Подпишитесь на оповещения
от Газеты.Ru
Дополнительно подписаться
на сообщения раздела СПОРТ
Отклонить
Подписаться
Получать сообщения
раздела Спорт

Березы клонит ко сну

Ученые доказали, что березы на ночь наклоняются на 10 сантиметров

Екатерина Мищенко 03.10.2016, 09:10
Mika Karjalainen, Finnish Geospatial Research Institute (FGI) in the National Land Survey of Finland

Каждую ночь березы ложатся спать, обвисая примерно на 10 см, выяснили финские ученые. Что общего в снах березы, животных и людей и как измерить сон дерева лазером — в материале «Газеты.Ru».

Березы ложатся спать и ночью наклоняются на 10 см — к такому выводу пришли ботаники, опубликовавшие статью в Frontiers in Plant Science. Они впервые не только описали изменения положения веток дерева в течение ночи, но и показали возможности наземного лазерного 3D-сканирования.

Ученые из Финляндии и Австрии исследовали ночные движения ветвей березы повислой. Они проводили свои измерения раздельно в каждой из этих стран в одно и то же время года и при примерно одинаковой погоде. Ночное время было выбрано из-за того, что днем на движения ветвей сильно влияет ветер.

Ночная жизнь растений: цветы, поклоны и «потягушки»

Как и у людей, у растений существуют свои циркадные ритмы — режимы активности в зависимости от смены дня и ночи. Реагируют они не только на изменение уровня освещения, но и влажности, температуры и других параметров.

Изучение дневных и ночных циклов растений опубликованы еще Чарльзом Дарвином, который назвал их сном.

Цветы, распускающиеся по утрам и закрывающиеся на ночь (или, наоборот, как популярные у садоводов мирабилис, ночная красавица, и маттиола, ночная фиалка), — в прямом смысле самый яркий пример циркадных ритмов у представителей растительного царства. Однако даже если изменения не так заметны человеку, они все же важны растению.

Понять, что интенсивность освещения меняется, растениям помогают фоторецепторы фитохромы — пигменты сине-зеленого цвета, которые существуют в двух формах и меняют форму при возбуждении светом. Вечером в спектре солнечного света много красных лучей с большой длиной волны (именно поэтому мы видим закат красным). Эти лучи активизируют фитохром А, и растение начинает готовиться к приближению ночи.

Что стоишь, качаясь?

Данные с точностью до миллиметров были получены благодаря наземному лазерному сканированию. Этот метод развивается очень динамично в последние десять лет.

НЛС позволяет строить объемные модели объектов в виде облака точек со скоростью до миллиона точек в секунду.

Также с помощью лазерного наземного сканирования можно определить реальный цвет каждой из точек. Лазерное наземное сканирование широко применяется в строительных и геодезических работах, но с его помощью уже проводилось изучение изменений в росте растений и масштабных сезонных изменений полога леса.

Однако дневные и ночные циклы растений раньше обычно определяли дендрографом — прибором, измеряющим изменения обхвата ствола или ветки. Были также изучены молекулярные механизмы «засыпания» и «пробуждения» растений. В том числе ботаники установили, что вызывает раскрытие цветка у арабидопсиса или резуховидки Таля, одного из самых любимых учеными модельных организмов, первого растения, прошедшего весь жизненный цикл на орбите в советской станции «Салют-7» в 1982 году и принадлежащего к семейству капустных (сформированному вместо упраздненного после новых генетических исследований семейства крестоцветных).

Для изучения реакции растений на свет их помещали в темные условия, измеряли колебания уровня растительных гормонов, но это нельзя было проделывать слишком часто, с интервалом в несколько часов. Чаще всего полученные такими способами данные отражали картину только какой-либо части растения, и сложно было получить данные обо всем организме целиком.

И тут на помощь пришло наземное лазерное сканирование. Ученые решили проверить, насколько точно можно определить, куда и как березы никнут и вытягивают ветки, при работе с двумя независимыми сканерами такого типа.

В Финляндии было произведено 14 сканирований между рассветом и закатом, чтобы оценить вертикальные движения кроны целиком, поскольку плотность кроны выбранного дерева была не очень большой. В Австрии ученые вручную выбрали точки, на которые прибор ориентировался, и отсканировали их 77 раз.

Eetu Puttonen, Finnish Geospatial Research Institute (FGI) in the National Land Survey of Finland

Сканеры устанавливали под тентом, чтобы их не повредил возможный дождь и изморось, а для калибровки лазера во время эксперимента использовали дополнительные шарики из пенопласта, чтобы показать, на какую область прибор должен настроиться. Березе из Австрии повезло больше: в качестве маркеров движения к ее ветвям прикрепили четыре цветных шарика из пенопласта, правда, не чтобы дать ей почувствовать себя в роли рождественского дерева. Дело в том, что прибор для ЛНС способен определять цвет объектов, поэтому он легко отличал раскрашенные шарики и использовал их как ориентиры.

maanmittauslaitos.fi

«Изменения не столь велики — до 10 см для деревьев высотой больше 5 м, — но они систематические и вполне измеримые нашими инструментами», — пояснил автор работы Еэту Путтонен.