Zaloguj się lub zarejestruj.

Zaloguj się podając nazwę użytkownika, hasło i długość sesji
Szukanie zaawansowane  

Aktualności:

Forum SMF zostało uruchomione!

Autor Wątek: Jak fotosynteza zależy od temperatury  (Przeczytany 15698 razy)

greg

  • Administrator
  • Ekspert
  • *****
  • Wiadomości: 3283
  • Będzin-Grodziec, woj. śląskie
    • Palmy w Polsce
Jak fotosynteza zależy od temperatury
« dnia: Wrzesień 24, 2011, 23:29:52 »

Od pewnego czasu interesowałem się w jaki sposób fotosynteza zależy od temperatury. Podyktowane to było głównie tym, że nasze rośliny zimozielone, w tym palmy, stoją sobie czasem bez dostępu do światła. Rozumując logicznie: jeśli fotosynteza nie zachodzi to brak światła nie powinien roślinie szkodzić. Przyznaję, że jestem bardzo ciekawy ile by taki na przykład szorstkowiec wytrzymał w temperaturze -1 C. Marek aka Biedny Miś twierdzi, że małe palmy przechowuje przez zimę w garażu (czyli w ciemności) w temperaturze oscylującej wokół zera stopni i że im to nie szkodzi. Podstaw by w to nie wierzyć naturalnie nie mam. Natomiast bardzo mnie interesuje co dzieje się w takiej roślinie. Biorąc pod uwagę, że rośliny węgiel pobierają z powietrza to na pewno można powiedzieć, że taka roślina przez zimę „nie je” (skoro nie fotosyntezuje). W przypadku ujemnych temperatur przechładza wodę w tkankach. Czy są one jednak w jakiś (jaki?) sposób odżywiane? Bardzo chciałbym to wszystko wiedzieć.

Część odpowiedzi na nurtujące mnie zagadnienia związane z fotosyntezą znalazłem w Fizjologii roślin, pod red. Moniki Kozłowskiej. To o wiele za mało w porównaniu do tego co chciałbym wiedzieć, ale dobre i to. Doszukałem się jeszcze w internecie, że palmy należą do roślin C4 (wyjaśnienie czym są rośliny C3 i C4 zawarte jest w drugim z cytowań). Co ciekawe. Wynika z tego, że dla takiej palmy nie powinno być różnicy pomiędzy na przykład 4 C i -1 C, bo w obu przypadkach fotosynteza nie zachodzi. Konsekwentnie idąc dalej to w takiej temperaturze światło jest dla rośliny zbędne. Jestem na przykład bardzo ciekawy czy udałoby się na przykład przechować daktylowca bez dostępu do światła, w temperaturze np. 3 C, przez jeden miesiąc, dwa miesiące, trzy?

