26.04.2024  Пятница
День Фомаиды. Просыпаются и начинают шуметь шмели.   Народные приметы

Дачный форум

Последние обсуждаемые темы:

Совместная покупка

Способ покупать товары по меньшей (оптовой) стоимости.
Без наценки магазина.
Рассказываем все особенности, плюсы и минусы! Сравнение нижегородских площадок.
Флеш-игры дачные и не только BurstCMS


Секрет пестролистности

26 Января 2013  

Есть декоративные растения, которые ценятся за красивые листья. Особо выделяются среди них формы с пёстро окрашенной или не зелёной листвой, палитра которых включает белый, кремовый, жёлтый, розовый, красный, коричневый, пурпурный, почти чёрный, серый, голубой и серебристый цвета.

Многие из них сохраняют красоту с весны до поздней осени, некоторые так и уходят под снег.

Но какова природа пестролистности? В мире растений существует множество пигментов - красящих веществ, которые нужны растениям не только для окраски, они играют различные роли и в обмене веществ. Среди всего разнообразия пигментов, встречающихся в органах растений, выделяют три основные группы: хлорофилл, каротиноиды и флавоноиды.

Растение-«химера»
Растение-«химера»

Хлорофилл придаёт растениям зелёный цвет. Поглощая энергию солнечного света, он играет центральную роль в фотосинтезе -использовании углекислого газа воздуха и воды для получения органических веществ из неорганических путём сложнейших реакций. В результате фотосинтеза растения образуют сахар - источник энергии, необходимой для роста и развития, а в воздух Каротиноиды - вторая по распространённости группа растительных пигментов, насчитывающая более 60 различных соединений. Среди них выделяют две основные подгруппы - каротины и ксантофилы. Благодаря этим пигментам возникают жёлтый, оранжевый и красный цвета, обусловливающие яркую окраску цветков, плодов и осенних листьев.

Флавоноиды - третья группа. Среди них наибольший объём приходится на антоцианы, которые придают клеткам растений красную, синюю или фиолетовую окраску, а также флавоны, которые подобно каротиноидам, отвечают за жёлтый цвет у лепестков некоторых растений.

Мутация произошла на ранней стадии
Мутация произошла на ранней стадии

Американские ботаники из Университета Массачусетса выделяют два основных типа происхождения пестролистности, которые они называют клеточным и неклеточным.

Под клеточным происхождением понимают такое явление, при котором растение состоит из двух или более генетически удалённых друг от друга типов клеток. В листе образуется колония клеток, окрашенных не так, как основная часть. Все они являются продуктом деления одной клетки, в которой первоначально произошла мутация, и как следствие этого - изменился цвет. Причём величина площади, занимаемой колонией таких клеток, зависит от той стадии формирования листа, на которой произошла мутация - чем раньше это случилось, тем относительно больше будет и площадь колонии мутантов (крупные пятна, мелкие крапинки и т.п.). Большое значение в формировании рисунка имеет угол деления клеток, изменивших цвет. Если они делятся лишь в одном строго определённом направлении, то образуются линии или полоски, если же хаотично-то получаются пятна.

Хаотичное деление клеток
Хаотичное деление клеток

Среди причин пестролистности клеточного происхождения американцы выделяют «химеризм» и «прыгающие гены». Клетки растений-«химер» обладают разными генотипами (генотип - набор генов в клетках определённого организма, который должен быть одинаковым в каждой клетке).

Растения растут за счёт наличия образовательных тканей - меристем, состоящих из недифференцированных клеток, которые многократно делятся. Меристема, за счёт которой происходит рост побегов в длину, называется верхушечной, или апикальной. При ветвлении каждый боковой побег также имеет свою апикальную меристему. Лишь позднее возникающие из меристемы клетки дифференцируются, и благодаря этому происходит образование различных тканей и органов растений, в том числе и листьев.

Медуница сахарная
Медуница сахарная

На самом кончике побега клетки меристемы делятся только перпендикулярно к её поверхности, образуя слои в виде колпачков, обеспечивающие нарастание поверхности побега, В результате образуются клеточные слои, независимые друг от друга, наподобие рядов кирпичей, из которых сложена стена. В каждом из этих слоев - много клеток, но лишь 3-4 из них участвуют в работе, то есть делятся.

Там, где должен возникнуть зачаток листа, тоже образуется такой колпачок, затем деление клеток становится    параллельным    поверхности меристемы, эту область называют периферической меристемой. В зачатке листа - три клеточных слоя. Мутация происходит в одной клетке одного слоя, и со временем весь этот слой становится занят мутантными клетками. Если верхушка побега состоит из слоев мутантов и нормальных клеток, то такими оказываются и сами листья. Наиболее обычные химеры - с белоокаймлёнными листьями. Они получаются тогда, когда мутируют клетки верхнего слоя меристемы, если изменения происходят в более глубоких слоях - появляются листья с контрастно окрашенной серединой. Существуют и смешанные варианты: когда клетки из одного слоя попадают в другой, тогда возникают листья с пятнами и неровными полосами. Химеры со светлоокаймлёнными листьями наиболее устойчивы.

