Рододендрон показал ученым новые внешние стимулы включения и запуска механизмов

В холодный зимний день кусты рододендрона ведут себя вполне очевидно. Их толстые зеленые листья свертываются в тонкие трубочки и вяло свисают со стеблей. Растение выглядит мертвым. Но вот в более теплый день, рододендрон буквально оживает и листья тянуться к солнцу. Возникает закономерный вопрос, почему так происходит?

Все дело в воде

В данном конкретном случае все сводится к движению воды, утверждают ученые. Когда окружающая температура падает, вода перемещается из стебля в лист, заставляя последний свисать. Вода распределяется через лист неравномерно, и когда она замерзает, то верхняя часть листа расширяться, а нижняя сжимается. В итоге листья сворачиваются. Но это не конец. Лист скручивается в трубочку равномерно вниз, что приводит к появлению перевернутой форме чашки.

Лист не может согнуться в куполообразной полусферической структуре - он должен свернуться только в одном направлении, которое соответствует жесткой середине. Кривизна развивается только в одном направлении, но она усиливается.

Запуск механизмов растения

Понимание того, почему листья скручиваются, может помочь исследователям разработать новые сложные структуры и электронику, которая реагируют на изменение температуры или другую стимуляцию. Когда исследователи вырезали полосы из листьев рододендрона, отделяя их от сердцевины, они скручивались свободно во всех направлениях. Но при скручивании, ограниченном жестким мидрибом, эти силы перенаправляются только в одном направлении, вызывая гораздо более жесткий завиток.

Это было для исследователей сюрпризом. Вначале считалось, что двигательная сила для перемещения была горизонтальной на листе, потому что лист закручивается от краев вниз. Но на самом деле, биологическая причина такого скручивания, заключается в том, чтобы помочь этим растениям выжить зимой.

Особенности рододендрона

Рододендроны сохраняют свои зеленые листья в течение всей зимы, несмотря на то что растут в жестких альпийских условиях. Когда лиственные деревья вокруг них теряют свои листья, дополнительный солнечный свет достигает рододендронов. Но в самую холодную погоду они не могут им воспользоваться, и метаболизм отключается.

Таким образом, они принимают солнечную энергию, и у них нет биохимических механизмов, чтобы передать эту радиацию в фотосинтез. Но у растения много энергии, поступающей в лист, и ничего с этим не поделаешь. Радиация может повредить листья. Завиваясь и опадая, листья рододендрона резко уменьшают количество солнечного света, попадающего на них, когда они не могут его использовать.

Это также может помочь им оттаивать медленнее после мороза, утверждают ученые. Если листья оттаивают и распускаются слишком быстро, морозные иглы могут проколоть и повредить поверхность листьев.

Важность открытия

Понимание того, как эти механизмы работают в рододендронах, потенциально может помочь ученым спроектировать культуры, которые более устойчивы к холодной погоде. Но специалисты также заинтересованы в том, как эти же принципы могут быть применены к технике.

Интересно, как листы изменяют форму и как возможно программировать умные структуры, и природа часто предлагает надежные стратегии, ожидающие использования. Рододендрон - это прекрасный пример обратимого изменения формы, где движение воды, вызванное температурой, является стимулом.