Informație

26.4: Rolul plantelor de semințe - Biologie


Abilități de dezvoltat

  • Explicați cum diversitatea angiospermelor se datorează, în parte, interacțiunilor multiple cu animalele
  • Descrieți modurile în care are loc polenizarea
  • Discutați rolurile pe care le joacă plantele în ecosisteme și modul în care defrișările amenință biodiversitatea plantelor

Fără plante de sămânță, viața așa cum o știm nu ar fi posibilă. Plantele joacă un rol cheie în menținerea ecosistemelor terestre prin stabilizarea solurilor, ciclul carbonului și moderarea climei. Pădurile tropicale mari eliberează oxigen și acționează ca niște chiuvete de dioxid de carbon. Plantele de semințe oferă adăpost multor forme de viață, precum și hrană pentru ierbivore, alimentând astfel indirect carnivorele. Metaboliții secundari de plante sunt utilizați în scopuri medicinale și producție industrială.

Animale și plante: ierbivor

Coevoluția plantelor cu flori și a insectelor este o ipoteză care a primit multă atenție și sprijin, mai ales că atât angiospermele, cât și insectele s-au diversificat cam în același timp în mijlocul mezozoicului. Mulți autori au atribuit diversitatea plantelor și insectelor polenizării și erbivorului sau consumului de plante de către insecte și alte animale. Se crede că aceasta a fost o forță motrice la fel de mult ca și polenizarea. În natură se observă coevoluția ierbivorelor și apărarea plantelor. Spre deosebire de animale, majoritatea plantelor nu pot depăși prădătorii sau nu pot folosi mimica pentru a se ascunde de animalele înfometate. Există un fel de cursă a înarmărilor între plante și erbivore. Pentru a „combate” erbivorele, unele semințe de plante, cum ar fi ghinda și curmalul necoapt, sunt bogate în alcaloizi și, prin urmare, sunt neplăcute pentru unele animale. Alte plante sunt protejate de scoarță, deși unele animale au dezvoltat piese bucale specializate pentru a rupe și a mesteca materialul vegetal. Spinii și spinii (Figura (PageIndex{1})) descurajează majoritatea animalelor, cu excepția mamiferelor cu blană groasă, iar unele păsări au cioc specializat pentru a trece peste astfel de apărări.

Erbivorul a fost folosit de plantele cu semințe în beneficiul lor într-o etapă de relații mutualiste. Dispersarea fructelor de către animale este cel mai izbitor exemplu. Planta oferă erbivorului o sursă nutritivă de hrană în schimbul răspândirii materialului genetic al plantei într-o zonă mai largă.

Un exemplu extrem de colaborare între un animal și o plantă este cazul salcâmilor și furnicilor. Copacii susțin insectele cu adăpost și hrană. În schimb, furnicile descurajează erbivorele, atât nevertebrate, cât și vertebrate, prin înțepătura și atacul insectelor care mănâncă frunze.

Animale și plante: Polenizare

Ierburile sunt un grup de succes de plante cu flori care sunt polenizate de vânt. Acestea produc cantități mari de polen praf transportat pe distanțe mari de vânt. Florile sunt mici și asemănătoare firelor. Copacii mari, cum ar fi stejarii, arțarii și mesteacănii, sunt, de asemenea, polenizați de vânt.

Peste 80% dintre angiosperme depind de animale pentru polenizare: transferul polenului de la anteră la stigmat. În consecință, plantele au dezvoltat multe adaptări pentru a atrage polenizatori. Specificitatea structurilor de plante specializate care vizează animale poate fi foarte surprinzătoare. Este posibil, de exemplu, să se determine tipul de polenizator favorizat de o plantă doar din caracteristicile florii. Multe flori polenizate cu păsări sau insecte secretă nectar, care este un lichid zaharat. De asemenea, produc atât polen fertil, pentru reproducere, cât și polen steril bogat în substanțe nutritive pentru păsări și insecte.

Fluturii și albinele pot detecta lumina ultravioletă. Florile care atrag acești polenizatori afișează de obicei un model de reflectanță ultravioletă scăzută care le ajută să localizeze rapid centrul florii și să colecteze nectar în timp ce sunt prăfuite cu polen (Figura ( PageIndex {2} )). Florile mari, roșii, cu miros puțin și o formă de pâlnie lungă, sunt preferate de păsările colibri, care au o percepție bună a culorilor, un simț al mirosului slab și au nevoie de un biban puternic. Florile albe deschise noaptea atrag molii. Alte animale - cum ar fi lilieci, lemuri și șopârle - pot acționa, de asemenea, ca agenți polenizatori. Orice perturbare a acestor interacțiuni, cum ar fi dispariția albinelor ca o consecință a tulburărilor colapsului coloniei, poate duce la dezastru pentru industriile agricole care depind în mare măsură de culturile polenizate.