Fotosynteza

Fizjologia roślin, red. Monika Kozłowska, str. 241-243

Faza ciemna fotosyntezy, poza stałym dopływem produktów fazy świetlnej, jest warunkowana reakcjami enzymatycznymi, których intensywność zależy od temperatury. Reakcje fotochemiczne, w odróżnieniu od biochemicznych, nie zależą od tego czynnika. Fotosynteza może przebiegać w szerokim zakresie temperatury, a więc od około 0°C do około 50°C. Temperatura minimalna, czyli w zakresie, w którym proces zostaje zapoczątkowany, zależy od pochodzenia geograficznego rośliny. Rośliny wysokogórskie i pochodzące ze strefy polarnej asymilują dwu tlenek węgla nawet w temperaturze poniżej 0°C. Przykładowo dla drzew iglastych temperatura minimalna wynosi -6°C, natomiast dla roślin pochodzących ze strefy równikowej, zwrotnikowej i śródziemnomorskiej waha się w zakresie 5-10°C. Większość roślin uprawianych w umiarkowanej strefie klimatycznej zapoczątkowuje fotosyntezę w temperaturze zbliżonej do 0°C. Wyjątek stanowią rośliny ciepłolubne, np. z rodziny psiankowatych (Solanaceae) i dyniowatych (Cucurbitaceae), dla których te wartości są wyższe. Ograniczający lub hamujący wpływ temperatur poniżej minimalnych na fotosyntezę polega na zmniejszeniu płynności błon tylakoidów, co ogranicza procesy dyfuzji niektórych przenośników elektronów i protonów, a w konsekwencji obniża wydajność fazy świetlnej. Rzutuje też ujemnie na przebieg fazy ciemnej, a w wyniku ograniczonej dostępności fosfotrioz hamowana jest synteza sacharozy i skrobi. W granicach temperatur fizjologicznych, zgodnie z prawem Van't Hoffa, wzrost temperatury o 10°C zwiększa szybkość procesu 2-3-krotnie. W wypadku fotosyntezy występują jednak pewne odchylenia od tego prawa, gdyż jest to proces ze znacznym udziałem zjawisk fizycznych, m.in. zależny od dyfuzji gazów. Fotosynteza przebiega z największą intensywnością i na stałym poziomie przez dłuższy czas w zakresie temperatur optymalnych, zależnych od gatunku i warunków klimatycznych, z których rośliny pochodzą. U roślin typu C3 optimum termiczne mieści się w granicach 10-25°C, w tym u większości roślin uprawianych w umiarkowanej strefie klimatycznej w granicach 20-25°C. Rośliny C4 i ciepłolubne należące do C3 mają optimum w zakresie 30-40°C (ryć. 6.20). W temperaturze poniżej 25°C większość roślin C3 odznacza się wyższą intensywnością fotosyntezy w porównaniu z roślinami C4. Natomiast powyżej tej temperatury zaznacza się przewaga roślin C4 nad C3. Optimum termiczne zależy nie tylko od gatunku rośliny, ale również od niektórych czynników zewnętrznych, np. od zawartości i dostępności CO2 oraz od natężenia światła. Przy wyższym stężeniu CO2 temperatura optymalna dla fotosyntezy ulega podwyższeniu, przy równoczesnym zwiększeniu intensywności procesu. W granicach ponadoptymalnej temperatury dla fotosyntezy rośliny mogą osiągnąć termiczny punkt kompensacyjny, przy którym intensywność fotosyntezy równoważona jest przez oddychanie, bowiem w wypadku danej rośliny temperatura optymalna dla oddychania jest z reguły o około 10°C wyższa od optimum termicznego dla fotosyntezy. W głównej mierze wynika to z większej wrażliwości enzymów aparatu fotosyntetycznego niż enzymów procesu oddychania. Znajomość tego faktu ma duże znaczenie w uprawie roślin użytkowych, zwłaszcza uprawianych pod osłonami. W zbyt wysokiej temperaturze przewaga intensywności procesu fotosyntezy nad procesem oddychania znacznie maleje lub może nawet wystąpić przewaga procesu oddychania. Jeśli taki stan utrzymuje się dłużej, może doprowadzić do zahamowania wzrostu rośliny, ponieważ cała pula produktów fotosyntezy będzie zużywana w procesie oddychania.

Temperatura, po przekroczeniu której fotosynteza ustaje, tzw. temperatura maksymalna, mieści się w zakresie 60-70°C, co związane jest z denaturacją kompleksów białkowo-chlorofilowych tylakoidów i białek enzymatycznych. Znaczne hamowanie procesu występuje jednak wcześniej - u większości roślin uprawnych typu C3 w zakresie 40-50°C, a u roślin typu G4 od około 55°C. W takich temperaturach następuje uszkodzenie aparatu fotosyntetycznego, związane z inaktywacją układu rozkładającego wodę (fotoukład II). Istotnym czynnikiem, który może chronić aparat fotosyntetyczny przed skutkami krótkotrwałego wzrostu temperatury, jest wydzielanie izoprenu. Ten gazowy węglowodór powstaje w chloroplastach z udziałem enzymu zlokalizowanego w tych organellach - syntazy izoprenu - i przenikając do warstw lipidowych błon tylakoidów, zwiększa ich termotolerancję. Szybka synteza tego metabolitu i szybkie jego ulatnianie z liści wskazują, że izopren może być odpowiedzialny za szybkie reagowanie na wahania termiczne. Zjawisko nie zostało jednak jeszcze dokładnie poznane, ale zaobserwowano je u wielu roślin drzewiastych.


