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Top 10 Faszinierende Fakten über Pflanzen
In der Welt der Biologie werden die „Pflanzenmenschen“ unterschätzt und oftmals der Scherz. Sicher, Pflanzen sind nicht so charismatisch im Vergleich zu unglaublichen Walen, alten Dinosauriern oder Kreaturen von der Größe eines kleinen Fingers, die dich töten können, aber sie rocken immer noch. (Lass mich nicht auf Felsen anfangen.)
Pflanzen sind oft mehr als nur ein Auge, und es kann unglaublich schwierig sein, sie zu studieren, manchmal sogar mehr als Tiere. Ich hoffe, diese Liste inspiriert jeden, der sie liest, um die Magie der Pflanzen zu sehen.
10 CAM- und C4-Pflanzen
CAM- und C4-Pflanzen umfassen Sukkulenten und Kakteen sowie andere Wüstenpflanzen. CAM steht für "Crassulacean Acid Metabolism", "C4" bezieht sich auf die vier Kohlenstoffe, die in ihren Stoffwechselprozessen verwendet werden. Diese Pflanzen müssen anders funktionieren als andere, weil sie in so heißen, trockenen Lebensräumen leben und extreme Anstrengungen unternehmen müssen, um Wasservorräte zu erhalten. Die meisten Pflanzen öffnen während des Tages ihre Poren oder Stomata, wodurch Kohlendioxid eindringen und den Prozess der Photosynthese beginnen kann, um Zucker herzustellen, der als Energie verwendet wird. CAMs und C4s sind jedoch nicht „die meisten Pflanzen“.
CAMs und C4s müssen tagsüber ihre Stomata geschlossen halten, damit kein Wasser verloren geht. Dies führt jedoch dazu, dass sich absorbiertes Kohlendioxid an das falsche Protein bindet, das Zucker eher konsumiert als produziert. Dieses Problem wird durch Photorespiration verursacht, und diese intelligenten Grüns bekämpfen es, indem sie nachts ihre Stomata offen lassen und das Kohlendioxid an ein anderes Protein binden. Dieses Protein wird Phosphoenolpyruvat oder kurz PEP genannt. Dies ermöglicht CO2 effizient zu binden, um das aus vier Kohlenstoffatomen bestehende Oxalacetat oder OAA zu bilden. Mit diesem System können Wüstenpflanzen nachts Kohlendioxid sammeln und tagsüber zum Stoffwechsel nutzen.
9 Phloem und Xylem
"Phloem" und "Xylem" sind Phantasiewörter, die eigentlich nur die Namen der Zellen sind, die für die Verteilung von Nährstoffen in Gefäßpflanzen verantwortlich sind. Sie sind auch der Grund dafür, dass Gefäßpflanzen so viel größer werden können als nicht-Gefäßpflanzen. Xylem ist für den Transport von Flüssigkeit von den Wurzeln tief in der Erde bis zu den Blättern an der Spitze der Pflanze verantwortlich. Es sind steife, steife Zellen, aus denen sich Holz zusammensetzt und die Pflanzen wachsen lassen, ohne zu welken oder zu hängen.
Phloem ist für den Transport anderer Nährstoffe oder „Nahrungsmittel“ auf dieselbe Weise verantwortlich, obwohl es nicht so starr und strukturiert ist wie Xylem. Um zu transportieren, bilden Xylem und Phloem röhrenförmige Strukturen auf dem Stamm, wobei Xylem in der Mitte von Phloem umgeben ist. Begleitende Zellen ermöglichen es, das Wasser oder die Zucker nach Bedarf durch kleine Öffnungen von Zelle zu Zelle zu leiten.
8 Tropische Kannenpflanze
Die fleischfressende tropische Kannenpflanze ist weniger bekannt als ihre berüchtigte Verwandte, die Venusfliegenfalle. Die Blüten sind krugförmig, innen mit extrem rutschigen Wachswänden und süß riechendem Nektar am Boden überzogen, die alle mit einem Deckel abgeschlossen sind. Es gibt zwei verschiedene Varianten der Kannenpflanze: das Hochland und das Tiefland. Beide kommen in den Tropen an Orten mit ständig feuchter Luft vor. Die Hochlandart ist viel häufiger und hat eine röhrenartige Form im Vergleich zu der Lowland-Version, die eine breitere, typischere Blütenform an der Spitze des Kruges aufweist.
