ¹¹ . Одно цветение продлится всего одну-две недели, так как популяция фитопланктона погибнет без надлежащего уровня кислорода и питательных веществ.Однако, если водные условия останутся благоприятными, могут произойти последовательные цветения, представляющие собой одну непрерывную популяцию ³⁹ . Цветение водорослей чаще всего происходит в конце лета и в начале осени.

Что вызывает цветение водорослей?

Цветение водорослей может быть вызвано несколькими причинами. Это цветение может происходить сезонно, после подъема воды, богатой питательными веществами, или из-за загрязнения, например, сельскохозяйственных стоков. В обоих случаях вода насыщается питательными веществами, создавая идеальную среду для продуктивности фитопланктона ³⁶ .Цветение водорослей может спровоцировать даже естественные причины, например ливень с последующей теплой солнечной погодой ¹ . Дождь может способствовать стеканию или способствовать смешиванию истощенных и богатых питательными веществами слоев воды. Когда уровни питательных веществ повышаются, рост фитопланктона больше не ограничивается питательными веществами, и может произойти цветение ¹³ .

Красные приливы

Если концентрация фитопланктона остается постоянной после начального цветения, это может стать красной волной.Некоторые цветы безвредны, а другие могут выделять токсины, угрожающие водным организмам и людям. Это вредоносное цветение водорослей известно как красный прилив. Хотя красные приливы конкретно относятся к вредоносному цветению водорослей (ВЦВ), они часто просто связаны с обесцвечиванием из-за большой концентрации фитопланктона ^36,43 . Хотя это явление известно как красный прилив, обесцвечивание из-за вредоносного цветения водорослей не всегда бывает красным. Цвет прилива зависит от пигментов, присутствующих в фитопланктоне ³⁶ .В некоторых случаях цветение невозможно увидеть человеческим глазом, хотя он по-прежнему выделяет токсины ⁴³ .

Красные приливы и выделяемые ими токсины могут иметь прямое или косвенное воздействие на здоровье людей и других организмов. Некоторые виды фитопланктона могут задушить рыбу во время цветения, закупоривая или раздражая жабры рыб, не позволяя им поглощать кислород ³⁶ . Это вредоносное цветение водорослей может также вызывать отравление моллюсками у людей и другие неблагоприятные эффекты ¹³ .Даже во время нетоксичного цветения водорослей водная среда может быть нарушена. Высокие уровни дыхания и разложения фитопланктона могут снизить растворенный кислород до неприемлемого уровня, что приведет к гибели других водных существ ¹³ .

Токсины

Фитопланктон, вызывающий красный прилив, обычно состоит из динофлагеллят, диатомовых водорослей или цианобактерий. Некоторые виды этого фитопланктона могут содержать вредные токсины, которые могут поражать людей и других животных.На нормальном уровне гетеротрофные бактерии в воде расщепляют токсины в этих организмах, прежде чем они станут опасными ⁵¹ . Когда появляется цветение водорослей, концентрация токсинов увеличивается быстрее, чем бактерии могут их расщепить.

Некоторые из этих токсинов при употреблении людьми вызывают легкие проблемы, такие как головные боли и расстройство желудка, в то время как другие могут вызывать серьезные неврологические и печеночные симптомы, которые могут привести к смерти ⁵¹ .Эти эффекты могут быть вызваны прямым или косвенным контактом с цветением водорослей. Прямое воздействие может произойти при купании или питье загрязненной воды. Косвенный контакт может происходить при поедании животных, подвергшихся токсическому цветению, особенно моллюсков.

Моллюски восприимчивы к токсинам, потому что они являются фильтраторами. Питатели-фильтры поглощают пищу, забирая окружающую их воду, а затем отфильтровывают то, что они не хотят проглатывать ⁵² . Этот метод накапливает токсины внутри системы моллюсков.Организмы, которые поедают моллюсков (включая человека), потребляют концентрированные токсины, уровень которых может достигать смертельного уровня ⁵² .

