Расширение листа - Leaf expansion
Расширение листьев - это процесс, с помощью которого растения эффективно используют пространство вокруг себя, заставляя их листья увеличиваться или увядать. Этот процесс позволяет растению максимально увеличить собственную биомассу , будь то из-за увеличения площади поверхности; который позволяет хлоропластам поглощать больше солнечного света, увеличивая скорость фотосинтеза , или позволяет создавать больше устьиц на поверхности листа, что позволяет растению увеличить потребление углекислого газа .
Механизм
Первоначально органы чувств, такие как хлоропласты, камбий и корни , улавливают внешние раздражители, например свет. Стимул запускает биохимические процессы ниже по течению, которые приводят к расширению ткани листа. Обнаружены два процесса, благодаря которым это происходит: осмотическая регуляция, которая имеет временный эффект, заставляющий листья увеличиваться в размерах, или растяжимость стенки, которая постепенно меняет лист с течением времени и постоянно увеличивает его.
Осмотическая регуляция
Красный свет попадает листья и деполяризует плазматическую мембрану из растительных клеток с помощью фоточувствительных кальция и хлорид ионных каналов . Хлорид покидает клетки, а кальций входит. Эта деполяризация вызывает осмотический сдвиг концентраций ионов в апопласте , который одновременно вызывает повышение тургорного давления на основе апопластных потенциалов растворенных веществ, формируя электрический градиент через плазматическую мембрану. Повышение тургорного давления заставляет клетки расширяться, позволяя хлоропластам перемещаться в другую область, а коллективное расширение всех клеток одновременно заставляет сам лист становиться больше и более жестким. Движение хлоропластов позволяет достичь и использовать свет, который ранее был недоступен.
Расширяемость стены
Синий свет попадает на листья растения и вызывает активацию протонных насосов . В свою очередь, это приводит к снижению pH клеточной стенки . Это уменьшение в сочетании с мембраносвязанными белками, называемыми экспансинами , увеличивает пластичность апопластической мембраны. Эта пластичность позволяет создавать больше клеток во время деления клеток , что увеличивает лист по мере добавления большего количества клеток стандартного размера. Увеличение общих органелл и площади клеток приводит к образованию большего количества устьиц и использованию большего количества света.
В природе
Различные типы растений имеют тенденцию расти с разной скоростью. Те, которые растут медленно, как правило, предпочитают иметь гораздо меньшую площадь листьев, чтобы сохранить энергию, и будут расходовать их только тогда, когда поблизости слишком много света. Это происходит из-за недостатка света, медленный рост которых не позволяет им достигать высоты, которой достигают быстрорастущие растения, что обеспечивает им обильное количество света. Напротив, у быстрорастущих растений большие листья из-за постоянного купания в свету. Разные размеры листьев позволяют обоим типам растений сосуществовать в природе, находясь в разных экологических нишах, и объясняют, почему некоторые слои растительного покрова имеют тенденцию быть очень неравномерными.