Хоста Фрэнсис Вильямс
Хоста Фрэнсис Вильямс

Таким образом, исследователи считают, что пёстрый рисунок - это результат сочетания слоев генетически различных клеток апикальной меристемы. Одни клетки содержат хлорофилл, в других он не образуется или образуется в очень малом количестве.
Известно, что половые клетки одной особи происходят из одного и того же слоя меристемы, поэтому при самоопылении   бело-зелёных   химер пестролистность не наследуется. Их потомки будут либо полностью зелёными, либо полностью белыми. При этом белые сеянцы погибают вскоре после прорастания. В некоторых жёлто-зелёных химерах (например - хоста Фрэнсис Вильяме) жёлтые клетки производят ограниченное количество хлорофилла. От самоопыления таких растений потомки будут зелёными или жёлтыми. Жёлтые сеянцы могут выжить, но они не будут пёстрыми. На примере хост японскими и американскими учёными было установлено, что пестролистное потомство может быть получено от семенного размножения только при перекрёстном опылении. При этом пестролистным обязательно должно являться материнское растение, по отцовской линии это свойство не передаётся.
Конечно, семенное размножение используют только для селекции.

Причиной неклеточного происхождения пестроокрашенности как растений, так и животных, по данным американских ботаников является «генное выражение». Клетки каким-то загадочным образом «знают», в каком расположении они находятся на листе растения или на теле животного, и хотя все клетки имеют гены, необходимые для производства   определённого   пигмента,
они будут делать это только в определённых местах. Это явление особенно часто наблюдается у животных, но у растений оно также встречается и бывает характерным признаком природных видов (например - белые полоски вдоль средней жилки листа крокуса, красновато-коричневые крапинки на листьях некоторых видов кандыков). Однако у разных особей, получающихся при половом размножении, степень выраженности рисунка может варьировать (у одних - ярче, у других - бледнее), и если желательно поддержать определённый индивидуальный фенотип, то требуется вегетативное размножение.

Кандык
Кандык

Одна из разновидностей генного выражения - «волдыри». Это явление наблюдается у некоторых растений с серебристыми листьями (например, медуница сахарная и лекарственная). У таких растений нет клеток, лишённых способности производить хлорофилл. Дело тут в другом: часть клеток, расположенных на поверхности листа, отделяется от клеток, находящихся ниже и получается нечто вроде пузыря. Этот признак, как и другие симптомы генного выражения, передаётся как через вегетативное, так и через половое размножение.

Жёлтая окраска возникает как следствие различных причин. Она встречается у химер в сочетании с зелёными и белыми тканями, или даже в чистом виде (как упоминалось выше на примере хост). Жёлтая окраска может быть следствием мутации ядерных генов и передаваться по наследству (как у злака - бора развесистого золотистого).

Вот то немногое, что пока можно сказать об известных причинах пёстрой окраски листьев. Бывают и такие случаи, когда у одного и того же растения встречаются одновременно различные типы пестролистности - например, трёхцветные листья у сортов зональной пеларгонии Генри Кокс и Долли Варден - они окрашены в зелёный, белый и пурпурный цвета. Пурпурная зона вызвана генным выражением и передаётся половым путем, тогда как белая обусловлена химеризмом и сохраняется только при стеблевом черенковании.

Тем не менее некоторые случаи пестролистности бывает невозможно с точностью отнести к какому-то определённому типу из рассмотренных выше.

АННА РУБИНИНА, клуб «Цветоводы Москвы»

Смотрите также в этом разделе:
Само название растения мирабилис — «удивительный» в переводе с латыни — намекает на то, что нас ждут приятные сюрпризы. Русское название — ночная красавица — подсказывает, когда именно стоит их ожидать.…

Ниже приведено описание кустарниковых сортов астр: ‘Picasso’, ‘Blaubox’, 'Wood’s Light Blue’, ‘Herbstgruss vom Bresserhof’. Чем они лучше остальных сортов нашей полосы?…

Эту экзотику выращивают ради красивых каудексов (утолщений ствола), иногда напоминающих животное или человеческую фигуру, и ради цветов, которые могут превышать в диаметре 10 см.…

Канделябровые, или ярусные, примулы обязаны названием соцветию, в котором цветки собраны мутовками, и чем мощнее растение, тем их больше. Спрос определяет предложение, и семена, равно как и посадочный материал, нередки в продаже. Всходят они обычно без затей, растут хорошо.... Но об этом несколько позже.…