Conexiune cu metoda științifică: testarea atracției muștelor prin mirosul de carne putrezită

Întrebare: Florile care oferă indicii albinelor vor atrage muștele caria dacă sunt pulverizate cu compuși care miros a carne putredă?

fundal: Vizitarea florilor prin polenizarea muștelor este o funcție în mare parte a mirosului. Muștele sunt atrase de carnea putrezită și de carii. Mirosul putrid pare să fie principalul atractiv. Poliaminele putrescină și cadaverină, care sunt produsele descompunerii proteinelor după moartea animalelor, sunt sursa mirosului înțepător al cărnii în descompunere. Unele plante atrag strategic muștele prin sintetizarea poliaminelor similare cu cele generate de carnea în descompunere și prin aceasta atrag muștele caria.

Muștele caută animale moarte pentru că în mod normal își depun ouăle pe ele, iar larvele lor se hrănesc cu carnea în descompunere. Interesant este faptul că timpul morții poate fi determinat de un entomolog criminalist pe baza etapelor și tipului de viermi recuperați de la cadavre.

Ipoteză: Deoarece muștele sunt atrase de alte organisme bazate pe miros și nu pe vedere, o floare care este în mod normal atractivă pentru albine datorită culorilor sale va atrage muștele dacă este pulverizată cu poliamine similare cu cele generate de carnea în descompunere.

Testați ipoteza:

  1. Selectați flori polenizate de obicei de albine. Petunia albă poate fi o alegere bună.
  2. Împărțiți florile în două grupuri și, în timp ce purtați protecție pentru ochi și mănuși, pulverizați un grup cu o soluție fie de putrescină, fie de cadaverină. (Diclorhidratul de putrescină este de obicei disponibil în concentrație de 98 la sută; aceasta poate fi diluată la aproximativ 50 la sută pentru acest experiment.)
  3. Așezați florile într-un loc în care sunt prezente muște, păstrând florile pulverizate și cele nepulverizate separate.
  4. Observați mișcarea muștelor timp de o oră. Înregistrați numărul de vizite la flori folosind un tabel similar cu [link]. Având în vedere mișcarea rapidă a muștelor, poate fi benefic să folosiți o cameră video pentru a înregistra interacțiunea muște-floare. Redați videoclipul cu încetinitorul pentru a obține o înregistrare exactă a numărului de vizite la flori.
  5. Repetați experimentul de încă patru ori cu aceeași specie de floare, dar folosind exemplare diferite.
  6. Repetați întregul experiment cu un alt tip de floare care este polenizată în mod normal de albine.
Tabel ( PageIndex {1} ): Rezultatele numărului de vizite ale muștelor la flori pulverizate și de control / nepulverizate
Proces #Flori pulverizateFlori nepulverizate
1
2
3
4
5

Analizați-vă datele: Revedeți datele pe care le-ați înregistrat. Faceți o medie a numărului de vizite efectuate de muște la florile pulverizate pe parcursul celor cinci încercări (la primul tip de floare) și comparați-le și comparați-le cu numărul mediu de vizite pe care le-au făcut muștele la florile nepulverizate/de control. Puteți trage vreo concluzie cu privire la atracția muștelor spre florile pulverizate?

Pentru cel de-al doilea tip de flori utilizate, calculați în medie numărul de vizite efectuate de muște la florile pulverizate pe parcursul celor cinci probe și comparați-le și comparați-le cu numărul mediu de vizite pe care muștele le-au făcut florilor nepulverizate / de control. Puteți trage vreo concluzie în ceea ce privește atracția muștelor către florile stropite?

Comparați și comparați numărul mediu de vizite efectuate de zboară la cele două tipuri de flori. Puteți trage concluzii dacă aspectul florii a avut vreun impact asupra atracției muștelor? Mirosul a depășit orice diferență de aspect sau muștele au fost atrase de un tip de floare mai mult decât de altul?

Formează o concluzie: Rezultatele susțin ipoteza? Dacă nu, cum poate fi explicat acest lucru?

