Del:
Top 10 fascinerende fakta om planter
I biologiens verden er "plantens folk" undervurderet og ofte skinken. Visst, planter er ikke så karismatiske i forhold til utrolige hvaler, gamle dinosaurer eller skabninger størrelsen af en pinky finger, der kan dræbe dig, men de rocker stadig. (Lad mig ikke komme i gang på klipper.)
Der er ofte mere til planter end at møde øjet, og de kan være utroligt vanskelige at studere, nogle gange endda mere end dyr. Jeg håber, at denne liste inspirerer hver person til at læse den for at se planternes magi.
10 CAM- og C4-planter
CAM og C4 planter omfatter succulenter og kaktus samt andre ørkenplanter. CAM står for "crassulacean syre metabolisme", mens "C4" refererer til de fire carbonatomer, der anvendes i deres metaboliske processer. Disse planter skal fungere anderledes end andre, fordi de bor i så varme, tørre habitater og skal gå i ekstreme længder for at bevare vandforretninger. De fleste planter åbner deres porer eller stomata om dagen, hvilket gør det muligt for kuldioxid at komme ind og starte processen med fotosyntese for at gøre sukkerarterne til energi. Men CAM'er og C4'er er ikke "de fleste planter."
CAM'er og C4'er skal holde deres stomata lukket om dagen, så de ikke mister vand. Dette forårsager imidlertid absorberet carbondioxid at binde til det forkerte protein, som vil forbruge sukker i stedet for at skabe det. Dette problem er forårsaget fotorespiration, og disse kloge greens bekæmper det ved at lade deres stomata stå åbent om natten og tillade kuldioxid at binde sig til et andet protein. Dette protein kaldes phosphoenolpyruvat, eller PEP for kort. Dette tillader CO2 at binde effektivt til dannelse af fire-carbonforbindelsen oxaloacetat eller OAA. Ved hjælp af dette system er ørkenplanter i stand til at indsamle carbondioxid om natten og bruge det til at metabolisere i løbet af dagen.
9 Phloem og Xylem
"Phloem" og "xylem" er fancy ord, der egentlig bare er navne på de celler, der er ansvarlige for at distribuere næringsstoffer i karplanter. De er også grunden til, at vaskulære planter kan vokse så meget større end ikke-vaskulære planter. Xylem er ansvarlig for at transportere væske fra rødderne dybt i jorden helt op til bladene på plantens spids. De er stive, stive celler, der udgør træ og giver planterne mulighed for at vokse høje uden at falde eller hænge.
Phloem er ansvarlig for at transportere andre næringsstoffer eller "mad" på samme måde, selv om det ikke er så stift og struktureret som xylem. For at transportere strukturerne xylem og phloem formularerne strukturerer stammen, med xylem i midten omgivet af floem. Medfølgende celler tillader vandet eller sukkerne at blive overført fra celle til celle efter behov gennem små åbninger.
8 Tropical Pitcher Plant
Den kødædende tropiske pitcher plante er mindre kendt end sin berygtede slægtning, Venus flytrap. Dens blomster er en kandeform, belagt på indersiden med ekstremt glatte voksvægge og lugtende nektar i bunden, alle toppet af et låg. Der er to forskellige variationer af pitcherplanten: højlandet og lavlandet. De forekommer begge i troperne på steder med konstant fugtig luft. Highland arten er meget mere almindelig og har en mere tubelike form i forhold til lowland versionen, som har en bredere, mere typisk blomsterform øverst på sin krukke.
Kruiksanlægget er bedst kendt for at opfange små insekter og bugs, som lugter nektar og ubevidst klatrer i at lede efter en sød behandler. Imidlertid indeholder væsken i bunden fordøjelsesproteiner, som straks kommer i arbejde, mens det fangede dyr forsøger utrætteligt at krybe op i de slimede vægge. Selvom det er almindeligt at finde små insekter eller bugs i disse fælder, er tropiske kande de eneste planter, der vides at have fortæret hele rotter! De kan vokse til en stor nok størrelse, at selv dyr så store og kloge som rotter er blevet bytte.
7 Gravitropisme
Gravitropisme er den specielle superkraft, planterne har: evnen til at tvinge tyngdekraften. Planterne vokser generelt opad mod sollys for at maksimere fotosyntese. Men hvis de er i en position med et smalt lysområde, vil de vokse enhver retning, selv på hovedet, bare for at nå det. Planter kan ændre deres vækstretning i så lidt som et par timer, hvis sollys er skåret ned. Hvordan kan de gøre det så hurtigt? De har et yderst sofistikeret middel til at registrere retning og tyngdekraften.