Die Kannenpflanze ist vor allem dafür bekannt, kleine Insekten und Insekten zu fangen, die den Nektar riechen und unabsichtlich auf der Suche nach einem süßen Leckerbissen klettern. Die Flüssigkeit am Boden enthält jedoch Verdauungsproteine, die sofort zur Arbeit ankommen, während das gefangene Tier unermüdlich versucht, die schleimigen Wände hochzukriechen. Obwohl es üblich ist, kleine Insekten oder Insekten in diesen Fallen zu finden, sind tropische Krüge die einzigen Pflanzen, von denen bekannt ist, dass sie ganze Ratten verschlungen haben! Sie können so groß werden, dass selbst Tiere, die so groß und klug wie Ratten sind, zur Beute geworden sind.
7 Gravitropismus
Gravitropismus ist die besondere Supermacht von Pflanzen: die Fähigkeit, der Schwerkraft zu trotzen. Im Allgemeinen wachsen Pflanzen zum Sonnenlicht hin auf, um die Photosynthese zu maximieren. Wenn sie sich jedoch in einer Position mit einem engen Lichtbereich befinden, wachsen sie in jede Richtung, sogar auf den Kopf, um sie nur zu erreichen. Pflanzen können ihre Wachstumsrichtung innerhalb weniger Stunden ändern, wenn das Sonnenlicht abgeschnitten wird. Wie können sie das so schnell machen? Sie verfügen über ein sehr ausgefeiltes Mittel zum Erfassen der Richtung und der Schwerkraft.
Die Oberseite der Pflanze, genannt Meristem, enthält Zellen, die als Statozyten bezeichnet werden und auf die Schwerkraft empfindlich sind. Dadurch kann die Pflanze erkennen, in welche Richtung sie schaut. Wenn sich diese Zellen bewegen, um Licht zu finden, ändert die Pflanze die Wachstumsrichtung. Es gibt zahlreiche Beispiele, die diesen Befund untermauern, einschließlich der Tatsache, dass Pflanzen, deren Meristem abgeschnitten ist, diese Fähigkeit nicht besitzen. Das System beweist, wie weit fortgeschritten die Pflanzenentwicklung wirklich ist. Wer braucht schon Augen?
6 Zusatzpigmente
Die meisten von uns wissen, dass das grüne Pigment in Pflanzen Chlorophyll genannt wird, das für die Photosynthese unerlässlich ist. Obwohl viele Pflanzen grün sind, kommen sie in anderen Farben vor und können trotz Grün verschiedene Pigmente aufweisen. Pflanzen haben sogenannte Zusatzpigmente, die für verschiedene Lichtwellenlängen optimiert sind, um die Absorption zu maximieren. Je mehr Wellenlängen eine Pflanze aufnehmen kann, desto mehr Zucker kann sie letztendlich produzieren. Es gibt Pigmente, die fast jede Farbe aufnehmen. Betrachten Sie zum Beispiel die verschiedenen Arten von Algen:
Es gibt drei Haupttypen von Algen: Cyanobakterien (Blaugrünalgen), Rhodophyten (Rotalgen) und Ocrophyten (Braunalgen). Im Ozean schwächt sich das Licht sehr schnell ab, was die Photosynthese zu einer Herausforderung macht.Aus diesem Grund sind Zusatzpigmente für das Überleben von entscheidender Bedeutung, und Algen verwenden unterschiedliche Farben, je nachdem, in welcher Tiefe sie leben. Rotes Licht dringt nur in die flachsten Gewässer ein, so dass rote Algen oft in der Nähe der Oberfläche leben, während blaues Licht in die tiefsten Bereiche eindringt, sodass blau-grüne Algen tiefere Gewässer bewohnen können. Auch wenn das Absorbieren von rotem Licht in einem blauen Ozean weniger effizient sein kann, bedeutet die andere Farbe, dass rote Algen nicht mit den allgegenwärtigen blau-grünen Algen konkurrieren müssen.
