Ученые разбираются, как восстанавливаются растения после повреждений
Ученые разбираются, как восстанавливаются растения после повреждений
Исследователи изучают различные механизмы регенерации растений: одни из них задействованы в ответ на холодовой стресс, другие – на механические повреждения, третьи – в случае отравления токсинами.
Ученые ФИЦ ИЦиГ СО РАН, рассказывают в пресс-службе центра, совместно с коллегами из НГУ, а также из Бельгии и Сингапура разбираются, как идет процесс регенерации стволовых клеток в корне после повреждений, выясняют, какую роль выполняют два активных вещества ауксин и белок ERF115 (он относится к транскрипционным факторам и запускает процесс деления стволовых клеток вокруг поврежденного участка).
– О том, что ауксин способствует заживлению повреждений у растений, известно достаточно давно, однако, как у любого «лекарства», у ауксина есть масса особенностей «приема» и побочных эффектов. Мы изучаем механизмы влияния ауксина на заживление у растений, что позволит в дальнейшем ускорять процесс «выздоровления», – рассказала заведующая сектором системной биологии морфогенеза растений, к.б.н. Виктория Миронова.
Ранее эти вещества изучали порознь, а теперь ученым удалось показать, что они взаимосвязаны. Когда корень растения получает повреждение, ауксин накапливается в тканях вокруг этого места и усиливает выработку белка ERF115. Тот заставляет соседние клетки делиться как стволовые, восстанавливая ткань. И одновременно вызывает повышение чувствительности клеток к ауксину в прилегающих тканях.
Процесс описан в виде математической модели, созданной новосибирскими учеными на основе экспериментального материала, собранного зарубежными коллегами.
Понимание того, как растение восстанавливается, актуально не только биологам, но и практикам. В частности, тем, кто занимается выращиванием деревьев и кустов, поскольку в случае повреждения ствола или при проведении прививки растений для их размножения действуют механизмы, схожие с восстановлением корней.
Как пояснила Виктория Миронова, обработки ауксином поврежденных растений применяются давно, но теперь понятно, что поливать непосредственно место повреждения или прививки не очень эффективно. Лучше, если ауксин попадает в сосудистую систему растения, а дальше фитогормон сам будет распространяться по тканям сверху вниз, находить поврежденные участки и накапливаться в нужном количестве.
Виктория с коллегами больше занимается вопросами фундаментальной науки. А выработка практических рекомендаций для садоводов и лесников – задача других специалистов. В Бельгии такой интерес уже проявляется. Возможно, трансляция результатов в прикладную сферу пройдет и у нас, опыт сотрудничества с красноярским Институтом леса у ученых ИЦиГ уже есть.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ. Результаты опубликованы в свежем номере PNAS.
Фото Татьяны Осиповой
Причины удаления
Причин для удаления корня может быть масса. Но стоит сразу сказать, что далеко не всегда необходимо удалять корни, как это делают многие. Во многих случаях, все поддается лечению без удаления.
Процесс этот, правда, дорогостоящий и часто болезненный.
Теперь рассмотрим основные причины удаления корня:
-
Гнойные процессы, которые разрушают корень.
Если зуб уже не поддается лечению, то необходимо удалять либо весь корень, либо его верхнюю часть (в зависимости от повреждений). -
Механические повреждения.
Часто, происходят ситуации, когда у человека откалывается часть зуба. Это может произойти по множеству причин. Часто, подобное не сопровождается болями, и люди ходят без части зуба. Осложнения могут не появляться по несколько лет, в зависимости от сложности травмы, иммунитета и других индивидуальных особенностей. Но рано или поздно это место даст слабину. Не имея необходимого защитного покрытия (эмали), поврежденная часть постепенно начинает портиться под воздействием различных бактерий. Если этому не придавать значения, то со временем портиться начнет и корень. Впоследствии чего его будет необходимо удалять. -
Разрушение зуба.