Нитчатые водоросли

Нитчатые водоросли – это совокупность микроскопических водорослей, которые собираются вместе в нити и циновки на поверхности воды ⁷ . Эти скопления могут варьироваться от небольшого пушистого клочка у берега до обширного слизистого зеленого покрова. Нитчатые водоросли часто называют прудовой пеной и появляются в эвтрофных (богатых питательными веществами) водоемах.Чаще всего нитчатые водоросли доставляют больше неприятностей, чем опасности ⁷ . Они несколько более управляемы, поскольку скопления водорослей можно физически удалить из воды ^7,44 . В то время как крупное цветение нитчатых водорослей будет препятствовать проникновению солнечного света в воду и погруженных в воду растений, самой большой угрозой, связанной с ними, является кислородное истощение ⁴⁴ .

Кислородное истощение и гибель рыбы

При появлении цветения водорослей вскоре после этого может произойти гибель рыбы из-за стресса окружающей среды, вызванного цветением.Убийство рыбы, также известное как гибель рыбы, – это гибель большого количества рыбы. Самая частая причина этого события – недостаток кислорода ⁴⁵ .

Как измерить фитопланктон?

Хотя концентрацию фитопланктона можно измерить путем отбора проб, это может быть сложно и требует много времени.Планктонные сети не всегда улавливают мельчайшие частицы фитопланктона и не дают точной оценки объема воды ⁴⁰ . Коробчатые или трубчатые ловушки имеют точный объем, но для них требуются лабораторные седиментационные или отстойные камеры для концентрации популяции водорослей для подсчета ⁴¹ . Кроме того, фитопланктон можно найти на нескольких глубинах в толще воды, что требует многократных усилий по отбору проб и рискует пропустить слои фитопланктона между глубинами отбора проб ⁴⁰ .Основным преимуществом отбора проб фитопланктона является способность анализировать и идентифицировать присутствующие виды ⁴¹ .

Измерение хлорофилла

Более простой и эффективный метод – использовать датчик хлорофилла. Поскольку весь фитопланктон содержит хлорофилл А, датчик хлорофилла может использоваться для обнаружения этих организмов на месте ⁴¹ . Помимо предоставления немедленных данных, его можно использовать для непрерывного или долгосрочного мониторинга и записи. Однако, поскольку датчик хлорофилла предполагает, что все водоросли и цианобактерии имеют одинаковые уровни хлорофилла А, он дает лишь приблизительную оценку биомассы ⁴¹ .Его также нельзя использовать для идентификации конкретных видов.

Несмотря на свои ограничения, измерения хлорофилла на месте рекомендуются в Стандартных методах исследования воды и сточных вод для оценки популяций водорослей ³² . Датчики хлорофилла также являются методом на месте для определения трофического состояния (богатый питательными веществами, стабильный или бедный питательными веществами) водной системы ⁴⁷ . Высокое содержание хлорофилла является показателем эвтрофикации.

Хлорофилл измеряется в микрограммах на литр (мкг / л).Датчики хлорофилла полагаются на флуоресценцию для оценки уровней фитопланктона на основе концентраций хлорофилла в образце воды ⁴⁷ . Флуоресценция означает, что когда хлорофилл подвергается воздействию высокой длины волны (приблизительно 470 нм), он излучает свет меньшей энергии (650-700 нм) ⁴⁷ . Затем этот отраженный свет можно измерить, чтобы определить количество хлорофилла в воде, что, в свою очередь, оценивает концентрацию фитопланктона. Эти оценки затем используются для разработки предельных значений параметров для водоемов.Например, Департамент экологических служб Нью-Гэмпшира предоставляет следующие рекомендации по содержанию хлорофилла в отношении качества реки: измерение хлорофилла ниже 7 мкг / л находится в пределах желательного диапазона. 7-15 мкг / л менее желательно, а более 15 мкг / л считается проблематичным ⁴² .