5 Das reichhaltigste Protein der Welt
Pflanzen haben das Privileg, sich zu rühmen, von dem viele glauben, es sei das weltweit reichlichste Protein. Ribulose-1,5-Bisphosphatcarboxylase-Oxygenase, auch als "RuBisCo" bekannt, spielt eine wichtige Rolle bei der Photosynthese. Sie können sich vorstellen, warum es so reichlich ist, denn es gibt so viele Arten von photosynthetischen Organismen in jeder Ecke der Erde. Während der Photosynthese bindet RuBisCO an absorbiertes Kohlendioxid und wandelt es in einem einfachen Schritt von anorganischem in organisches um. RuBisCO ist bisher das einzige Enzym auf der Erde mit dieser Fähigkeit. Wenn CO2 bindet an RuBisCO während der Photosynthese, wird es in ein instabiles Molekül mit sechs Kohlenstoffatomen zerlegt, das schnell in zwei 3-Phosphoglycerat (3-PGA) -Moleküle zerfällt, die dann zur Erzeugung von Zucker verwendet werden können.
RuBisCO kann für CAM- und C4-Anlagen gefährlich sein, die es deaktivieren müssen, da es zu produktiv wird und zu Wasserverlust führt. Bei den meisten Pflanzen ist RuBisCO jedoch tagsüber extrem aktiv, um die Menge an Energie zu maximieren, die die Pflanze aufnehmen kann. Es ist so effizient, dass es für jedes Sauerstoffmolekül vier Kohlendioxidmoleküle metabolisieren kann. Dies ist besonders beeindruckend, wenn man bedenkt, dass es fünfmal mehr O gibt2 Moleküle in der Erdatmosphäre als CO2.
4 Zooxanthellen
Merkwürdiges Wort, richtig? Zooxanthellen ist der Name einer photosynthetischen Alge, die sich innerhalb von Korallenriffen befindet. Korallen und ihre Zooxanthellen haben eine wechselseitige, symbiotische Beziehung, in der die Korallen den Zooxanthellen einen Platz zum Leben bieten. Die Koralle selbst profitiert von den Nährstoffen, die die kleinen Zellen durch Photosynthese produzieren. Zooxanthellen liefern den Korallen Sauerstoff, Zucker und Aminosäuren und verbrauchen schädliche Abfälle in ihren Stoffwechselprozessen, wodurch die Korallen Fette und Proteine produzieren können, die überleben. Die schönsten Ozeane der Welt, in denen die spektakulärsten Korallen leben, sind einige der am wenigsten produktiven Gewässer. Als Faustregel gilt: Je klarer das Wasser ist, desto weniger produktiv ist es, da im Wasser nur sehr wenige Algen und Bakterien vorhanden sind, die das Wachstum fördern. Diese Kreaturen färben Wasser dunkler.
Zooxanthellen und Korallen helfen einander in diesen kristallklaren, aber nährstoffarmen Gewässern, indem sie einen strengen Nährstoffkreislauf verwenden. Das klare Wasser wird auch für die Algen von Nutzen, da es ihnen leichter fällt, Licht zu absorbieren. Das Problem dieses hochentwickelten Prozesses ist das Bleichen von Korallen. Wenn sich die Wasserqualität aufgrund von Schadstoffen oder Versauerung verschiebt, werden Korallen gestresst und vertreiben ihre photosynthetischen Freunde. Die Koralle verliert dadurch an Farbe und erhält ein "gebleichtes" Aussehen. Sobald dies geschieht, ist es sehr unwahrscheinlich, dass entweder die Korallen oder Algen überleben. Gebleichte Riffe sehen sehr ungesund aus, so dass größere Arten wie Fische in neue, gesündere Gebiete ziehen und das einst blühende Ökosystem des Riffs zurücklassen.
3 wahre Pflanzen
Früher bezog sich diese Liste über Pflanzen auf Algen - und lag direkt vor Ihrem Gesicht. Algen und Seetang sind eigentlich keine „echten Pflanzen“. Obwohl sie oft als Pflanzen bezeichnet werden, fallen sie tatsächlich unter ihren eigenen wissenschaftlichen Zweig. Zwar sind sie Pflanzen viel näher als Tieren, aber sie haben unterschiedliche Eigenschaften, die Biologen für zu unterschiedlich halten, um als ehrliche Pflanzen zu gelten. Diese Unterschiede sind meist morphologisch. Ihre photosynthetischen Fähigkeiten sind es, was sie ständig unter die Pflanzenkategorie bringt.