Часто, подобное происходит из-за несоблюдения ежедневной гигиены полости рта, образования , повреждение эмали и многих других причин. Вследствие чего, зуб попросту начинает крошиться и рассыпаться на мелкие части. Проблема подобного часто заключается в корне или нерве зуба, которые попросту начинают отмирать, вследствие чего, питательные вещества не попадают в зуб.
Крона и листья
Дуб черешчатый — светолюбивый вид, лучше растет при освещении с востока. В сплошных посадках выносит боковое затемнение, тогда освещение требуется верхней части кроны. Лист дуба растет на коротком черешке, по форме — обратно-яйцевидный, перисто-лопастной. Сверху листовая пластинка слегка кожистая, блестящая, темно-зеленого цвета; нижняя поверхность светло-зеленая.
Крона дуба — шаровидная, раскидистая, если дерево растет на открытом месте. В лесах и парках, при сильном загущении, ствол вытягивается, ветки растут асимметрично, искривляются. Крона у свободно растущего молодого дерева имеет красивую широкопирамидальную форму.
Корешковое меню и сожители
Жизнь каждого корешка наполнена трудностями и самыми разными событиями. Нарастая, маленький корешок пробивается между почвенными частичками с помощью этакой «шапочки» — корневого чехлика. Клетки его отслаиваясь, обеспечивают слизистую поверхность, в которую проще проникать нарастающему корешку. На удлинившейся части начинают появляться корневые волоски, всасывающие воду и необходимые вещества. Помимо поглощения, корешки ещё и выделяют в почву самые разнообразные соединения, в качестве приманки для почвенных микроорганизмов. Те, конечно, с радостью подтягиваются, образуя вокруг каждого корешка ризосферу — слой почвы толщиной 2-5 мм, наполненный микроживностью. Разнообразные бактерии питаются отшелушивающимися клетками корешков, белками и сахарами, которые корешки выделяют. Корешки же пользуются выделениями бактерий, а также протист и нематод, которые бактерий со вкусом употребляют.
Для грибков есть своя приманка — растительные гормоны, которые способствуют прорастанию спор и создают условия для образования микоризы, оболочки из гиф гриба, проникающих в межклетники и клетки корня. Микориза — очень полезное приобретение для корешка. Гриб наращивает свои гифы далеко за пределы корня и поставляет корешку дополнительную воду и растворённые питательные вещества в обмен на органические соединения. Считается, что основное поступление соединений фосфора. калия и даже азота в корни обеспечивают именно микоризные грибы. Они же защищают «свой» корень от патогенов и обмениваются с растением физиологически активными веществами.
Актиномицеты, хитрые бактерии, которые умеют формировать нечто подобное микоризе, тоже живут в содружестве, а то и в симбиозе с корнями, обмениваясь питательными веществами. Некоторые представители способны к азотофиксации, этим вовсю пользуется облепиха. У бобовых за образование клубеньков на корнях ответственность несут совсем другие бактерии.
Жизнь под землёй довольно бурная, особенно в верхних слоях почвы, потому что они более насыщены воздухом и влагой. Корешки у растений постоянно растут, корневые волоски, отработав, отмирают, на более толстых корнях их функции зачастую выполняют микоризные грибы. Отмирающие части употребляются почвенной живностью. После трапезы в почве остаются полости, хорошо конденсирующие влагу, сюда начинают тянуться новые корешки. Части корней старшего возраста превращаются в кладовые и транспортные системы, заодно несут якорную нагрузку.
Всю растущую и размножающуюся возле корней мелочь подъедают немного более крупные существа, их, в свою очередь, уже заметные — черви, слизни, насекомые. И всё это постоянно перемещается в верхнем слое почвы, обогащая его отходами своей жизнедеятельности и оставляя полости для проникновения воздуха и конденсации влаги.
Конечно, это касается необрабатываемой почвы. В обрабатываемой жизни в разы меньше.