Измерение сине-зеленых водорослей

Сине-зеленые водоросли или цианобактерии – единственный фитопланктон, содержащий фикоцианин и фикоэритрин, что делает пигменты хорошими индикаторами количества цианобактерий в водоеме ¹⁵ .В то время как измерения хлорофилла могут использоваться для оценки целых популяций фитопланктона в массе, дополнительные пигменты фикоцианин и фикоэритрин могут быть измерены для конкретной оценки концентраций цианобактерий. Морские цианобактерии имеют более высокий уровень фикоэритрина, в то время как пресноводные виды имеют преобладающее количество фикоцианина.

Подобно датчикам хлорофилла, датчики сине-зеленых водорослей полагаются на флуоресценцию для определения концентрации пигмента ⁴⁹ . Датчики фикоэритрина используют длину волны около 540 нм, а датчики фикоцианина излучают длину волны 600 нм ⁵⁰ .Из-за различий в концентрациях вторичных пигментов между видами рекомендуется использовать датчик фикоцианина BGA в пресноводных применениях и датчик фикоэритрина BGA в морской воде ^49,50 .

Цитируйте эту работу

Fondriest Environmental, Inc. «Водоросли, фитопланктон и хлорофилл». Основы экологических измерений. 22 октября 2014 г. Web. .

Дополнительная информация

Эволюция растений и грибов: характеристики и история эволюции – видео и стенограмма урока

Эволюция растений

Теперь, когда мы знаем некоторые основы растений, давайте посмотрим, как эти организмы изменились с течением времени. Предками растений, скорее всего, были протисты, похожие на растения, которые представляют собой небольшие одноклеточные водные эукариоты, способные к фотосинтезу.Эти организмы дали начало наземным растениям около 475 миллионов лет назад. Первые наземные растения были простыми и не содержали сосудистой ткани. Это означало, что они не могли переносить пищу и воду из одной части своего строения в другую. Примеры этих несосудистых растений встречаются у печеночников, роголистников и мхов. Все три группы маленькие, простые и должны жить во влажной среде.

Около 420 миллионов лет назад произошел огромный прорыв в структуре растений – сосудистых тканей .Два типа сосудистой ткани – ксилема и флоэма – перемещают воду и пищу по растениям. Это развитие позволило растениям разрастаться там, где они могли жить – им больше не нужно было находиться только во влажной среде. Это также позволило им стать больше. Эта адаптация оказалась настолько выгодной, что более 90% всех видов растений имеют сосудистые образования. Примеры сосудистых растений включают папоротники и хвощи.

Третье важное эволюционное развитие растений произошло около 360 миллионов лет назад.У растений появились семена. Эти семена используются для размножения и обладают рядом преимуществ по сравнению с растениями, не имеющими семян, включая способность потомства перемещаться на большие расстояния от родителей, защиту от элементов и способность оставаться в состоянии покоя до тех пор, пока не наступит подходящий момент для роста. . Примерами растений, которые дают семена, являются хвойные деревья, нарциссы и яблони.

Эволюция грибов

Грибы, хотя когда-то их относили к растениям, на самом деле генетически более похожи на животных, чем на растения.Существует более 1,5 миллиона различных видов грибов, различающихся по размеру, функциям и местоположению. Подобно тому, как растения произошли от протистов, похожих на растения, грибы произошли от протистов, подобных грибам. По мере того, как грибы продолжали развиваться, они стали более сложными, чем их простейшие предки. Давайте посмотрим на несколько ключевых этапов эволюции грибка.

Самые старые формы грибов, с точки зрения эволюции, маленькие, простые, обитают в озерах и почвах.Как правило, они имеют несколько сложных структур. Следующая группа – это плесень, такая как плесень, которая растет на хлебе или фруктах, оставленных слишком долго. Эти формы используют корнеобразные структуры, называемые гифами, чтобы закрепить себя на том, чем они живут. Следующая группа – мешочные грибы, такие как трюфели и морчелла. У этих грибов есть явно отличительные части, в отличие от плесени, которые часто выглядят просто как пух. Наиболее развитая группа грибов – это, вероятно, то, о чем вы обычно думаете, когда слышите слово «грибок».В эту последнюю группу входят такие организмы, как грибы и шампиньоны. У этих грибов есть отличительные структуры для роста и размножения.

