ფოტოსინთეზი ფიჭვნარებში

ფიჭვის ხეები მარადმწვანე მცენარეა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი ნემსებს მთელი წლის განმავლობაში ინარჩუნებენ. ეს მარადმწვანე მცენარეებს უპირატესობას ანიჭებს ფოთლოვან მცენარეებს, რომლებიც ყოველ შემოდგომაზე კარგავენ ფოთლებს. ფიჭვის გვარში 120 მარადმწვანე წიწვოვანი მცენარეა (პინუსი). ფიჭვის ერთი კონკრეტული სახეობა, ბრისტლეკონის ფიჭვი, კლდოვან მთაში ცხოვრობს, რომლის ერთი ადამიანი 5000 წელზე მეტია.

რა მიანიჭებს ამ ფიჭვებს უპირატესობას სხვა ხეებსა და მცენარეებზე? ფიჭვის ხეებს აქვთ შეცვლილი ფოთლები, სახელწოდებით "ნემსები". ფიჭვის დამახასიათებელი თვისება არის გზა ნემსები განლაგებულია ჩალიჩებით, ნაძვის ხეებთან შედარებით, სადაც ნემსები პირდაპირ მაგრდება ფილიალი. მარადმწვანე ნემსებს აქვთ გარეთა სქელი საფარი, რომელსაც ეწოდება კუტიკულა, რაც მათ საშუალებას აძლევს მეტი წყალი შეინარჩუნონ.

ამ გარე საფარში არსებობს ფორები, რომელსაც ეწოდება "სტომატა", რომელსაც შეუძლია გახსნას და დაიხუროს, თუ მცენარეს წყლის დაზოგვა ან გამოყოფა სჭირდება. ეს ნიშნავს, რომ ნემსებს შეუძლიათ დაეხმარონ ფიჭვნარს მშრალ კლიმატურ პირობებში, სადაც წყლის შენარჩუნება მნიშვნელოვანია.

მცენარეულ უჯრედებს აქვთ მრავალი განსხვავებული ორგანელა, რომლებიც ასრულებენ მცენარის გადარჩენისთვის აუცილებელ ფუნქციებს. ორგანელის ერთ-ერთი სახეობაა ქლოროპლასტი, რომლის სისქე მხოლოდ დაახლოებით 0,001 მმ-ია! ორი პიგმენტი, ქლოროფილი ა და ქლოროფილი ბ, ქლოროპლასტებს მიანიჭეთ მწვანე ფერი, რის გამოც მცენარის ფოთლები არის მწვანე. ქლოროპლასტები არის ენერგიის მწარმოებელი ელექტროსადგურები, რომლებიც ქმნიან და ინახავენ საკვებ პროდუქტებს ფოტოსინთეზის სახელით ცნობილი პროცესის საშუალებით.

მწვანე მცენარეებს შეუძლიათ ფოტოსინთეზის გამოყენებით მიიღონ მზისგან ნახშირორჟანგი, წყალი და ენერგია და გადააქციონ იგი ქიმიურ ენერგიად. იგი ამ ნაერთებს გარდაქმნის ჟანგბადში, რომელიც გამოიყოფა ატმოსფეროში და ორგანულ ნივთიერებებში, როგორიცაა შაქარი.

ენერგიის უმეტესობა, რომელიც ველოსიპედით გადაადგილდება ჩვენს ეკოსისტემებში, მზისგან დაიწყო. მცენარეები ფოტოსინთეზირებენ მზის შუქისგან შაქრისა და ჟანგბადის მისაღებად, შემდეგ ცხოველები ჭამენ და ენერგიას იღებენ მცენარეებისგან, ცხოველები კი სხვა ცხოველებს.

არსებობს მრავალი ფაქტორი, რომლებმაც შეიძლება გავლენა მოახდინონ ფოტოსინთეზის სიჩქარეზე ზამთარში მარადმწვანე მცენარეებში. ზამთარში ნაკლები სინათლე და უფრო ცივი ტემპერატურა წარმოადგენს ფოტოსინთეზის შემზღუდველ ფაქტორებს. რაც უფრო მეტი მსუბუქი და თბილი ტემპერატურა აქვს მცენარეს, მით უფრო ეფექტური იქნება ის შაქრისა და სხვა პროდუქტების შესაქმნელად მზის ენერგიის გამოყენებით. მცენარეთა ჯანმრთელობას, ასაკს და აყვავებულ მდგომარეობას ასევე შეუძლია შეცვალოს ამ პროცესის სიჩქარე.

ნახშირორჟანგი საჭიროა, როგორც ნახშირბადის წყარო, შაქრებისა და სხვა ორგანული ნაერთების შესაქმნელად. რაც მეტია ნახშირორჟანგი, მით უფრო სწრაფია ფოტოსინთეზის რეაქციების სიჩქარე. ფიჭვის ნემსებში არსებული სტომატები ნახშირორჟანგის მისაღებად იხსნება, წყალი ამ ფორებში ორთქლის სახით იკარგება.

მინერალები ასევე შეიძლება იყოს ფოტოსინთეზის შემზღუდველი ფაქტორი. აზოტი, ფოსფატი, სულფატი, რკინა, კალციუმი და მაგნიუმი მცენარეებისთვის აუცილებელია ცილების, დნმ-ის და ქლოროფილის შესაქმნელად. მცენარეებს ასევე სჭირდებათ მანგანუმის, სპილენძისა და ქლორიდის ელემენტები, რათა წარმატებით დასრულდეს ფოტოსინთეზი.

იმის გამო, რომ ისინი ნემსებს მთელი წლის განმავლობაში ინახავენ, ზამთარში ფიჭვნარს შეუძლია ფოტოსინთეზირება! ეს მთავარი უპირატესობაა იმ ხეებთან შედარებით, რომლებიც ფოთლებს კარგავენ. ამასთან, ნემსებს აქვთ მცირე ზედაპირი, რაც ნიშნავს, რომ მათ არ შეუძლიათ იმდენი მზის ენერგია აითვისონ ამ პროცესისთვის.

გაყინვის პირობებში, ყინული შეიძლება ჩამოყალიბდეს ზამთრის მარადმწვანე ხეების უჯრედებს შორის. ამან შეიძლება გამოიწვიოს გაუწყლოება. ზამთარში დეჰიდრატაციის პირობებში, შესაძლოა, მუწუკები დაიხუროს, რათა შეამციროს წყლის დაკარგვა ხეზე, მიუხედავად იმისა, რომ ამან შეაჩერა გაზის გაცვლა და კიდევ უფრო შეზღუდავს ფოტოსინთეზს.

ზამთარს გააჩნია საკუთარი გამოწვევები, როგორიცაა წყლის ნაკლებობა და ცივი ტემპერატურა და ამ ფაქტორებმა ნელდება ფოტოსინთეზამდე. ამასთან, მთელი წლის განმავლობაში ნემსების არსებობა ფიჭვის ხეების უპირატესობაა, განსაკუთრებით ჩრდილოეთ კლიმატურ პირობებში, სადაც შეიძლება წყლის ნაკლებობა და ცივი ტემპერატურა არსებობდეს.