Rośliny C3 i C4

Fizjologia roślin, red. Monika Kozłowska, str. 225

Rośliny, u których akceptorem CO2 jest 1,5-bisfosforybuloza, a pierwszym trwałym produktem karboksylacji związek o trzech atomach węgla - kwas 3-fosfoglice-rynowy, nazwano roślinami C3. Do tej grupy należy większość roślin wyższych. Istnieją także rośliny, u których pierwotnym, dodatkowym akceptorem CO2 jest kwas fosfoenolopirogronowy, a pierwszym trwałym produktem karboksylacji czterowę-glowy kwas szczawiooctowy, który ulega przekształceniu do kwasu jabłkowego. Podekarboksylacji kwas ten stanowi źródło CO2 dla powtórnej karboksylacji, przebiegającej zgodnie z reakcjami cyklu Galvina. Szlak wstępnego wiązania CO2, nazywany szlakiem Hatcha-Slacka (od nazwisk odkrywców), występuje u wielu roślin pochodzących ze strefy tropikalnej, zaadaptowanych do wzrostu w wysokich temperaturach, przy dużym nasłonecznieniu i ograniczonych zasobach wody. Ponieważ pierwszym produktem karboksylacji u tych roślin jest związek czterowęglowy, nazwano je roślinami C4. Do tej grupy należą gatunki uprawne pochodzące z klimatu zwrotnikowego, m.in. kukurydza (Zea mays), trzcina cukrowa (Saccharum offidna-rum), sorgo (Sorghum sp.), proso zwyczajne (Panicum miliaceum) i proso olbrzymie (Paniami maximum), szarłat (Amaranthus sp.) oraz liczne trawy i turzyce.
« Ostatnia zmiana: Wrzesień 25, 2011, 23:39:35 wysłana przez greg »
Zapisane
Moja strona: palmywpolsce.pl
Moje palmy: Palmy w Będzinie
Moje zabezpieczenia: „Projekt Phoenix” (2010), „Warownia” (2011), BigBag (2012), nadmuch c.o. (2012), opony (2012), Piankobuda (2013), Wiórkobuda (2013), Seria StyroLux (2014)
Forum o palmach mrozoodpornych, bananowcach i innych roślinach: forum.palmy.net.pl

Marcin D

  • Gość
Odp: Jak fotosynteza zależy od temperatury
« Odpowiedź #1 dnia: Wrzesień 25, 2011, 17:40:37 »

Bardzo ciekawe informacje. Najbardziej zaskoczyła mnie informacja, że rośliny iglaste nawet do -6C jeszcze pracują.
Zapisane

Araukar

  • G1
  • Ekspert
  • *
  • Wiadomości: 873
Odp: Jak fotosynteza zależy od temperatury
« Odpowiedź #2 dnia: Wrzesień 25, 2011, 17:54:05 »

Jednego tracha podarowałem kuzynce mieszkającej w lini prostej około 2 km odemnie . Roślina rośnie w dużej donicy i nik się nią zbytnio nie przejmuje . Zimuje w ciemnej komórce gdzie czasami temperatura spada do minus 10 stopni . I nic . Jest tam co prawda małe okienko ale zimą światło tam dociera tylko przez godzinę . Ja nie miałbym sumienia trzymać ją w takich warunkach , ale ona tam już śpi wo 3 sezonów i ma się dobrze . Chyba Japończycy mają rację że trach jest jedyną palmą wchodzącą w stan hibernacji zimowej ,no oczywiście  do przyzwoitych minusowych temperatur.
Zapisane

Martin

  • Gość
Odp: Jak fotosynteza zależy od temperatury
« Odpowiedź #3 dnia: Wrzesień 25, 2011, 19:33:11 »

O tych Japończykach to takie krążą posty wszędzie na forach tylko nigdzie nie ma przytoczonego cytatu. Coś jak z winem 'Sperma Szatana' - każdy zna kogoś kto pił tego jabola ale nikt nie widział etykiety.

Moje trachy zimują co roku w nieogrzewanym domu. W czasie mega mrozów temperatura wewnątrz spada dużo poniżej zera. Nie wiem czemu nie położyłem tam nigdy termometru. Jednej zimy wymarzły mi formia, kordyliny, prószniki, kufliki i wiele innych roślin, nawet siewki trachykarpusa. Czyli musiało być porządnie poniżej -10C. Za to juki i duże trachy nie doznały żadnych szkód. Małą karłatke trochę podmroziło ale wyszła z tego.
Zapisane

Araukar

  • G1
  • Ekspert
  • *
  • Wiadomości: 873
Odp: Jak fotosynteza zależy od temperatury
« Odpowiedź #4 dnia: Wrzesień 25, 2011, 20:10:32 »

Marcinie o pragmatyźmie tego narodu nie trzeba przypominać . Uważam ,że jakaś racja stoi za tym . Skoro mój trach też zamarza na kość ( mowa o donicy w której ziemia zamarza na  100 %) to wydaje mi się ,że faktycznie trachy wpadają w taki specyficzny  dla palm  stan hibernacji. Pewnie do jakiegoś minimum temperaturowego jest to przez roślinę tolerowane , ale pytanie z mojej strony do jakiego ? czy to jest minus 10 , a może  wiecej ?
Zapisane

WASHI

  • G1
  • Ekspert
  • *
  • Wiadomości: 804
  • 7a/7b
Odp: Jak fotosynteza zależy od temperatury
« Odpowiedź #5 dnia: Wrzesień 25, 2011, 22:11:12 »

Istotnie bardzo ciekawe rzeczy.