Краткое содержание урока

И растения, и грибы находятся в домене Eukarya, что означает, что они состоят из эукариотических клеток, которые имеют ядро ​​и мембраносвязанные органеллы. Еще одно сходство в том, что они оба произошли от протистов.

Способные к фотосинтезу растения произошли от протистов, похожих на растения. Сначала растения переместились из воды на сушу, прежде чем у них появилась сосудистая ткань для перемещения пищи и воды внутри растения.Еще одним важным эволюционным достижением было создание семени. Эта специализированная структура позволила увеличить разнообразие в воспроизводстве растений. Растения наиболее полезны для нас, потому что они преобразуют солнечный свет, воду и углекислый газ в сахар и кислород посредством фотосинтеза.

Грибы, хотя когда-то группировались с растениями, эволюционно больше похожи на животных. Грибы произошли от грибовидных простейших и со временем продолжили формировать более сложные структуры. Простые грибы очень малы и могут быть найдены в воде и почве, в то время как более сложные грибы, такие как грибы, имеют особые специализированные структуры для роста и размножения.Грибы полезны, потому что они помогают в разложении, переработке питательных веществ и производстве алкоголя.

Результат обучения

После этого урока вы должны уметь:

• Сравнивать и сопоставлять характеристики растений и грибов
• Проследите историю эволюции растений и грибов

BBC – Земля – ​​растения могут видеть, слышать и обонять – и реагировать

Растения, по словам Джека Шульца, «просто очень медленные животные».

Это не неправильное понимание базовой биологии. Шульц – профессор Отделения наук о растениях Университета Миссури в Колумбии, он провел четыре десятилетия, исследуя взаимодействия между растениями и насекомыми. Он знает свое дело.

Вместо этого он подчеркивает общее восприятие наших зеленых кузенов, которые, по его мнению, слишком часто игнорируются как часть мебели. Растения сражаются за территорию, ищут пищу, уклоняются от хищников и ловят добычу. Они живы, как любое животное, и, как животные, демонстрируют поведение.

«Чтобы это увидеть, вам просто нужно быстро снять растущее растение – тогда оно будет вести себя как животное», – с энтузиазмом говорит Оливье Хамант, ученый-растениевод из Лионского университета, Франция. Действительно, покадровая камера раскрывает инопланетный мир поведения растений во всей красе, что может подтвердить любой, кто видел знаменитую лесную сцену из серии Life Дэвида Аттенборо.

Эти растения движутся с определенной целью, а это значит, что они должны знать, что происходит вокруг них.«Чтобы правильно реагировать, растениям также нужны сложные сенсорные устройства, настроенные на меняющиеся условия», – говорит Шульц.

Так в чем же смысл растений? Что ж, если верить Даниэлю Чамовицу из Тель-Авивского университета в Израиле, он не так уж отличается от нашего, как можно было бы ожидать.

Когда Чамовиц намеревался написать в 2012 году свою книгу « Что знает растение », в которой он исследует, как растения воспринимают мир посредством самых тщательных и современных научных исследований, он сделал это с некоторым трепетом.

«Я очень настороженно относился к тому, какой будет ответ», – говорит он.

Симфония Бетховена не имеет большого значения для растения, но приближение голодной гусеницы – совсем другая история.

Его беспокойство не было беспочвенным. Описания в его книге растений, которые видят, обоняют, ощущают и действительно знают, перекликаются с популярной книгой The Secret Life of Plants , опубликованной в 1973 году, которая обращалась к поколению, выросшему на силе цветов, но не содержала ничего особенного. фактов.

Пожалуй, наиболее устойчивым утверждением более ранней книги является полностью опровергнутая идея о том, что растения положительно реагируют на звучание классической музыки.

Но изучение восприятия растений прошло долгий путь с 1970-х годов, и в последние годы наблюдается всплеск исследований органов чувств растений. Мотивация для этой работы заключалась не просто в том, чтобы продемонстрировать, что «у растений тоже есть чувства», а в том, чтобы спросить, почему и действительно как растение ощущает свое окружение.