Importanța plantelor cu semințe în viața umană

Plantele cu semințe sunt baza dietei umane din întreaga lume (Figura (PageIndex{3})). Multe societăți mănâncă aproape exclusiv mâncăruri vegetariene și depind doar de plantele cu semințe pentru nevoile lor nutriționale. Câteva culturi (orez, grâu și cartofi) domină peisajul agricol. Multe culturi au fost dezvoltate în timpul revoluției agricole, când societățile umane au făcut trecerea de la vânătorii-culegători nomazi la horticultură și agricultură. Cerealele, bogate în carbohidrați, oferă elementele esențiale ale multor diete umane. Fasolea și nucile furnizează proteine. Grăsimile sunt derivate din semințe zdrobite, așa cum este cazul uleiurilor de arahide și rapiță (canola) sau fructe precum măslinele. Creșterea animalelor consumă, de asemenea, cantități mari de culturi.

Culturile discontinue nu sunt singurul aliment derivat din semințe. Fructele și legumele oferă nutrienți, vitamine și fibre. Zaharul, pentru a îndulci felurile de mâncare, este produs din trestia de zahăr monocot și din sfecla de zahăr eudicot. Băuturile sunt preparate din infuzii de frunze de ceai, flori de mușețel, boabe de cafea zdrobite sau boabe de cacao praf. Condimentele provin din multe părți diferite ale plantelor: șofranul și cuișoarele sunt stamine și muguri, piperul negru și vanilia sunt semințe, scoarța unui tufiș în Laurales familia furnizează scorțișoară, iar ierburile care aromează multe feluri de mâncare provin din frunze uscate și fructe, cum ar fi ardeiul iute roșu. Uleiurile volatile de flori și scoarță asigură parfumul parfumurilor. În plus, nicio discuție despre contribuția plantelor de semințe la dieta umană nu ar fi completă fără menționarea alcoolului. Fermentarea zaharurilor și a amidonului derivat din plante este folosită pentru a produce băuturi alcoolice în toate societățile. În unele cazuri, băuturile sunt derivate din fermentarea zaharurilor din fructe, ca și în cazul vinurilor și, în alte cazuri, din fermentarea glucidelor derivate din semințe, ca și în cazul berilor.

Plantele de semințe au multe alte utilizări, inclusiv furnizarea de lemn ca sursă de lemn pentru construcții, combustibil și material pentru construirea mobilierului. Majoritatea hârtiei este derivată din pulpa copacilor de conifere. Fibrele plantelor cu semințe, cum ar fi bumbacul, inul și cânepa, sunt țesute în pânză. Coloranții textile, cum ar fi indigo, au fost în mare parte de origine vegetală până la apariția coloranților chimici sintetici.

În cele din urmă, este mai dificil de cuantificat beneficiile plantelor cu semințe ornamentale. Acestea oferă spații private și publice, adăugând frumusețe și liniște vieților umane și inspirând pictori și poeți deopotrivă.

Proprietățile medicinale ale plantelor sunt cunoscute de societățile umane încă din cele mai vechi timpuri. Există referințe la utilizarea proprietăților curative ale plantelor în scrierile egiptene, babiloniene și chinezești de acum 5.000 de ani. Multe medicamente terapeutice sintetice moderne sunt derivate sau sintetizate de novo din metaboliții secundari de plante. Este important de reținut că același extract de plantă poate fi un remediu terapeutic la concentrații scăzute, poate deveni un medicament care creează dependență la doze mai mari și poate ucide la concentrații mari. Tabelul de mai jos prezintă câteva medicamente, plantele lor de origine și aplicațiile lor medicinale.

Tabel ( PageIndex {2} ): Originea vegetală a compușilor medicinali și aplicații
PlantăCompusCerere
Umbra mortală (Atropa belladonna )AtropinăDilatați pupilele oculare pentru examene oftalmologice
Foxglove (Digitalis purpurea)DigitalaBoli de inima, stimuleaza bataile inimii
Yam (Dioscorea spp.)SteroiziHormoni steroizi: pilula contraceptivă și cortizon
Efedra (Efedra spp.)EfedrinaDecongestionant și dilatator de bronhiole
tisa de Pacific (Taxus brevifolia)TaxolChimioterapia cancerului; inhiba mitoza
macul de opiu (Papaver somniferum)OpioideAnalgezic (reduce durerea fără pierderea conștienței) și narcotic (reduce durerea cu somnolență și pierderea conștienței) în doze mai mari
Arborele de chinină (Cinchona spp.)ChininăAntipiretic (scade temperatura corpului) și antipaludic
Salcie (Salix spp.)Acid salicilic (aspirină)Analgezic și antipiretic

Conexiune în carieră: etnobotanist

Domeniul relativ nou al etnobotanicii studiază interacțiunea dintre o anumită cultură și plantele native din regiune. Plantele cu semințe au o influență mare asupra vieții umane de zi cu zi. Plantele nu numai că sunt sursa majoră de hrană și medicamente, ci influențează și multe alte aspecte ale societății, de la îmbrăcăminte la industrie. Proprietățile medicinale ale plantelor au fost recunoscute din timp în culturile umane. De la mijlocul anilor 1900, substanțele chimice sintetice au început să înlocuiască remedii pe bază de plante.

