CP v2

Tag: Fotosintezė

  • Norite didelių ir sultingų burokėlių? Ši viena lapų skynimo taisyklė lemia visą derlių

    Norite didelių ir sultingų burokėlių? Ši viena lapų skynimo taisyklė lemia visą derlių

    Kodėl lapai tokie svarbūs?

    Burokėlių lapai nėra vien graži žaluma lysvėje – tai pagrindinis augalo energijos šaltinis. Lapai fotosintezės metu pagamina medžiagas, kurios vėliau nukeliauja į šakniavaisį ir lemia jo dydį bei sultingumą.

    Dėl to per agresyvus lapų skynimas vasarą dažnai baigiasi mažesniu derliumi. Kuo daugiau sveikų lapų paliekama, tuo stabiliau auga šaknis ir geriau kaupiamos maisto medžiagos.

    Dažna klaida skynimo metu

    Svarbiausia taisyklė paprasta: vienu kartu nenuskinkite per daug lapų. Praktikoje saugiausia orientuotis į tai, kad vienu metu būtų pašalinama ne daugiau kaip maždaug trečdalis lapų, o augalas išlaikytų tankią, veiklią lapiją.

    Skynimui tinka išoriniai, senesni lapai, o jauniausi, augantys skrotelės centre, turėtų likti. Būtent jie aktyviausiai palaiko augimą ir padeda burokėliui toliau storėti.

    Botviniai ir senesni lapai

    Virtuvėje dažnai naudojami ir jauni burokėliai su lapais, vadinami botviniais. Tai plonesnėmis šaknelėmis ir švelnesniais lapais pasižymintys augalai, kurie paprastai gaunami retinant per tankiai sudygusias eilutes.

    Vėliau, kai burokėliai sustiprėja, galima rinkti ir didesnius lapus, tačiau svarbu nepersistengti. Silpnų ar dar mažų augalų geriau neliesti, nes jiems kiekvienas lapas svarbus šakniavaisio formavimuisi.

    Kaip skinti, kad nepažeistumėte?

    Lapus geriausia nupjauti švariomis, aštriomis žirklėmis arba atsargiai nulaužti, neplėšiant viso lapkočio iš pagrindo. Taip sumažėja žaizdų plotas ir infekcijų rizika, o augalas greičiau atsigauna.

    Jei vyrauja sausra arba dirva labai išdžiūvusi, lapų skynimą verta atidėti. Streso patiriantis augalas lėčiau ataugina lapiją, todėl bet koks papildomas „nukirpimas“ gali tiesiogiai atsiliepti šaknies augimui.

    Jei lapus skinat maistui, juos geriausia sunaudoti kuo greičiau, nes jie greitai vysta ir praranda traškumą. Laikant šaldytuve, verta suvynioti į popierinį rankšluostį ir sunaudoti per kelias dienas.

    Rudenį, nuimant derlių, antžeminę dalį jau galima nupjauti paliekant trumpus, apie 1–2 centimetrų lapkočių galiukus. Taip paruošti burokėliai paprastai geriau laikosi ir lėčiau praranda kokybę sandėliuojant.

  • Mokslininkai apskaičiavo, kada Žemės vidutinė temperatūra gali pasiekti 65 laipsnius ir išnyks augalai

    Žemė ne visada išliks tinkama gyvybei tokiai, kokią ją pažįstame šiandien. Naujas tarptautinės tyrėjų grupės darbas rodo, kad per labai ilgą laiką planetos klimatas gali pasikeisti taip, jog net ištvermingiausi sausumos augalai nebesugebės išgyventi.

    Mokslininkai, remdamiesi trimatėmis klimato simuliacijomis, modelavo kelių artimiausių milijardų metų scenarijus. Jų išvada – maždaug po 1,9 milijardo metų vidutinė pasaulinė temperatūra teoriškai galėtų priartėti prie 65 laipsnių ribos.

    Pagrindinis ilgalaikis veiksnys – natūrali Saulės evoliucija. Senstant žvaigždei jos spinduliuotė pamažu didėja, todėl Žemę pasiekia daugiau energijos ir ilgainiui stiprėja šiltnamio efektą palaikantys procesai.

    Tyrėjų vertinimu, po maždaug 1,87 milijardo metų Žemę pasiekianti Saulės energija gali būti beveik penktadaliu didesnė nei dabar. Tokie pokyčiai nevyksta staigiai, bet jų poveikis per geologinius laikotarpius gali būti lemiamas.

    Viename modeliuotame variante anglies dioksido kiekis atmosferoje išlieka santykinai stabilus, tačiau dėl didėjančio Saulės ryškumo globali temperatūra vis tiek kyla. Skaičiuojama, kad maždaug po 1,68 milijardo metų vidutinė temperatūra gali peržengti 50 laipsnių ribą, kuri daugeliui sausumos augalų būtų kritinė.

