Почему у одуванчика полый стебель?

Почему такие растения как одуванчик, укроп, лук, чертополох, расторопша, конопля, тростник, пепельник болотный, разнообразные злаки и многие другие обзавелись полым стеблем? Что это, бессмысленный каприз природы или пример удачной приспособленности к окружающей среде?

Неверно считать, что стебель растений предназначен исключительно для транспортировки питательных веществ и воды. На самом деле, он ещё и выполняет важную функцию регулирования температуры. Стебель растения представляет собой сложную структуру, обеспечивающую транспорт питательных веществ и воды, механическую поддержку, а также функцию терморегуляции. До сих пор физиология внутренней части стеблей редко изучалась в отношении теплопередачи – процесса, обычно связываемого с листьями и цветами. Чтобы заполнить этот пробел в исследованиях, доктор Питер Киван из Университета Гвельфа изучил различия в типе стебля растения и то, насколько эффективно они регулируют температуру.

Температура внутри полого центра стебля зависит от солнечной радиации. Когда свет попадает на стенку стебля, часть его отражается, часть – поглощается самой тканью стебля, а часть перёдается через стенку стебля во внутреннее пространство.

Процесс накапливания солнечной энергии в полом стебле был назван “эффектом микротеплицы”, поскольку он является точной копией парника в крошечном масштабе внутри стебля растения. Поддержание тепла внутри стебля стимулирует рост цветка, что, в свою очередь, помогает растению быстро развиваться и эффективно привлекать опылителей.

Доктор Киван и его команда начали изучили растения из разных умеренных регионов, включая Канаду, Россию и Великобританию. Многие из них имели полые стебли, демонстрируя большое разнообразие по диаметру просвета, ширине и текстуре стенки стебля. Например, для злаков характерен полый стебель – соломина, а для хвощей – несколько полых трубочек, окружающих центр стебля.

При помощи зондов учёные сравнили температуру в “микропарниках” с окружающим воздухом в присутствии и отсутствии света. Как правило, при наличии солнечного света температура в просвете была выше температуры окружающего воздуха. В частности, полый стебель одуванчика поддерживал температуру до 8 °C выше, чем было вокруг него.

В Магадане исследования растений овса, одуванчика, чертополоха и тысячелистника птармика показали одинаковую тенденцию: полые стебли давали растению прибавку тепла от 1 до 7 градусов, в зависимости от вида, местоположения, погоды и других факторов. Однако при затенении этот показатель опускался немного ниже окружающей среды. Такой “термос” помогает защитить растения от температурного шока в случае резких перепадов температуры.

Почему растению выгодно поддерживать повышенную температуру? Метаболизм в клетках улучшается с увеличением температуры. Чем теплее – тем активнее развитие растения (до определённого порога, разумеется). Хотя стебель и не является основной точкой фотосинтеза, он является основной точкой роста растения в высоту, а высота важна, чтобы привлечь летающих опылителей среди густой травы.

У водных и болотных растений (например, лотоса и виктории) свои причины иметь полости внутри стеблей. Чтобы растение могло держаться на поверхности воды, стебли и другие ткани имеют особый тип паренхимы, называемый аэренхимой. Также в этих резервуарах накапливается про запас кислород, что облегчает ночное дыхание улучшает газообмен в тканях корней.

https://researchoutreach.org/articles/regulating-plant-temperature/