Farmacognozia este ramura farmacologiei care se concentrează pe medicamentele derivate din surse naturale. Odată cu globalizarea și industrializarea masivă, există îngrijorarea că multe cunoștințe umane despre plante și scopurile lor medicinale vor dispărea odată cu culturile care le-au încurajat. Aici intervin etnobotanicii. Pentru a afla și a înțelege utilizarea plantelor într-o anumită cultură, un etnobotanist trebuie să aducă cunoștințe despre viața plantelor și o înțelegere și apreciere a diverselor culturi și tradiții. Pădurea Amazonului găzduiește o diversitate incredibilă de vegetație și este considerată o resursă neexploatată de plante medicinale; totuși, atât ecosistemul, cât și culturile sale indigene sunt amenințate cu dispariția.

Pentru a deveni etnobotanist, o persoană trebuie să dobândească cunoștințe largi de biologie vegetală, ecologie și sociologie. Nu numai că exemplarele de plante sunt studiate și colectate, ci și poveștile, rețetele și tradițiile care sunt legate de acestea. Pentru etnobotanişti, plantele nu sunt privite doar ca organisme biologice care trebuie studiate într-un laborator, ci ca parte integrantă a culturii umane. Convergența biologiei moleculare, a antropologiei și a ecologiei fac din domeniul etnobotanicii o știință cu adevărat multidisciplinară.

Biodiversitatea plantelor

Biodiversitatea asigură o resursă pentru noi culturi alimentare și medicamente. Viața plantelor echilibrează ecosistemele, protejează bazinele hidrografice, atenuează eroziunea, moderează clima și oferă adăpost pentru multe specii de animale. Amenințările la adresa diversității plantelor provin totuși din multe unghiuri. Explozia populației umane, în special în țările tropicale, unde natalitatea este cea mai mare și dezvoltarea economică este în plină desfășurare, duce la invadarea oamenilor în zonele împădurite. Pentru a hrăni populația mai mare, oamenii trebuie să obțină teren arabil, deci există o curățare masivă a copacilor. Nevoia de mai multă energie pentru a alimenta orașele mai mari și creșterea economică a acestora duce la construirea de baraje, inundarea ulterioară a ecosistemelor și creșterea emisiilor de poluanți. Alte amenințări la adresa pădurilor tropicale provin de la braconieri, care tăie copaci pentru lemnul lor prețios. Abanosul și lemnul de trandafir brazilian, ambele pe lista pe cale de dispariție, sunt exemple de specii de arbori conduse aproape la dispariție prin tăierea fără discriminare.

Numărul speciilor de plante care se sting crește într-un ritm alarmant. Deoarece ecosistemele se află într-un echilibru delicat, iar plantele de sămânță întrețin relații simbiotice strânse cu animalele - fie că sunt prădători sau polenizatori - dispariția unei singure plante poate duce la dispariția speciilor de animale conectate. O problemă reală și presantă este că multe specii de plante nu au fost încă catalogate, așa că locul lor în ecosistem este necunoscut. Aceste specii necunoscute sunt amenințate de exploatarea forestieră, distrugerea habitatului și pierderea polenizatorilor. Acestea pot dispărea înainte ca noi să avem șansa să începem să înțelegem posibilele efecte de la dispariția lor. Eforturile de conservare a biodiversității necesită mai multe linii de acțiune, de la conservarea semințelor de moștenire până la speciile de coduri de bare. Semințele de moștenire provin din plante care au fost cultivate în mod tradițional în populațiile umane, spre deosebire de semințele utilizate pentru producția agricolă pe scară largă. Codarea în bare este o tehnică în care una sau mai multe secvențe de gene scurte, luate dintr-o porțiune bine caracterizată a genomului, sunt utilizate pentru a identifica o specie prin analiza ADN-ului.

Rezumat

Diversitatea angiospermelor se datorează în parte interacțiunilor multiple cu animalele. Erbivorul a favorizat dezvoltarea mecanismelor de apărare la plante și evitarea acestor mecanisme de apărare la animale. Polenizarea (transferul polenului într-un carpel) este efectuată în principal de vânt și animale, iar angiospermele au dezvoltat numeroase adaptări pentru a capta vântul sau a atrage anumite clase de animale.