Входят Хайди Аппель и Рекс Кокрофт, коллеги Шульца из Миссури, которые ищут правду о слухе растений.

«Основной вклад нашей работы состоял в том, чтобы объяснить, почему на растения воздействует звук», – говорит Аппель. Симфония Бетховена не имеет большого значения для растения, но приближение голодной гусеницы – совсем другое дело.

В своих экспериментах Аппель и Кокрофт обнаружили, что записи жевательных шумов, производимых гусеницами, заставляли растения наводнять свои листья химическими средствами защиты, предназначенными для отражения нападавших. «Мы показали, что растения ответили на экологически значимый« звук »экологически значимым ответом», – говорит Кокрофт.

У нас есть носы и уши, но что есть у растений?

Экологическое значение имеет ключевое значение. Консуэло де Мораес из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе вместе с сотрудниками показала, что некоторые растения не только слышат приближающихся насекомых, но и чувствуют их запах, либо чувствуют летучие сигналы, издаваемые соседними растениями в ответ на них. .

Более зловещим образом, еще в 2006 году она продемонстрировала, как паразитическое растение, известное как повилика, нюхает потенциального хозяина.Затем повилика извивается в воздухе, а затем обвивается вокруг неудачливого хозяина и извлекает из него питательные вещества.

Концептуально эти растения ничем особо не отличаются от нас. Они что-то нюхают или слышат, а затем действуют соответственно, как и мы.

Но, конечно, есть важное отличие. «Мы действительно не знаем, насколько похожи механизмы восприятия запаха у растений и животных, потому что мы мало знаем об этих механизмах у растений», – говорит Де Мораес.

У нас есть носы и уши, но что есть у растений?

Отсутствие очевидных центров сенсорной информации затрудняет понимание чувств растений. Это не всегда так – например, фоторецепторы, которые растения используют, чтобы «видеть», достаточно хорошо изучены, но это определенно область, заслуживающая дальнейшего изучения.

Со своей стороны Аппель и Кокрофт надеются отследить часть или части растения, которые реагируют на звук.

Исследователи начали находить повторяющиеся паттерны, которые намекают на глубокие параллели с животными

Вероятными кандидатами являются механорецепторные белки, обнаруженные во всех растительных клетках.Они преобразуют микродеформации, которые могут генерироваться звуковыми волнами, когда они омывают объект, в электрические или химические сигналы.

Они проверяют, могут ли растения с дефектными механорецепторами реагировать на шум насекомых. Кажется, что для растения нет нужды в чем-то громоздком, как колос.

Другая способность, которую мы разделяем с растениями, – это проприоцепция: «шестое чувство», которое позволяет (некоторым из нас) касаться текста, жонглировать и вообще знать, где находятся различные части нашего тела в пространстве.

Поскольку это ощущение не связано внутренне с одним органом у животных, а скорее полагается на петлю обратной связи между механорецепторами в мышцах и головном мозге, сравнение с растениями более аккуратное. Хотя молекулярные детали немного отличаются, у растений также есть механорецепторы, которые обнаруживают изменения в своем окружении и соответствующим образом реагируют.

«Общая идея та же», – говорит Хамант, соавтор обзора исследований проприоцепции в 2016 году. «Пока что мы знаем, что у растений это больше связано с микротрубочками [структурными компонентами клетки], которые реагируют на растяжение и механическую деформацию.«

На самом деле, исследование, опубликованное в 2015 году, похоже, демонстрирует еще более глубокое сходство, предполагающее роль актина – ключевого компонента мышечной ткани – в проприоцепции растений.« Это менее подтверждено, – говорит Хамант, – но есть были некоторые доказательства того, что волокна актина участвуют в тканях; почти как мышцы ».

Эти открытия не уникальны. По мере того, как исследования органов чувств растений прогрессировали, исследователи начали находить повторяющиеся закономерности, которые намекают на глубокие параллели с животными.

