Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe voeren planten fotosynthese uit in koude regio?

Planten in koude gebieden hebben verschillende aanpassingen ontwikkeld om fotosynthese effectief uit te voeren ondanks de uitdagingen van lage temperaturen:

1. Aanpassingen voor lichtopname:

* Hoog chlorofylgehalte: Koud aangepaste planten hebben vaak hogere concentraties chlorofyl, waardoor ze meer van het beperkte zonlicht kunnen vangen dat beschikbaar is tijdens het korte groeiseizoen.

* grotere bladeren: Sommige planten zijn grotere bladeren ontwikkeld, wat een groter oppervlak biedt voor lichtabsorptie.

* Lage-hoek lichtvangsel: Bepaalde planten kunnen hun bladoriëntatie aanpassen om lichtvang te maximaliseren, zelfs wanneer de zon laag in de lucht is.

2. Aanpassingen voor fotosynthese:

* Cold-tolerante enzymen: Fotosynthetische enzymen in koude planten zijn aangepast om optimaal te functioneren bij lagere temperaturen. Deze enzymen hebben een grotere affiniteit voor hun substraten en handhaven activiteit, zelfs bij temperaturen onder het vriespunt.

* Alternatieve fotosynthetische paden: Sommige planten maken gebruik van C4- of CAM -fotosynthese, die efficiënter zijn bij lagere temperaturen en koolstofdioxideconcentraties.

* Verhoogde suikerproductie: Koud aangepaste planten kunnen hogere concentraties suikers produceren, die fungeren als antivries en helpen cellen te beschermen tegen bevriezing.

3. Aanpassingen voor waterbeheer:

* ondiepe wortels: Koud aangepaste planten hebben vaak ondiepe wortelsystemen om toegang te krijgen tot het beperkte water dat beschikbaar is in bevroren grond.

* Verminderde transpiratie: Om water te behouden, kunnen planten in koude gebieden kleinere bladeren of dikkere nagelriemen hebben, waardoor waterverlies door transpiratie worden verminderd.

4. Aanpassingen voor koude tolerantie:

* cryoprotectanten: Deze verbindingen helpen cellen te beschermen tegen bevriezingsschade door het vriespunt van water in de plant te verlagen.

* Supercooling: Sommige planten kunnen hun weefsels overkoelen, waardoor ijsvorming wordt voorkomen, zelfs bij temperaturen onder het vriespunt.

5. Timing:

* Kort groeiseizoen: Planten in koude regio's worden aangepast aan een kort groeiseizoen en kunnen hun levenscyclus snel voltooien tijdens de zomermaanden.

* rusting: Veel planten gaan tijdens de wintermaanden in een slapende toestand, waardoor hun metabole snelheid wordt verlaagd en energie behouden.

Voorbeelden:

* Arctic Willow (Salix Arctica): Deze laaggroeiende struik heeft kleine, dikke bladeren met een hoog chlorofylgehalte. Het kan fotosynthetiseren bij temperaturen zo laag als -10 ° C.

* korstmossen: Deze symbiotische organismen tussen schimmels en algen kunnen extreem lage temperaturen verdragen en kunnen zelfs fotosynthetiseren onder sneeuw.

* Alpine -planten: Deze planten hebben zich aangepast aan de barre omstandigheden van grote hoogten, die vaak koude temperaturen bevatten.

Over het algemeen hebben planten in koude regio's een reeks opmerkelijke aanpassingen ontwikkeld om de uitdagingen van lage temperaturen en beperkte middelen te overwinnen, waardoor ze kunnen overleven en gedijen in deze extreme omgevingen.