Plantele joacă un rol cheie în ecosisteme. Ele sunt o sursă de alimente și compuși medicinali și furnizează materii prime pentru multe industrii. Defrișarea rapidă și industrializarea amenință însă biodiversitatea plantelor. La rândul său, acest lucru amenință ecosistemul.

coduri de bare
tehnică de biologie moleculară în care una sau mai multe secvențe scurte de gene luate dintr-o porțiune bine caracterizată a genomului sunt utilizate pentru a identifica o specie
a decupa
planta cultivata
sămânță de moștenire
sămânță dintr-o plantă care a fost cultivată istoric, dar nu a fost folosită în agricultura modernă la scară largă
ierbivor
consumul de plante de către insecte și alte animale
nectar
lichid bogat în zaharuri produse de flori pentru a atrage polenizatori de animale
polenizare
transferul polenului de la anteră la stigmat

Rolurile de ArabidopsisFactorii de transcripție WRKY3 și WRKY4 în răspunsurile plantelor la agenți patogeni

Factorii de transcripție a legării ADN-ului WRKY de plante sunt implicați în răspunsurile plantelor la răspunsurile biotice și abiotice. S-a arătat anterior că Arabidopsis WRKY3 și WRKY4, care codifică doi factori de transcripție WRKY similari din punct de vedere structural, sunt induși de infecția cu agenți patogeni și acidul salicilic (SA). Cu toate acestea, rolul celor doi factori de transcripție WRKY în rezistența la bolile plantelor nu a fost analizat direct.

Rezultate

Atât WRKY3, cât și WRKY4 sunt localizate nuclear și recunosc în mod specific secvențele TTGACC W-box in vitro. Expresia a WRKY3 și WRKY4 a fost indusă rapid de condițiile de stres generate de infiltrarea lichidului sau pulverizarea. Expresia indusă de stres a WRKY4 a fost crescută în continuare de infecția cu patogen și tratamentul cu SA. Pentru a determina în mod direct rolul lor în rezistența la bolile plantelor, am izolat mutanți de inserție a ADN-ului T și am generat linii de supraexpresie transgenice pentru WRKY3 și WRKY4. Atât mutanții cu pierdere a funcției, cât și liniile de supraexpresie transgenice au fost examinate pentru răspunsuri la patogenul bacterian biotrofic Pseudomonas syringae și agentul patogen fungic necrotrofic Botrytis cinerea. The zgârcit3 și wrky4 mutanții unici și dubli au prezentat simptome de boală mai severe și susțin o creștere mai mare a ciupercilor decât plantele de tip sălbatic după aceea Botrytis infecţie. Deși perturbarea WRKY3 și WRKY4 nu a avut un efect major asupra răspunsului plantelor la P. syringae, supraexprimarea WRKY4 sensibilitatea crescută a plantelor la agentul patogen bacterian și indusă de agentul patogen suprimat PR1 expresia genelor.

Concluzie

Localizarea nucleară și activitatea de legare a ADN-ului specifică secvenței susțin faptul că WRKY3 și WRKY4 funcționează ca factori de transcripție. Analiza funcțională bazată pe mutanții de inserție de ADN-T și liniile de supraexpresie transgenice indică faptul că WRKY3 și WRKY4 au un rol pozitiv în rezistența plantelor la agenții patogeni necrotrofici și WRKY4 are un efect negativ asupra rezistenței plantelor la agenții patogeni biotrofici.


Start Quiz: Biology 26 Seed Plants MCQ Quiz OpenStax

Această imagine NASA este un compus din mai multe vederi ale Pământului bazate pe satelit. Pentru a realiza imaginea întregului Pământ, oamenii de știință de la NASA combină observațiile diferitelor părți ale planetei. (credit: NASA / GSFC / NOAA / USGS)

Privit din spațiu, Pământul nu oferă indicii despre diversitatea formelor de viață care locuiesc acolo. Se crede că primele forme de viață de pe Pământ au fost microorganisme care au existat de miliarde de ani în ocean înainte de apariția plantelor și animalelor. Mamiferele, păsările și florile atât de familiare pentru noi sunt relativ recente, originare în urmă cu 130 până la 200 de milioane de ani. Oamenii au locuit această planetă doar în ultimii 2,5 milioane de ani și numai în ultimii 200.000 de ani au început oamenii să arate așa cum facem noi astăzi.

Capitolul 26: Plante cu semințe Test cu întrebări cu opțiuni multiple MCQ Banca de teste

26.1 Evoluția plantelor de semințe

26.4 Rolul plantelor cu semințe

Nume: Biologie 26 Plante de semințe MCQ
Descărcați adresa URL: descărcați cartea electronică MCQ Quiz PDF
Dimensiune carte: 16 pagini
Data dreptului de autor: 2015
Limba: engleza SUA
Categorii: Materiale educaționale

Întrebare: Care dintre următoarele structuri dintr-o floare nu este direct implicată în reproducere?