Сегодня есть исследователи растений, изучающие такие традиционно не связанные с растениями области, как память, обучение и решение проблем

В 2014 году команда из Лозаннского университета в Швейцарии показала, что когда гусеница атакует растение Arabidopsis , это вызывает волну электрической активности. Наличие электрических сигналов в растениях не является новой идеей – физиолог Джон Бердон-Сандерсон предложил это как механизм действия венерианской мухоловки еще в 1874 году, – но что удивительно, так это роль, которую играют молекулы, называемые рецепторами глутамата.

Глутамат – самый важный нейротрансмиттер в нашей центральной нервной системе, и он играет точно такую ​​же роль у растений, за исключением одного важного различия: у растений нет нервной системы.

«Молекулярная биология и геномика говорят нам, что растения и животные состоят из удивительно ограниченного набора молекулярных« строительных блоков », которые очень похожи», – говорит Фатима Цврчкова, исследователь Карлова университета в Праге, Чешская Республика. Электрическая коммуникация развивалась двумя разными способами, каждый раз с использованием набора строительных блоков, которые предположительно предшествовали разделению между животными и растениями около 1.5 миллиардов лет назад.

«Эволюция привела к определенному количеству потенциальных механизмов коммуникации, и хотя вы можете добраться до этого разными способами, конечная точка остается той же», – говорит Чамовиц.

Осознание того, что такое сходство существует и что растения обладают гораздо большей способностью ощущать свой мир, чем можно предположить по внешнему виду, привело к некоторым замечательным заявлениям о «интеллекте растений» и даже породило новую дисциплину. Передача электрических сигналов в растениях была одним из ключевых факторов в зарождении «нейробиологии растений» (термин, используемый, несмотря на отсутствие нейронов у растений), и сегодня есть исследователи растений, изучающие такие традиционно не связанные с растениями области, как память, обучение и проблемы. -решение.

Несмотря на отсутствие глаз, такие растения, как Arabidopsis, обладают как минимум 11 типами фоторецепторов по сравнению с нашими жалкими четырьмя

Этот образ мышления даже привел к тому, что законодатели в Швейцарии установили руководящие принципы, призванные защищать «достоинство растений» – что бы это ни значило.

И хотя многие считают такие термины, как «интеллект растений» и «нейробиология растений» метафорическими, они все еще вызывают много критики, не в последнюю очередь со стороны Чамовица.«Считаю ли я растения умными? Я считаю, что растения сложны», – говорит он. Он говорит, что не следует путать сложность с интеллектом.

Итак, хотя для передачи идей полезно описывать растения в антропоморфных терминах, существуют ограничения. Опасность состоит в том, что мы в конечном итоге рассматриваем растения как низшие версии животных, что совершенно не соответствует сути.

«Мы, растениеводы, рады говорить о сходствах и различиях между образами жизни растений и животных, представляя результаты исследований растений широкой публике», – говорит Цврчкова.Однако она считает, что использование метафор, основанных на животных, при описании растений сопряжено с проблемами.

«Вы хотите избежать [таких метафор], если вас не интересует (обычно бесполезный) спор о способности моркови чувствовать боль, когда вы кусаете ее».

Растения в высшей степени приспособлены для того, чтобы делать именно то, что им нужно. У них может отсутствовать нервная система, мозг и другие особенности, которые мы ассоциируем со сложностью, но они преуспевают в других областях.

Мы больше похожи на растения, чем нам хотелось бы думать.

Например, несмотря на отсутствие глаз, такие растения, как Arabidopsis , обладают как минимум 11 типами фоторецепторов по сравнению с нашими жалкими четырьмя.Это означает, что в некотором смысле их видение сложнее, чем наше. У растений разные приоритеты, и их сенсорные системы отражают это. Как отмечает Хамовиц в своей книге: «Свет для растения – это гораздо больше, чем сигнал; свет – это пища».