Корешки у растений постоянно растут, корневые волоски, отработав, отмирают, на более толстых корнях их функции зачастую выполняют микоризные грибы
Описание желудей
Плоды необходимы для распространения вида, хотя дуб размножается и вегетативно. В ландшафтном дизайне, лесоразведении, озеленении преимущественно используют выращивание сеянцев и саженцев из желудей. Порослевые деревья дают семена с 20 лет, обильное плодоношение семенных экземпляров чаще всего наступает к 50-60 годам.
Бурый с продольными и поперечными отметинами плод дуба — желудь — относится к орехам. Сверху он покрыт неглубокой, шероховатой плюской в виде пиалы, возникающей из редуцированных внешних частей цветка. Форма желудей — продолговатая, длина — до 3,5 см. Плоды могут иметь округлую форму и достигать 1,5 см в диаметре.
Описание дуба
Род Quercus относится к семейству Буковых (Fagaceae). Представлен почти 600 видами листопадных деревьев, иногда кустарниками. Дубы распространены во всем северном полушарии, но чаще встречаются в зоне широколиственных лесов, лесостепей и степей Евразии. Наиболее распространенные виды: дуб обыкновенный (английский, черешчатый), пушистый, скальный, пробковый. Это красивые, ландшафтные долговечные деревья. Средиземноморская флора, включая Кавказский регион, насчитывает до 15-18 видов дубов.
До сих пор нет единого взгляда на происхождение латинского названия рода Дуб (Quercus). Термин «кверкус» мог произойти от греческого слова «керкеин», означающего в переводе «шероховатый». Действительно, приметная черта деревьев в старых дубравах — серая, вся в глубоких трещинах кора.
На территории России типичный представитель — черешчатый дуб (дерево). Описание: это крупное, высокорослое древо с хорошо развитой кроной. Живые стволы в почтенном возрасте покрыты толстой серой корой с глубокими трещинами. Ветви молодых экземпляров — почти гладкие, блестящие, серо-коричневого цвета. Новые побеги с почками — красно-бурые, опушенные серыми волосками, напоминающими войлок.
Есть летняя и зимняя формы, которые нередко растут вместе, но отличаются по срокам распускания и сбрасывания листвы, периоду цветения. Специалисты утверждают, что древесина этих форм имеет неодинаковую хозяйственную ценность. Для мебели и паркета предпочтительнее зимний, а также мореный дуб (пролежавший под водой без доступа кислорода).
Другие новости на тему
Наука и образование 14.10.2023, 17:40 Клуб «Юный геолог» приглашает на занятия ребят с 4 класса 326 0 Наука и образование 13.10.2023, 12:13 Научно-производственный форум «Золотая Долина» проведут в НГУ В Новосибирском государственном университете 1-2 ноября состоится масштабное мероприятие, цель которого – объединить науку, образование и реальный сектор экономики. 492 0 Наука и образование 13.10.2023, 10:19 Научную станцию «БелСи» для СКИФа создадут белорусские и сибирские ученые Сотрудничество в проектах магесайенс, станкостроении и агробиотехнологиях установили Новосибирская область и Республика Беларусь. 398 0
Нижняя часть древесного айсберга
То, что можно увидеть при обнажении корневой системы — при размыве водой, после оползней — это малая часть объёма, существующего у растения в норме. И даже если выкопать небольшое растение аккуратно вместе с корнями, в результате окажется, что значительная часть корешков так или иначе оборвалась и осталась в почве.
В результате мы видим у древесных и кустарниковых растений крупные корни, основная задача которых — закрепиться в почве, обеспечить складирование полезных элементов, и, при необходимости, добраться до того места, где есть вода во время засухи. А вот корни-добытчики, обеспечивающие растение нужными веществами (не только питанием!) и водой маленькие, тоненькие, и имя им — легион. При оголении корневой системы они, как правило, обрываются.