Întrebare: Megasporocitele vor produce în cele din urmă care dintre următoarele?

Întrebare: Care dintre următoarele structuri lărgește aria geografică a unei specii și este un agent de dispersie?

Întrebare: În ce structură se dezvoltă boabele de polen?

Întrebare: În pădurile din nordul Siberiei, un copac înalt este cel mai probabil un:

Întrebare: În care dintre următoarele perioade geologice ar gimnospermele să domine peisajul?

Întrebare: Care dintre următoarele trăsături caracterizează gimnospermele?

Plantele transportă semințe expuse pe frunze modificate.

Structurile de reproducere sunt situate într-o floare.

După fertilizare, ovarul se îngroașă și formează un fruct.

Gametofitul este cea mai lungă fază a ciclului de viață.

Întrebare: Care este ploidia următoarelor structuri: gametofit, semințe, spori, sporofit?

Întrebare: Plantele cu semințe sunt ________.

mai ales homospor cu unele heterospor.

preponderent heterosporă cu unele homosporoase.

Întrebare: În afară de sămânță, ce altă structură majoră diminuează dependența plantei de apă pentru reproducere?

Întrebare: În cursul dublei fecundari, un spermatozoid fuzionează cu ovulul, iar al doilea cu ________.


Hormoni steroizi

Colesterolul este precursorul celor cinci clase majore de hormoni steroizi: progestageni, glucocorticoizi, mineralocorticoizi, androgeni și estrogeni (Figura 26.24). Acești hormoni sunt molecule puternice de semnal care reglează o serie de funcții ale organismului. Progesteron, A progestagen, pregătește mucoasa uterului pentru implantarea unui ovul. Progesteronul este, de asemenea, esențial pentru menținerea sarcinii. Androgeni a caracteristicilor sexuale secundare masculine, în timp ce estrogeni (precum estrona) sunt necesare pentru dezvoltarea caracteristicilor sexuale secundare feminine. De asemenea, estrogenii, împreună cu progesteronul, participă la ciclul ovarian. Glucocorticoizi (precum cortizol) promovează gluconeogeneza și formarea glicogenului, sporesc degradarea grăsimilor și a proteinelor și inhibă răspunsul inflamator. Ele permit animalelor să răspundă la stres, într-adevăr, absența glucocorticoizilor poate fi fatală. Mineralocorticoizi (în primul rând aldosteron) acționează asupra tubilor distali ai rinichiului pentru a crește reabsorbția Na + și excreția de K + și H + , ceea ce duce la creșterea volumului și a tensiunii arteriale. Locurile majore de sinteză ale acestor clase de hormoni sunt corpul galben, pentru progestageni ovare, pentru estrogeni testiculele, pentru androgeni și cortexul suprarenal, pentru glucocorticoizi și mineralocorticoizi.

Figura 26.24

Relații biosintetice dintre clasele de hormoni steroizi și colesterol.

Hormonii steroizi se leagă și activează moleculele receptorilor care servesc ca factori de transcripție pentru a regla expresia genelor (Secțiunea 31.3.1). Aceste molecule mici, relativ similare, sunt capabile să aibă efecte foarte diferite, deoarece diferențele structurale ușoare dintre ele permit interacțiunile cu molecule specifice de receptor.


Rolul esențial al etilenei în creșterea plantelor

Fiind expuse continuu la condiții variabile de mediu, plantele produc fitohormoni pentru a reacționa rapid și în mod specific la aceste modificări. Etilena fitohormonică este produsă ca răspuns la solicitări multiple. În timp ce rolul etilenei în răspunsurile de apărare la agenți patogeni este recunoscut pe scară largă, studii recente în arabidopsis și specii de culturi evidențiază un rol cheie emergent pentru etilenă în reglarea creșterii și randamentului organelor sub stres abiotic. Conexiunile moleculare dintre etilenă și căile de reglare a creșterii au fost descoperite și modificarea expresiei factorilor de răspuns la etilenă (ERF) oferă o nouă strategie pentru ingineria țintită a răspunsului la etilenă. Culturile cu răspunsuri optimizate la etilenă arată o creștere îmbunătățită în câmp, deschizând noi ferestre pentru îmbunătățirea viitoare a culturilor. Această revizuire se concentrează pe modul în care etilena reglează creșterea lăstarilor, cu accent pe frunze.

Cuvinte cheie: factori de răspuns la etilenă etilenă semnalizare reglare creștere creștere frunze răspuns la stres.

Copyright © 2018 Autorul(ii). Publicat de Elsevier Ltd .. Toate drepturile rezervate.