Was macht sie so anders? Der wichtigste Unterschied ist, dass sie keine echten Wurzeln, Stängel oder Blätter haben. Riesen-Seetang scheint diese Dinge sicherlich zu haben, aber die fraglichen Strukturen sind tatsächlich ziemlich unterschiedlich. Anstelle von Wurzeln hat Seetang eine Haltefunktion, die starke Bindungsfähigkeiten besitzt, um den Organismus auf felsigen Substraten zu halten und nicht durch starke Wellen oder Strömungen weggestoßen zu werden. Seetangblätter werden Klingen genannt und unterscheiden sich von normalen Pflanzenblättern, da sie sich selbst tragen. Jede Zelle in einer Klinge aus Seetang kann ihre eigenen Nährstoffe liefern, so dass sie ohne vaskuläres System überleben kann. Im Gegensatz zu einem echten Stamm hat der Stiel keine vaskulären Eigenschaften. Es gibt kein Phloem oder Xylem, um Wasser und Nährstoffe zu verteilen. Der Stiel ist nur zur Unterstützung da, so dass die Klingen nach oben greifen und Sonnenlicht in der Nähe der Wasseroberfläche sammeln.
2 Wasserverlust reduzieren
Wir haben bereits über die speziellen Anpassungen von CAM- und C4-Anlagen zur Einsparung von Wasser und Energie gesprochen, aber es sind nicht die einzigen, die sich diesem Problem stellen müssen. Jede einzelne Pflanze muss über einen Mechanismus verfügen, um Wasser zu erhalten, um zu überleben. Übliche Anpassungen umfassen wachsartige Blätter, die Verwendung ihrer Stomata und Schutzzellen. Wachzellen umgeben die Stomata und kontrollieren, wann sie sich öffnen und schließen. Wenn die Zellen passiv sind, sind sie schlaff und das Stoma ist geschlossen. Wenn die Schutzzellen starr werden oder „gebogen“ werden, wird das Stoma geöffnet.
Schutzzellen verwenden einen Vorgang, der der Diffusion ähnlich ist, indem ihre Öffnung ausgelöst wird, wenn sich eine höhere Konzentration an Kaliumionen in der Zelle befindet. Wenn dies geschieht, möchte die Wachzelle Wasser einlassen.Sobald die Zelle mehr Wasser aufnimmt, wird die Ionenkonzentration ausgeglichen und die Zelle wird schlaff, wodurch das Stoma geschlossen wird. Bei geöffneten Stomata wird auch Kohlendioxid aufgenommen, wodurch die Photosynthese möglich wird. Die Prozesse arbeiten im Tandem, und wenn sich die Stomata nachts schließen, kann die Anlage das Wasser und die Energie, die sie im Laufe des Tages angesammelt hat, nutzen.
1 Ethylen
Ethylen ist ein Gas, das von Früchten abgegeben wird und die Reifung auslöst. Während Menschen dieses unscheinbare Gas nicht sehen oder riechen können, spielt es eine große Rolle in der Nahrung, die wir essen. Früchte wie Birnen oder Äpfel strahlen Ethylen aus, während kleinere Früchte wie Beeren dies nicht tun, da sie im Allgemeinen nicht so wie ein Apfel reifen müssen. Es wird angenommen, dass das Gas mit dem Altern zusammenhängt, weshalb es zu einer Reifung führt. Sobald eine Frucht anfängt, Ethylen freizusetzen, wird sie ansteckend und veranlasst die umgebenden Früchte, mit der Gasproduktion zu beginnen. Aus diesem Grund ist es ratsam, die Früchte des Haushalts zusammenzuhalten, da sie schneller reifen können.
Ethylen wurde industrialisiert und wurde verwendet, um Landwirte dabei zu unterstützen, mehr Getreide anzubauen. Es wird hauptsächlich bei Tomaten verwendet, um zu altern und zu reifen. Zu viel Alterung führt jedoch dazu, dass die Früchte zu alt werden und verfaulen. Außerdem kann die Pflanze beschädigt werden, wodurch sie vergilbt oder Blätter und Blüten verliert. Während zu viel Ethylen für den Anbau schlecht sein kann, ist es dennoch eine erstaunliche Anpassung, die natürlicherweise in Pflanzen auf der ganzen Welt vorkommt, um reife und köstliche Früchte zu produzieren.