Поэтому купленные саженцы с открытой корневой системой первое время живут исключительно за счёт запасов, отложенных в крупных корнях, пока не обрастут маленькими питающими корешками. В этом случае ограничение кроны, а также решительное препятствование цветению и плодоношению — необходимая помощь саженцу.
Основная масса всасывающих корешков — добытчиков размещается в верхнем, 40-50-сантиметровом слое почвы.
У всех древесных растений объём корневой системы в 2-5 раз превышает объём кроны. В некоторых случаях, например, в засушливых зонах с песчаной почвой и того больше.
При этом структура корневой системы сильно зависит от вида растения. Яблоня, например, имеет мочковатую не особо глубокую корневую систему, у груши она стержневая. Впрочем, мочковатая ли, стержневая ли, в любом случае основной объём всасывающих корешков размещается в верхнем слое почвы. В залужённых садах (где ничего не перекапывается, а только подкашивается) — на глубине 10-20 см. Потому что там самая активная жизнь.
В садах, где почва перекапывается, корешки вынуждены уходить в более глубокие слои и довольствоваться малым. В промышленном садоводстве — переходить на минеральный «фастфуд». Потому что львиная доля бактерий, грибков, водорослей и простейших, производящих всё вкусное и полезное, размещается именно в верхнем 20-сантиметровом слое почвы. Даже поглощение воды обеспечивается этим слоем почти наполовину. Корни, уходящие вглубь — якоря, добытчики воды в засуху и кладовые, в которых депонируются нужные вещества на чёрный день.
То, что можно увидеть при обнажении корневой системы — при размыве водой, после оползней — это малая часть объёма, существующего у растения в норме
Современные саженцы, привитые на карликовые клоновые подвои, глубокой и мощной корневой системы и не образуют, потому что основная задача у них — интенсивное плодоношение в течение 10-15 лет при умеренном нарастании кроны. Долгая жизнь для этих растений не предусмотрена, крупный размер тоже. Но и у них объём корневой системы не менее, чем в два раза превышает объём кроны, это нужно учитывать при посадке.
Ни в коем случае не нужно думать, что корневая система так же равномерно разрастается в стороны, как и крона. Якорные корни стараются расположиться таким образом, чтобы удерживать деревце при сильном ветре, в соответствии с розой ветров данной местности. А питающие корешки поползут туда, где больше еды и влаги. В уплотнённую почву (дорожки, площадки) — по доброй воле не полезут, сначала освоят более комфортное пространство.
Чем опасны повреждения яблони грызунами
Грызуны наносят серьёзный ущерб яблоневому саду. Мыши обгрызают кору деревьев, повреждают корни, перегрызают у корневой шейки молодые саженцы. Особенно опасны зайцы и дикие кролики, которые питаются побегами плодовых деревьев и их корой, оставляя ствол практически голым. Сильное (особенно кольцевое) объедание коры может стать причиной гибели дерева.
В результате значительных повреждений коры и древесины нарушается сокодвижение, растение не получает необходимых питательных веществ и очень быстро засыхает.
Благодаря сильным лапам, зайцы способны дотянуться высоко
Если хотя бы часть ствола остаётся неповреждённой, дерево можно попытаться спасти. Но даже если оно восстановится, будет слабым, снизится сопротивляемость болезням, уменьшится урожайность.
Иногда весной молодые яблони вдруг заваливаются набок, их легко выдернуть из земли. Такое случается при повреждении грызунами корней дерева. Если мыши или крысы более чем на 80% повредили корни, оставляя лишь тонкие сердцевинки, или проделали в них ходы, дерево постепенно будет засыхать. Увы, спасти его не удастся, его следует выкорчевать.