Cifre

Prezentare generală a biosintezei etilenei și ...

Prezentare generală a biosintezei etilenei și căilor de semnalizare în arabidopsie și factori de mediu care ...

Căi moleculare în frunzele Arabidopsis ...

Căi moleculare în frunzele Arabidopsis care leagă etilena de divizia celulară, expansiunea celulară și ...


Cum afectează temperatura creșterea plantelor?

Temperaturile ridicate afectează creșterea plantelor în numeroase moduri. Cele mai evidente sunt efectele căldurii asupra fotosintezei, în care plantele folosesc dioxidul de carbon pentru a produce oxigen, și respirația, un proces opus în care plantele folosesc oxigenul pentru a produce dioxid de carbon. Experții de la Colorado State University Extension explică faptul că ambele procese cresc atunci când temperaturile cresc.

Cu toate acestea, atunci când temperaturile ating limitele incomodabile de mari (care depinde de plantă), cele două procese devin dezechilibrate. Roșiile, de exemplu, se confruntă cu probleme atunci când temperaturile depășesc aproximativ 96 grade F. (36 C.).

Efectul temperaturii asupra plantelor variază foarte mult și este influențat de factori cum ar fi expunerea la lumina soarelui, drenajul umidității, înălțimea, diferența dintre temperaturile de zi și de noapte și apropierea de structura rocii înconjurătoare (masă de căldură termică).


Pigmenți fotosintetici

Pigmenti sunt compuși chimici care reflectă doar anumite lungimi de undă ale luminii vizibile. Acest lucru le face să pară „colorate”. Florile, coralii și chiar pielea animalelor conțin pigmenți care le conferă culorile. Mai importantă decât reflectarea lor a luminii este capacitatea pigmenților de a face absorbi anumite lungimi de undă.

Deoarece interacționează cu lumina pentru a absorbi doar anumite lungimi de undă, pigmenții sunt utili plantelor și altora autotrofe --organisme care își produc propriile alimente folosind fotosinteză. La plante, alge și cianobacterii, pigmenții sunt mijloacele prin care energia luminii solare este capturată pentru fotosinteză. Cu toate acestea, din moment ce fiecare pigment reacționează doar cu o gamă îngustă a spectrului, este de obicei nevoie să se producă mai multe tipuri de pigmenți, fiecare cu o culoare diferită, pentru a capta mai multă energie a soarelui.

Există trei clase de bază de pigmenți.

Există mai multe feluri de clorofilă, cea mai importantă fiind clorofila „a”. Aceasta este molecula care face posibilă fotosinteza, prin transmiterea electronilor săi energizați către molecule care vor produce zaharuri. Toate plantele, algele și cianobacteriile care fotosintetizează conțin clorofilă "a". Un al doilea fel de clorofilă este clorofila „b”, care apare numai în „algele verzi” și în plante. O a treia formă de clorofilă obișnuită se numește (deloc surprinzător) clorofila „c” și se găsește numai la membrii fotosintetici ai Chromista, precum și la dinoflagelați. Diferențele dintre clorofilele acestor grupuri majore a fost unul dintre primele indicii că acestea nu erau la fel de strâns legate ca se credea anterior.

Imaginea din dreapta arată cele două clase de ficobiline care pot fi extrase din aceste „alge”. Flaconul din stânga conține pigmentul albăstrui ficocianină, care dă numele cianobacteriilor. Flaconul din dreapta conține pigmentul roșcat ficoeritrina, care dă algelor roșii numele lor comun.

Ficobilinele nu sunt utile doar organismelor care le folosesc pentru a absorbi energia luminii, ci și-au găsit și utilizarea ca instrumente de cercetare. Atât picocianina cât și ficoeritrina fluoresce la o anumită lungime de undă. Adică, atunci când sunt expuși la lumină puternică, absorb energia luminii și o eliberează emițând lumină dintr-o gamă foarte îngustă de lungimi de undă. Lumina produsă de această fluorescență este atât de distinctivă și fiabilă, încât ficobilinele pot fi utilizate ca „etichete” chimice. Pigmenții sunt legați chimic de anticorpi, care sunt apoi introduși într-o soluție de celule. Când soluția este pulverizată ca un flux de picături fine pe lângă un laser și un senzor de computer, o mașină poate identifica dacă celulele din picături au fost „etichetate” de anticorpi. Acest lucru a găsit o utilizare extinsă în cercetarea cancerului, pentru „etichetarea” celulelor tumorale.


Interese de cercetare

Mecanisme moleculare pentru nutriția mineralelor și toleranța la sare / secetă a plantelor

De ce să studiezi nutriția minerală și toleranța la sare/secetă?

