На замерзлих околицях лісів і водно-болотних угідь ранньою весною зацвітають досить дивні рослини - Symplocarpus foetidus у Північній Америці та Symplocarpus renifolius у Східній Азії.
Як пише еволюційний біолог з Ратгерського університету Скотт Треверс у своїй колонці для Forbes, ці рослини найбільш відомі своїм різким запахом і плямистими пурпуровими "капюшонами". Серед біологів вони також відомі своєю здатністю робити те, на що майже жодна інша рослина не здатна.
Чим особливі ці рослини
Біолог зазначив, що Symplocarpus foetidus і Symplocarpus renifolius вирізняються квітковим термогенезом. Це здатність деяких рослин генерувати та регулювати власне внутрішнє тепло.
Треверс додав, що це явище документується вже протягом століть, але механізми, що лежать в його основі, та еволюційні причини його виникнення лише нещодавно стали предметом пильної уваги вчених.
Біолог розповів, що у звичайних рослин клітинне дихання включає в себе переміщення електронів по ланцюжку білкових комплексів. При цьому протони перекачуються через мембрану для генерації аденозинтрифосфату.
Процес виробництва аденозинтрифосфату у більшості рослин є високоефективним, тісно пов'язаним і виробляє відносно мало відпрацьованого тепла. Symplocarpus foetidus і Symplocarpus renifolius же, навпаки, використовують те, що можна було б вважати свого роду "клапаном скидання", додав біолог.
Треверс розповів, що під час цього процесу Symplocarpus foetidus і Symplocarpus renifolius покладаються на білок, який називається альтернативною оксидазою, що замикає ланцюг перенесення електронів. Він відводить електрони від звичайного механізму виробництва аденозинтрифосфату і виділяє їхню енергію безпосередньо у вигляді тепла.
Біолог зазначив, що альтернативна оксидаза повністю обходить протонний насос, через що приблизно 6% вільної енергії, що отримується при окисненні глюкози, виділяється у вигляді теплових відходів.
Вчені з'ясували, що у Symplocarpus foetidus і Symplocarpus renifolius є вбудована "система", яка перенаправляє метаболізм рослини в холодну погоду. Вона фактично змушує клітинний метаболізм проходити через альтернативну оксидазу, що забезпечує максимальне вироблення тепла саме тоді, коли це необхідно для танення снігу та залучення запилювачів.
Біолог додав, що у Symplocarpus foetidus і Symplocarpus renifolius є спадикс - центральний колос усередині капюшона. Рослина може підтримувати температуру свого спадикса на рівні від 22 до 26 °C протягом майже тижня, навіть коли температура зовні опускається до −10 °C.
Чому у цих рослин неприємний запах
Треверс розповів, що Symplocarpus foetidus і Symplocarpus renifolius вкладають величезні метаболічні ресурси у власне обігрів. Саме тому рослинам потрібно залучати запилювачів.
Горезвісний запах Symplocarpus foetidus і Symplocarpus renifolius відіграє важливу роль у цьому процесі. Ці рослини імітують запах падалі, що приваблює мух і жуків на початку сезону, які шукають тепле місце для харчування та спарювання, пояснив біолог.
Тепло викликає випаровування хімічних сполук, відповідальних за запах, виводячи їх у навколишнє повітря і значно збільшуючи радіус їх дії. Холодна квітка виділяє аромат повільно, а гаряча - розсіює його широко.
Треверс додав, що запилювачі також отримують вигоду. Тепло, що виробляється термогенними квітами, є значною енергетичною винагородою, оскільки дозволяє запилювачам харчуватися і спаровуватися з набагато меншими витратами енергії, ніж це було б потрібно в холодному повітрі зовні.
Рослина, яка довша за синього кита і "п'є" туман
Раніше в BBC Wildlife Magazine розповіли про рослину під назвою вельвічія. Кілька шанованих біологів XIX століття називали цю рослину найпотворнішою у світі, але відзначали її приховані переваги.
Вельвічію часто називають "живою скам'янілістю". Ця рослина росте тільки в пустелі Наміб. Вона успішно адаптувалася до одного з найсуворіших середовищ існування на планеті.
Цікаво те, що вельвічія здатна "пити" туман. Коли на листі біля основи утворюється конденсат, роса направляється до центру рослини.