Den øverste del af planten, kaldet meristem, indeholder celler kaldet statocytter, der er følsomme for tyngdekraften, så planten kan vide, hvilken retning den står overfor. Når disse celler flytter for at finde lys, vil planten ændre vækstretningen. Der har været mange eksempler, der understøtter dette fund, herunder at planter med meristem afskåret ikke har denne evne. Systemet viser kun, hvordan avanceret planteudvikling virkelig er. Hvem har brug for øjne, alligevel?
6 Tilbehørspigmenter
De fleste af os ved, at det grønne pigment i planter kaldes chlorophyll, hvilket er afgørende for fotosyntese. Men selv om mange planter er grønne, kommer de i andre farver og kan have forskellige pigmenter, selv om de er grønne. Planter har de såkaldte tilbehørspigmenter, som er optimeret til forskellige bølgelængder af lys for at maksimere absorptionen. Jo bredere vifte af bølgelængder en plante kan absorbere, desto flere sukkerarter vil den i sidste ende kunne producere. Der er pigmenter til at absorbere næsten enhver farve. For eksempel overveje de forskellige typer alger:
Der er tre hovedtyper af alger: cyanobakterier (blågrønne alger), rhodophytes (røde alger) og ocrophytes (brune alger). I havet dæmpes lyset meget hurtigt, hvilket gør fotosyntese mere udfordrende.Af denne grund er tilbehørspigmenter afgørende for overlevelse, og alger har udviklet sig til at bruge forskellige farver afhængigt af, hvilken dybde de bor på. Rødt lys trænger kun igennem de grundigste farvande, så røde alger bor ofte nær overfladen, mens det blå lys trænger ind i det dybeste, hvilket tillader blågrønne alger at bo i dybere farvande. Selvom absorberende rødt lys kan være mindre effektivt i et blåt hav, betyder den forskellige farve, at røde alger ikke behøver at konkurrere med de stadig eksisterende blågrønne alger.
5 Det mest rigelige protein i verden
Planter har det privilegium at prale med, hvad mange tror er verdens mest rigelige protein. Ribulose-1,5-bisphosphatcarboxylase-oxygenase, også "RuBisCo", spiller en vigtig rolle i fotosyntese. Man kan forestille sig, hvorfor det er så rigeligt, da der er så mange arter af fotosyntetiske organismer i hvert hjørne af jorden. Under fotosyntese binder RuBisCO sig til absorberet carbondioxid og omdanner det fra uorganisk til organisk i et enkelt trin. RuBisCO er hidtil det eneste enzym på jorden med denne evne. Når CO2 binder til RuBisCO under fotosyntese, er det opdelt i et ustabilt sex-carbon-molekyle, som hurtigt vil bryde ned i to 3-phosphoglycerat (3-PGA) molekyler, som derefter kan bruges til at skabe sukker.
RuBisCO kan være farligt for CAM og C4 planter, som skal deaktivere det, fordi det bliver for produktivt, hvilket får dem til at tabe vand. For de fleste planter er RuBisCO imidlertid yderst aktiv i løbet af dagen for at maksimere mængden af energi planten kan få. Det er så effektivt, at det kan metabolisere fire carbondioxidmolekyler for hvert oxygenmolekyle. Dette er især imponerende, når man overvejer at der er fem gange mere O2 molekyler i jordens atmosfære end CO2.
4 zooxanthellae
Mærkeligt ord, ikke? Zooxanthellae er navnet på en fotosyntetiske alger, der ligger inde i koralrev. Koraller og deres zooxanthellae har et mutualistisk, symbiotisk forhold, hvor korallet giver plads til, at zooxanthellae kan leve. Korallet selv har gavn af de næringsstoffer, som de små celler producerer gennem fotosyntese. Zooxanthellae giver ilt, sukker og aminosyrer til koralen og bruger op skadeligt affald i deres metaboliske processer, hvilket gør det muligt for koral at producere fedtstoffer og proteiner for at overleve. Verdens smukkeste oceaner, hvor de mest spektakulære koraller bor, er nogle af de mindst produktive farvande. Som tommelfingerregel er jo klarere vandet, desto mindre produktivt er det, fordi der er meget få alger og bakterier i vandet for at fremme væksten. Disse skabninger gør vandet en mildere farve.