Una dintre provocările majore pentru omenire în acest secol este de a furniza suficientă hrană pentru o populație mondială în expansiune rapidă, păstrând în același timp resursele ecologice și energetice ale planetei noastre. Potrivit Organizației Națiunilor Unite (2006), populația mondială va crește probabil cu 2,5 miliarde în următorii 43 de ani, trecând de la 6,7 ​​miliarde actuale la 9,2 miliarde în 2050. Este necesară o creștere masivă a producției de culturi pentru a satisface cererile alimentare din viitor. generațiile din 2020, agricultura mondială va trebui să producă aproximativ 3,4 miliarde de tone de cereale pe an pentru a satisface cererile globale. Această creștere a producției vegetale trebuie să provină din:

  • Creșterea randamentului pe terenurile arabile existente, care este limitată de costurile (financiare și ecologice) ale irigației, fertilizării și combaterii dăunătorilor / bolilor
  • Extinderea terenurilor arabile, care este limitată de degradarea globală a solului sub formă de eroziune, epuizare a nutrienților, deficit de apă și salinitate

Pentru a asigura un progres rapid în ambele direcții, oamenii de știință din plante trebuie să lucreze îndeaproape cu amelioratorii și ecologiștii.

Contribuția laboratorului nostru la securitatea alimentară globală este de a oferi o înțelegere a mecanismelor moleculare care determină:

  • Eficiența utilizării nutrienților
  • Toleranță la sare și secetă
  • Interacțiunea dintre stresul abiotic și cel biotic

Cercetările experimentale din laborator abordează întrebări specifice în următoarele domenii:


Riscul de extincție a plantelor în condițiile schimbărilor climatice: sunt doar schimbările din intervalul prognozat un bun indicator al vulnerabilității speciilor la încălzirea globală?

Modelele care îmbină adecvarea habitatului cu procesele demografice oferă o abordare potențial îmbunătățită pentru estimarea schimbărilor de distribuție spațială și a riscului de extincție în condițiile schimbărilor climatice. Aplicând o astfel de abordare la cinci specii de plante australiene cu trăsături demografice contrastante, arătăm că: (i) schimbările anticipate determinate de climă în zona de distribuție sunt sensibile la modelul de habitat subiacent, indiferent dacă trăsăturile demografice și interacțiunea lor cu configurația zonei de habitat sunt modelate în mod explicit și (ii) ar trebui să se acorde prudență atunci când se utilizează modificări prognozate în adecvarea totală a habitatului sau întinderea geografică pentru a deduce riscul de dispariție, deoarece relația dintre aceste valori este adesea slabă. Măsurile riscului de extincție, care cuantifică amenințările la adresa persistenței populației, sunt deosebit de sensibile la trăsăturile istoriei vieții, cum ar fi răspunsul de recrutare la foc, care a explicat aproximativ 60% din deviația în abundența minimă așteptată. Dinamica dispersiei și structura patch-urilor de habitat au cea mai puternică influență asupra cantității de mișcare a marginii finale și anterioare a marginii intervalului, explicând aproximativ 40% din devianța structurală modelată. Aceste rezultate subliniază necesitatea de a lua în considerare măsuri directe ale riscului de extincție (scăderea populației și alte măsuri de viabilitate stocastică), precum și măsurile de modificare a zonei de habitat, atunci când se evaluează impactul schimbărilor climatice asupra biodiversității. În plus, estimarea directă a riscului de dispariție încorporează importante procese demografice și ecosistemice, care pot influența vulnerabilitatea speciilor la dispariție din cauza schimbărilor climatice.


Robert A. MacArthur / Kevin L. Campbell Până acum a fost în mare măsură un mister cu privire la momentul în care unele mamifere au evoluat abilitatea de a înota și de a scufunda pentru a mânca. Speciile din Eulipotyphla, care includ alunițe, șopârle, arici și solenodoni, par a fi cele mai puțin echipate pentru scufundări. Fiind cei mai mici scafandri de mamifere de pe planetă, ei rapid.

Rezolvarea detaliilor: Cum utilizarea durabilității ca principiu de proiectare poate duce la progrese fundamentale și inovații practice în chimia sintetică David Herbert Vineri, 25 iunie 2021 15:00 și # 8211 15:30 Discuție virtuală știință publică și întrebări și răspunsuri Toată lumea este bun venit să vă alăturați! David E. Herbert este profesor asociat la Departamentul de Chimie de la Universitatea din.


Priveste filmarea: Înmulțirea mușcatelor prin butași. Stimularea creșterii rădăcinilor în apă cu drojdie de bere (Ianuarie 2022).