    Vėliau, artėjant prie 65 laipsnių vidurkio, šiluminis stresas taptų toks didelis, kad fotosintezė daugelyje ekosistemų galėtų nebevykti. Svarbu tai, kad kalbama apie vidutinę visos planetos temperatūrą, o ne pavienes karščio bangas konkrečiuose regionuose.

    Kitu scenarijumi išryškinamas ne vien karštis, bet ir cheminė pusiausvyra. Žemėje veikia ilgalaikis anglies ciklas: anglies dioksidas palaipsniui „išimamas“ iš atmosferos ir surišamas uolienose, todėl planeta lėčiau įkaista.

    Tačiau šis mechanizmas turi ir kitą pusę: jei anglies dioksido koncentracija nukristų per žemai, augalams galėtų nebeužtekti šios dujos fotosintezei. Skaičiavimuose minima, kad C4 tipo fotosintezę naudojantys augalai pasiektų kritinę ribą, kai koncentracija priartėtų prie 10 dalių milijonui, o tai galėtų nutikti maždaug po 1,35 milijardo metų.

    Tyrimas sieja augalijos nykimą su dar vienu lėtu, bet fundamentalų poveikį turinčiu procesu – vandenynų praradimu. Didėjant temperatūrai, daugiau vandens garų patenka į viršutinius atmosferos sluoksnius, kur dėl Saulės spinduliuotės vandens molekulės gali skilti, o lengvasis vandenilis palaipsniui pasišalinti į kosmosą.

    Tai reikštų, kad per itin ilgą laiką Žemė galėtų prarasti reikšmingą dalį vandens atsargų. Autoriai pabrėžia: tai nėra artimiausių dešimtmečių klimato prognozė, o teorinis scenarijus, paremtas Saulės ir Žemės sistemos evoliucija milijardų metų skalėje.

    Darbo autoriai taip pat atkreipia dėmesį, kad gyvybė gali prisitaikyti ir ateities biosfera nebūtinai kartos šiandieninius apribojimus. Augalai teoriškai galėtų evoliucionuoti į atsparesnes formas, o gyvybė labiau koncentruotis vėsesnėse vietovėse, didesniame aukštyje ar vandens aplinkoje.

    Galiausiai tyrime aptariamos ir hipotetinės technologinės idėjos, labiau primenančios mokslinę fantastiką, pavyzdžiui, Saulės spinduliuotės mažinimas kosminiais „skydais“ ar net lėtas Žemės orbitos keitimas. Vis dėlto pagrindinė žinutė išlieka paprasta: ilguoju laikotarpiu planetos sąlygas lems žvaigždės raida ir anglies ciklo pusiausvyra.

  • Mokslininkai akyse „įjungė“ fotosintezę: špinatų lašai žada proveržį nuo sausų akių

    Mokslininkai akyse „įjungė“ fotosintezę: špinatų lašai žada proveržį nuo sausų akių

    Sausų akių liga vargina šimtus milijonų žmonių visame pasaulyje, o jos simptomai dažnai atrodo kasdieniški: perštėjimas, deginimas, paraudimas, svetimkūnio jausmas ir svyruojantis regėjimo aštrumas. Gydytojai pabrėžia, kad tai ne tik diskomfortas, nes užsitęsęs uždegimas ir ašarų plėvelės nestabilumas gali žaloti akies paviršių.

    Nacionalinio Singapūro universiteto mokslininkai pristatė netikėtą idėją: į akies audinius laikinai perkelti augalų fotosintezės „mechaniką“. Laboratorijoje jie iš špinatų lapų išskyrė tilakoidų membranų struktūras ir jas, kaip nanodaleles, panaudojo akių lašų pavidalu.

    Kaip veikia šviesa maitinami lašai

    Tyrėjų tikslas buvo paskatinti akies ląsteles, veikiamas aplinkos šviesos, gaminti daugiau NADPH – molekulės, kuri veikia kaip ląstelinis energijos ir apsaugos „rezervas“. Ji svarbi neutralizuojant reaktyviąsias deguonies formas, kurios skatina uždegimą ir oksidacinį stresą, dažnai siejamą su sausų akių liga.

    Eksperimentuose su laboratorijoje augintomis žmogaus akies ląstelėmis ir genetiškai pakeistomis pelėmis, kurioms sukelta į sausų akių būklę panaši problema, metodas sumažino oksidacinio streso žymenis. Mokslininkai fiksavo, kad vos per maždaug 30 minučių šviesos poveikis padėjo slopinti uždegiminius procesus akies paviršiuje.

    „Pirmą kartą parodėme, kad augalų fotosintezės sistema gali būti perkelta į žinduolių audinius ir, maitinama ta pačia šviesa, kuri leidžia mums matyti, gaminti biologiškai naudingas molekules“, – sakė biomolekulinės inžinerijos mokslininkas Xing Kuoranas.

    Rezultatai ir palyginimas su įprastu gydymu

    Tyrėjų aprašyta technologija pavadinta LEAF ir paremta tuo, kad tilakoidai yra natūralios struktūros, augaluose atsakingos už NADPH gamybą fotosintezės metu. Špinatai pasirinkti dėl didelės chloroplastų išeigos ir palyginti paprasto išgavimo, be to, tai plačiai prieinamas augalas.