Мышь обычно подгрызает дерево, пробираясь по ходам, сделанным под снегом
Любимец богов и людей — дуб (дерево)
Описание начнем с мифологии, ведь десятки народов с глубокой древности почитают это дерево, слагают легенды о нем. Дуб считается одним из самых популярных на Земле. Древние греки сравнивали его могучий ствол и раскидистую крону с Зевсом, римляне — с Юпитером. Описание дуба будет неполным, если не упомянуть, что у древних славян дерево олицетворяло Бога-Громовержца — Перуна.
Люди разных национальностей и вероисповеданий с одинаковым почтением относятся к дубу, находят разнообразное применение его древесине, коре, листьям и плодам. Трудно сказать, какая часть растения наиболее популярна. Мощный ствол, обширная корневая система и широкая крона ассоциируются с могуществом, силой, долголетием. Кожистые листья зимнего подвида, которые держатся на ветвях до сильных морозов, олицетворяют беспримерную храбрость и стойкость.
Используется в строительстве, мебельной промышленности, других отраслях прочная и твердая древесина дуба. Кора содержит значительное количество дубильных веществ и других полезных соединений, которые находят применение в кожевенном производстве, лесо-химической промышленности, медицине. Желуди служат пищей многочисленным лесным обитателям. Население собирает плоды для домашних животных, разведения красивых деревьев в зеленых зонах, приготовления желудевого кофе.
В почтенном возрасте 200-400 лет высота деревьев может достигать 40-50 м, диаметр — 2 м. В разных уголках Земли есть и более старые дубы, которые живут 700-2000 лет. Обычно такие старые экземпляры объявляют памятниками природы, берут под охрану.
УДАЛЕНИЕ СТАРЫХ РАСТЕНИЙ
Деревья, у которых образовались большие дупла, почерневшая кора отделяется от ствола, сильно вымерзла крона или расколись стволы, удаляют из сада. Одиночное дерево спиливают на высоте 40-50 см от земли. Если же возле него плотно растут деревья и кустарники, то для их сохранения сначала спиливают скелетные ветви старого дерева (начиная снизу), а затем уже оставшийся голый ствол (как можно ниже). Затем избавляются от пня, проделав в нем сверлом максимально глубокие отверстия и засыпав туда порошок калийной селитры. Для отверстия глубиной 50 см и 5 см в диаметре необходимо около 200 г калийной селитры (не аммиачной – она слишком быстро разлагается!). Затем в отверстия заливают воду, размешивают палочкой и забивают туда пробку. Пень накрывают полиэтиленовым пакетом и обвязывают шпагатом. За месяц селитра превратит пень в труху. На освободившемся месте высаживают новое растение.
Внимание!
После яблони нельзя сажать яблоню, а после сливы — сливу. На месте выкорчеванного плодового дерева разместите плодовое другого вида. Так, на месте яблони должны расти груша, слива или вишня.
Для удаления кустарника сначала срезают старые ветки, после этого окапывают вокруг корешки и вытягивают растение при помощи троса, привязанного к толстым корням. Оставшиеся в почве корневые побеги облепихи, терна, снежноягодника, бузины, ветлы и хеномелеса нужно регулярно пропалывать. Старые вьющиеся растения-лианы удаляют так же, как и кустарники.
Статья подготовлена по материалам журнала «Сад моей мечты»
Что полезного можно сделать для корней?
Это, конечно, хорошо, когда оно там всё само делается, но садоводство оперирует цивилизованными растениями, которые не так активны и живучи, как дикие.
Начинается всё с саженцев.
При замачивании саженцев перед посадкой очень неплохо добавить в ведро с водой и саженцами кусочек дёрна, желательно из-под аналогичных деревьев. Микоризные грибы там обязательно присутствуют и к новым корешкам «потянутся». Настоем дёрна очень полезно пролить и контейнерные растения.
Почву посадочных ям не стоит делать чересчур комфортной и питательной, оптимальной будет местная почва с небольшой добавкой разрыхляющих материалов и дренажом. Потому как из питательной ямы в некомфортную почву корни выбираться не хотят, задерживая тем самым развитие растения.