Таким образом, хотя растения сталкиваются со многими из тех же проблем, что и животные, их сенсорные потребности в равной степени формируются тем, что их отличает. «Укорененность растений – тот факт, что они неподвижны – означает, что им на самом деле нужно гораздо больше знать об окружающей среде, чем нам с вами», – говорит Чамовиц.

Чтобы полностью понять, как растения воспринимают мир, важно, чтобы ученые и широкая общественность ценили их такими, какие они есть.

«Опасность для людей, занимающихся растениями, заключается в том, что, если мы продолжаем сравнивать [растения] с животными, мы можем упустить ценность растений», – говорит Хамант.

«Я бы хотел, чтобы растения больше признавались как удивительные, интересные, экзотические живые существа, – соглашается Цврчкова, – а не просто как источник питания человека и биотоплива». Такое отношение пойдет на пользу всем.Генетика, электрофизиология и открытие транспозонов – это всего лишь несколько примеров областей, которые начались с исследований растений, и все они оказались революционными для биологии в целом.

И наоборот, осознание того, что у нас есть некоторые общие черты с растениями, может быть возможностью признать, что мы больше похожи на растения, чем нам хотелось бы думать, точно так же, как растения больше похожи на животных, чем мы обычно предполагаем.

«Может быть, мы более механистичны, чем думаем», – заключает Чамовиц.По его мнению, сходство должно предупредить нас об удивительной сложности растений и об общих факторах, которые связывают все живое на Земле.

«Тогда мы сможем начать ценить единство в биологии».

Присоединяйтесь к более чем шести миллионам поклонников BBC Earth, поставив нам лайк на Facebook или подписавшись на нас в Twitter и Instagram.

Если вам понравился этот рассказ, подпишитесь на еженедельную рассылку новостей bbc.com под названием «Если вы прочитаете только 6 статей на этой неделе». Тщательно подобранная подборка историй из BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel и Autos, которые доставляются вам на почту каждую пятницу.

морфология | Определение и примеры

Полная статья

Морфология , в области биологии, изучение размера, формы и строения животных, растений и микроорганизмов, а также взаимоотношений их составных частей. Термин относится к общим аспектам биологической формы и расположения частей растения или животного. Термин анатомия также относится к изучению биологической структуры, но обычно предполагает изучение деталей грубой или микроскопической структуры.Однако на практике эти два термина используются почти как синонимы.

Обычно морфология противопоставляется физиологии, которая занимается изучением функций организмов и их частей; Однако функция и структура настолько тесно взаимосвязаны, что их разделение несколько искусственно. Первоначально морфологи интересовались костями, мышцами, кровеносными сосудами и нервами, составляющими тела животных, а также корнями, стеблями, листьями и частями цветов, составляющими тела высших растений.Развитие светового микроскопа сделало возможным изучение некоторых структурных деталей отдельных тканей и отдельных клеток; Развитие электронного микроскопа и методов получения ультратонких срезов тканей создало совершенно новый аспект морфологии, связанный с детальной структурой клеток. Электронная микроскопия постепенно выявила удивительную сложность многих структур клеток растений и животных. Другие физические методы позволили биологам исследовать морфологию сложных молекул, таких как гемоглобин, газообразный белок крови и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), из которых состоит большинство генов.Таким образом, морфология включает изучение биологических структур в огромном диапазоне размеров, от макроскопических до молекулярных.

Британская викторина

Biology Bonanza

Что означает слово «миграция»? Сколько комплектов ножек у креветки? От ядовитых рыб до биоразнообразия – узнайте больше об изучении живых существ в этой викторине.

Тщательное знание структуры (морфологии) имеет фундаментальное значение для врача, ветеринара и патолога растений, каждый из которых озабочен видами и причинами структурных изменений, являющихся результатом конкретных заболеваний.

Историческая справка

Свидетельства того, что доисторические люди ценили форму и строение своих современных животных, сохранились в виде картин на стенах пещер во Франции, Испании и других местах.Во время ранних цивилизаций Китая, Египта и Ближнего Востока, когда люди учились приручать определенных животных и выращивать множество фруктов и злаков, они также приобрели знания о строении различных растений и животных.