Суточные изменения в фотохимической динамике и поверхностной отражательной способности мха (Tortula ruralis), устойчивого к высыханию

Суточная изменчивость окружающей среды сильно влияет на пойкилогидрические растения, устойчивые к высыханию, особенно в засушливых и полузасушливых системах (Alpert & Oechel 1985). Большинство устойчивых к высыханию мохообразных аридных ареалов являются гомойохлорофильными, устойчивыми к высыханию (HDT), сохраняющих все хлорофиллы и фотосинтетические пигменты в обезвоженном состоянии (Tuba et al. 1998) и обладающие индуцибельными и конститутивными молекулярными и биохимическими свойствами, которые поддерживают физиологическую целостность во время дегидратации и регидратации (Oliver et al. 1993; Oliver & Wood 1997). Кроме того, растения HDT в засушливых местах обитания имеют большие соотношения от площади поверхности до объема, что позволяет очень быстро изменения в отображении площади листа (Proctor 1979, 1984). При сушке и увлажнении эффективное рассеивание избыточной световой энергии (Tuba et al. 1998; Csintalan et al. 1999)и координация этих механизмов с быстрыми изменениями в проявлении фотосинтетической ткани (Casper et al. 1993; Eickmeier et al. 1993; Lebkuecher & Eickmeier 1993; Del toro et al. 1998b) являются важнейшими экофизиологическими особенностями в выживании иссушающих толерантных растений. В условиях сушки большинство растений, включая виды HDT, демонстрируют усиленное тепловое, безызлучательное рассеивание избыточной световой энергии, связанной с динамикой подкисления тилакоидов и эпоксидирования ксантофиллов (Demming-Adams & Adams 1992; Eickmeier et al. 1993; Osmond & Grace 1994; Deltoro et al. 1998a, b). Однако при регидратации сильные диффузионные ограничения CO₂ (Lange & Tenhunen 1981) могут затруднить восстановление нерадиационной диссипативной способности, в то время как фотохимические диссипативные процессы восстанавливаются немедленно (Csintalan et al. 1999).

Эти исследования показывают, что суточные показатели эктогенных растений HDT, вероятно, будут сложными. Высокая степень распределения белков, стабильность пигмента и мембраны, координация между механизмами для энергии диссипации и отображения площади листа, а также сохранение характеристик «теневого растения», таких как низкая компенсация фотосинтетического света и точки насыщения (Proctor 1979; Valanne 1984; Tuba et al. 1998;), могут быть важны для суточной работы растений HDT. Реакция растения на высыхание и свет в утренние часы, когда условия влажности обычно поддаются фотосинтетической активности (Tuba et al. 1998), может заметно повлиять на способность растения быстро восстанавливаться и эффективно справляться с различными режимами освещения при повторной гидратации в течение дня.

Здесь мы представляем полевое исследование дневной динамики поверхностного отражения (альбедо) и физиологии в мох HDT, Tortulauralis, после искусственной регидратации в разное время дня в течение трех дней контрастной погоды. Мы измерили микроклимат, включая солнечный радиационный поток, поверхностную отражательную способность и температуру мха, оставленного при естественном уровне гидратации, и кривые светового отклика флуоресценции хлорофилла искусственно регидратированного мха. Нашей целью было

оценить координацию отображения купола и способность реагировать на изменение уровня освещенности сразу после регидратации. Мы пришли к выводу, что закрытие побегов во время сушки должно изменить характеристики отражательной способности мхового мата, и предположили, что альбедо может быть использовано в качестве индикатора быстрых изменений состояния воды мха. Мы ожидали, что физиологическая активность, в частности Fv / Fm, показатель максимального квантового выхода фотосинтеза (Schreiber et al. 1998), будет варьироваться в зависимости от альбедо. Мы также ожидали, что способность растения термически рассеивать световую энергию при различных режимах освещения после регидратации в более поздний день будет зависеть от режима сушки и освещения, наблюдаемого утром.

Здесь мы представляем полевое исследование дневной динамики поверхностного отражения (альбедо) и физиологии мха HDT, Tortula ruralis, после искусственной регидратации в разное время дня в течение трех дней контрастной погоды. Мы измерили микроклимат, включая солнечный радиационный поток, поверхностную отражательную способность, температуру мха, оставленного при естественном уровне гидратации, и кривые светового отклика флуоресценции хлорофилла искусственно регидратированного мха. Наша цель состояла в том, чтобы оценить координацию отображения навеса и способность реагировать на изменение уровня освещенности сразу после регидратации. Мы рассудили, что закрытие побегов во время сушки должно изменить характеристики отражения мохового ковра, и предположили, что альбедо может быть использовано в качестве индикатора быстрых изменений состояния воды во мхе. Ожидалось, что физиологическая активность, в частности Fv/Fm, показатель максимального квантового выхода фотосинтеза (Schreiber et al. 1998), будет варьироваться в зависимости от альбедо. Мы также ожидали, что способность растения термически рассеивать световую энергию при различных режимах освещения после регидратации в более поздний день будет зависеть от режима сушки и освещения, наблюдаемого утром.

12 3 4 5 Следующая ⇒