Greg napisał:
Cytuj
Doszukałem się jeszcze w internecie, że palmy należą do roślin C4

Ogólnie palmy tak ,ale te najbardziej mrozoodporne jak trachy czy jubeę ja osobiście  przyporządkowałbym do grupy C3- optimum temperaturowe to 15-25C ewentualnie mają tylko wyższe potrzeby odnośnie natężenia światła, chociaż trachy nawet w tej kwestii mają przecież stosunkowo do innych palm małe wymagania.
Zapisane

greg

  • Administrator
  • Ekspert
  • *****
  • Wiadomości: 3283
  • Będzin-Grodziec, woj. śląskie
    • Palmy w Polsce
Odp: Jak fotosynteza zależy od temperatury
« Odpowiedź #6 dnia: Wrzesień 25, 2011, 22:23:33 »

Ogólnie palmy tak ,ale te najbardziej mrozoodporne jak trachy czy jubeę ja osobiście  przyporządkowałbym do grupy C3

Biorąc pod uwagę kladyzm to bardzo mało prawdopodobne. Rośliny C3 są ewolucyjnie starsze niż C4. Taka np. jubaea jest spokrewniona z palmą kokosową - musiałoby dojść do mutacji wstecznej.

Rośliny C4 pojawiały się na Ziemi około 8-10 mln lat temu. Czyli ewolucyjnie są dość młode. Możliwość krzyżowania (np. jubutyagrus) dodatkowo to potwierdza. Pełna specjacja trwa tak do 100 tys. lat. Świadczy to o tym, że jeszcze zaledwie 100 tys. lat tamu jubaea, syagrus i butia miały wspólnego przodka.
« Ostatnia zmiana: Wrzesień 26, 2011, 08:51:51 wysłana przez greg »
Zapisane
Moja strona: palmywpolsce.pl
Moje palmy: Palmy w Będzinie
Moje zabezpieczenia: „Projekt Phoenix” (2010), „Warownia” (2011), BigBag (2012), nadmuch c.o. (2012), opony (2012), Piankobuda (2013), Wiórkobuda (2013), Seria StyroLux (2014)
Forum o palmach mrozoodpornych, bananowcach i innych roślinach: forum.palmy.net.pl

eriopus

  • G0
  • Nowy użytkownik
  • *
  • Wiadomości: 13
Odp: Jak fotosynteza zależy od temperatury
« Odpowiedź #7 dnia: Czerwiec 28, 2012, 21:42:58 »

Podział na rośliny typu C3 i C4 dokonany został na podstawie pierwszego trwałego produktu fotosyntezy. Rośliny zarówno C3 jak i C4 są przystosowane do przeprowadzania tego procesu anatomicznie i fizjologicznie.  C4 to głównie rośliny strefy zwrotnikowej i podzwrotnikowej. W budowie ich liścia mamy rozgraniczenie na mezofil i komórki pochwy okołowiązkowej. Z racji tego, ze enzym wiążący dwutlenek węgla ( karboksylaza fosfoenolopirogronianowa) nie wykazuje w wysokich temperaturach właściwości oksydacyjnych nie zachodzi u nich fotooddychanie/ fotorespiracja. W procesie tym roślina zamiast wiązać CO2 wiąże tlen. Konsekwencją tego jest utrata biomasy.
Zapisane

arundo

  • G1
  • Ekspert
  • *
  • Wiadomości: 2296
Odp: Jak fotosynteza zależy od temperatury
« Odpowiedź #8 dnia: Czerwiec 29, 2012, 01:42:37 »

Eriopus, z pełnym szacunkiem dla Ciebie, przypomniało mi się dlaczego nie należy obdarowywać Pań kaktusami. Mam głupawę :e-LOL:, wybaczcie mi. Jeśli wolno mi się pośmiać to niech zostanie a jeśli nie to skasuj to Greg proszę! Utrata, nie tyle biomasy co teściowej  :chichot: Pewnie dlatego daruje się teściowym szczawiooctan, (4 razy C) z kwiatem kaktusa he he he :a_52:
Ja tego nigdy nie zrobiłem,
pozdro a
« Ostatnia zmiana: Czerwiec 29, 2012, 01:53:27 wysłana przez arundo »
Zapisane