Zooxanthellae og koraller hjælper hinanden med at overleve i disse krystalklare, men næringsfattige vand ved hjælp af en streng næringsstofcyklus. Det klare vand bliver også en fordel for algerne, da det letter det for dem at absorbere lys. Problemet med denne højt udviklede proces er koralblegning. Når vandkvaliteten skifter på grund af forurenende stoffer eller forsuring, bliver koraller stresset og udstødt deres fotosyntetiske venner. Koralen taber farve som et resultat, og får et "bleget" udseende. Når dette sker, er det meget usandsynligt, at enten koral eller alger vil overleve. Blegede rev ser meget usundt ud, hvilket forårsager større arter som fisk at flytte til nye og sundere områder og efterlader det engang blomstrende rev økosystem.
3 rigtige planter
Tidligere var denne liste over planter refereret til alger - og løj rigtigt til dit ansigt. Alger og kelp er faktisk ikke "sande planter." Mens de ofte omtales som planter, falder de virkelig under deres egen videnskabelige gren. Sandt nok er de langt tættere på planter end dyr, men de har forskellige karakteristika, som biologer anser for forskellige for at blive betragtet som ærlige planter. Disse forskelle er for det meste morfologiske. Deres fotosyntiske evner er, hvad der får dem til at klare sig konstant under plantekategorien.
Hvad er det der gør dem så forskellige? Den vigtigste forskel er, at de ikke har sande rødder, stilk eller blade. Kæmpe kelp synes sikkert at have disse ting, men de pågældende strukturer er faktisk helt forskellige. I stedet for rødder har kelp holdfasthed, som har stærke bindende evner til at holde organismen på stenrige underlag og ikke blive skubbet væk af stærke bølger eller strømme. Kelp "blade" kaldes knive og adskiller sig fra almindelige planter blade fordi de er selvbærende. Hver celle i et knivblad kan give sine egne næringsstoffer, så det kan overleve uden vaskulær system på plads. Stipe, i modsætning til en ægte stilk, har ingen vaskulære kvaliteter. Der er ikke phloem eller xylem til at distribuere vand og næringsstoffer. Stipe er der kun for støtte, så bladene kan nå op og samle sollys nær vandets overflade.
2 Reduktion af vandforløb
Vi har allerede talt om de særlige tilpasninger af CAM og C4 planter for at spare på vand og energi, men de er ikke de eneste der står over for dette problem. Hver enkelt plante skal have en form for mekanisme til at bevare vand for at overleve. Fælles tilpasninger omfatter voksagtige blade, brug af deres stomata og vagtceller. Vagtceller omgiver stomata og styrer, når de åbner og lukker. Når cellerne er passive, er de slap, og stomaen er lukket. Når beskyttelsescellerne bliver stive, eller "bøjes", åbnes stomaen.
Vagtceller bruger en proces, der ligner diffusion, idet deres åbning udløses, når der er en højere koncentration af kaliumioner inde i cellen. Når dette sker, vil beskyttelsescellen slippe ud i vand.Når cellen indtager mere vand, vil ionkoncentrationen jævne ud, og cellen vil blive slank, hvilket får stoma til at lukke. Når stomata er åbne, tages også kuldioxid ind, hvilket tillader fotosyntese. Processerne arbejder i tandem, og når stomata lukker om natten, kan planten bruge vandet og den energi, den har akkumuleret i løbet af dagen.
1 ethylen
Ethylen er en gas, der afgives af frugter, der udløser modning. Mens mennesker ikke kan se eller lugte denne uhensigtsmæssige gas, spiller den en stor rolle i den mad, vi spiser. Frugter som pærer eller æbler udsender ethylen, mens mindre frugter som bær ikke vil, fordi de generelt ikke rigtig skal "modne" på samme måde som et æble. Gassen antages at være forbundet med aldring, hvorfor det udløser modning. Når en frugt begynder at frigive ethylen, bliver den smitsom og vil udløse de omgivende frugter til at begynde at producere gassen. Af denne grund er det klogt at holde husholdningsfrugter sammen, da det giver dem mulighed for at modne hurtigere.
Ethylen er blevet industrialiseret og bruges til at hjælpe landmændene med at skabe flere afgrøder. Den bruges stort set på tomater for at hjælpe dem med at blive ældre og modne. Men for meget vil få frugterne til at blive for gammel og blive rådne og kan også skade planten, så den bliver gul eller taber blade og blomster. Selvom for meget ethylen kan være dårligt for afgrøder, er det alligevel en fantastisk tilpasning, som naturligt forekommer i planter over hele verden for at hjælpe med at producere moden og lækker frugt.