Для плодовых залужение приносит пользы заметно больше, чем перекопка, улучшая газообмен, увлажнение, питательность почвы и насыщенность её самыми разными организмами. Мульчирование приветствуется, но не вплотную к стволику, а на расстоянии 15-20 см, чтобы не провоцировать подопревание корневой шейки. Слой мульчи не должен быть слишком толстым, газообмену мешать не нужно.
Питательная мульча типа компоста будет способствовать росту корней ближе к поверхности, что в зонах морозных зим, особенно без снега, совсем нежелательно. Природный вариант — укрытие почвы осенью листвой — показывает, как лучше.
Корни в течение сезона растут значительно дольше, чем крона, останавливая свою деятельность при температуре почвы +2- +1°С. То есть, если снег толстым слоем лёг на тёплую землю, корни и в декабре ещё могут расти. В южных регионах и вообще-то всю зиму растут, поэтому там наилучшей является посадка саженцев именно под зиму — чтобы корневую систему наращивали и готовились к весеннему старту.
Поскольку осенние корни мощнее и долговечнее весенних (они же всю осень только на себя и работают), есть смысл о них позаботиться. В сухую осень хорошо пролить не только зону приствольного круга, а желательно весь участок, занятый плодовыми деревьями. Возле ствола лить как раз не обязательно, питающих корешков там минимум. Покормить всю эту голодную ораву, например, золой, тоже полезно. Весной они отблагодарят.
Но самое главное — не травить без особой на то нужды никого пестицидами, поскольку всё это попадёт в почву и поубивает половину корневых сожителей. Это отразится не только на питании и водоснабжении растения, но и на его защите.
Что делать, если мыши повредили корни яблони
Мыши и водяные крысы, проделывая в земле ходы, объедают корни плодовых деревьев. Причём предпочитают молодые растения, не старше 5 лет. Особенно они любят яблони на карликовых подвоях — у них кора на корне толще.
Зубы у водяной крысы растут всю жизнь, и она постоянна должна что-то грызть
Если уцелело хотя бы 20% корней, стоит попытаться сохранить дерево.
Весной надо аккуратно отгрести почву от корневой системы, обмазать все объеденные корешки растворёнными в небольшом количестве воды 3 таблетками по 0,1 г Гетероауксина — стимулятора корнеобразования и припудрить золой. Затем перемешать почву с 300 г суперфосфата, 3 л золы и засыпать корни. Грунт следует утрамбовать, подвязать деревце к опоре и провести обрезку, оставив примерно 20% ветвей. Это необходимо сделать, чтобы уравновесить корни и крону.
У яблони с повреждёнными мышами корнями следует провести обрезку, оставив 20% веток
А чтобы грызуны вновь не вернулись к яблоньке, возле неё следует положить кусочек ткани, смоченной в 2%-ном растворе формалина. Кусочки ткани с такой же пропиткой закладывают в мышиные норы, проделанные в почве. За летний сезон деревце обрастёт новыми корнями, сформирует крону и постепенно восстановится.
Методы
Существует не так много способов удаления корней. Пациенту такой выбор тоже не предоставляется. Выбор метода удаления осуществляется специалистом, в зависимости от сложности, расположения, а также ряда других параметров.
Рассмотрим все варианты:
-
При помощи щипцов.
Самая простая процедура, когда при помощи щипцов врач попросту вырывает корень. Звучит страшно, но на самом деле все это происходит под анестезией и очень аккуратно. -
Удаление корней верхней и нижней челюсти.
Для каждой челюсти существуют специальные щипцы. Стоит сказать, что операции с нижней челюстью на порядок легче. -
Удаление прямым и угловым элеватором.
Инструмент хоть и звучит грозно, но не представляет собой ничего страшного. Существуют разные виды элеваторов для разных зубов. Например, угловые элеваторы используются для моляров, так как прямым элеватором достать до них практически невозможно.