    Publikuotuose bandymuose su pelėmis lašai buvo naudojami du kartus per dieną penkias dienas. Mokslininkai teigia, kad toks gydymas veiksmingiau sumažino sausų akių požymius nei dažnai skiriamas ciklosporino preparatas „Restasis“, kuris daliai pacientų sukelia deginimą ar papildomą dirginimą.

    „Turime technologiją, kuri naudoja aplinkos šviesą, kad tiesiogiai atstatytų molekulę, kurios trūksta sergant sausų akių liga“, – sakė biomolekulinės inžinerijos mokslininkas David Leong Tai Wei.

    Kodėl dar anksti skelbti pergalę

    Nors rezultatai skamba ambicingai, tai vis dar ankstyvos stadijos tyrimai: saugumas ir veiksmingumas žmonėms turi būti patvirtintas klinikiniais tyrimais. Komanda nurodo, kad pasirengimas klinikiniams tyrimams jau vyksta, tačiau iki realaus gydymo praktikoje paprastai prireikia ne vienerių metų.

    Dar viena kliūtis – poveikio trukmė. Tyrėjai pastebi, kad dalelės akies ląstelėse laikui bėgant suyra ir efektyvumas po kelių valandų mažėja, todėl ateityje reikės sprendimų, kaip užtikrinti stabilesnį ir ilgesnį poveikį.

    Mokslininkai taip pat svarsto platesnį pritaikymą: jei audinys pasiekiamas matoma šviesa ir problemą lemia oksidacinis stresas, panaši strategija teoriškai galėtų būti svarstoma ir kitoms uždegiminėms būklėms. Vis dėlto artimiausias realistiškas tikslas išlieka saugus, patogus ir veiksmingas sausų akių gydymas, kuris sumažintų priklausomybę nuo nuolatinių lašų ir dirginančių preparatų.

  • Kodėl net sekvojos neauga iki dangaus: fizika, vanduo ir riba ties maždaug 130 metrų

    Aukščiausi pasaulio medžiai, tarp jų ir Kalifornijos sekvojos, atrodo tarsi paneigtų gamtos ribas. Vis dėlto net ir šie milžinai susiduria su aiškiu fizikos „lubų“ efektu, kuris ilgainiui sustabdo augimą.

    Medžiams aukštis yra konkurencinis pranašumas: kuo aukščiau laja, tuo daugiau saulės šviesos ir daugiau galimybių efektyviai vykdyti fotosintezę. Tačiau kylant į viršų didėja „kaina“ – vandens ir maisto medžiagų transportavimas tampa vis sudėtingesnis.

    Pagrindinė riba susijusi su vandens tiekimu. Vanduo į viršų keliauja per laidžiuosius audinius, o procesą varo transpiracija, kai vanduo garuoja per lapus, ir taip sukuriama trauka nuo šaknų iki lajos.

    Kuo medis aukštesnis, tuo labiau veikia gravitacija ir hidraulinis pasipriešinimas kamiene. Po tam tikro taško viršūnėje lapai pradeda gauti per mažai vandens, dėl to krenta fotosintezės efektyvumas, o naujų audinių formavimas tampa per brangus energijos prasme.

    Tyrėjų vertinimu, teorinė riba dažnai siejama su maždaug 122–130 metrų aukščiu, kai vandens stulpą išlaikyti vientisą tampa itin sunku. Praktikoje aukščiausi žinomi medžiai pasaulyje jau priartėję prie šio diapazono, todėl rekordai didėja labai lėtai.

    Svarbu ir tai, kad aukštyje keičiasi lapų struktūra: medžiai turi išlaikyti kompromisą tarp lapo dydžio, garinimo ir gebėjimo aprūpinti audinius vandeniu. Todėl labai aukštų sekvojų lapai dažnai išlieka gana siaurame dydžių intervale, kad bendra sistema būtų stabili.

    Neatsitiktinai aukščiausios sekvojos susiformavo Šiaurės Kalifornijos pakrantėje, kur sąlygos palankios ilgalaikiam augimui. Švelnesnis klimatas, pakankami krituliai ir derlingesnės dirvos padeda kaupti biomasę per šimtmečius.

    Itin reikšmingas veiksnys gali būti ir dažnas rūkas: laja gali gauti dalį drėgmės tiesiogiai iš oro, taip sumažindama priklausomybę nuo vien tik šaknų pumpuojamo vandens. Tai leidžia ilgiau išlaikyti „hidraulinę pusiausvyrą“ ir priartėti prie teorinės aukščio ribos.

    Galiausiai sekvojos yra pavyzdys, kaip biologija ir fizika susiderina iki kraštutinių ribų. Net ir įspūdingiausi gamtos rekordai remiasi labai konkrečiais apribojimais, o vienas svarbiausių jų – vandens tiekimas į aukščiausius lajos taškus.