Удивительные опыты с растениями

Интересно, что деревья, растущие возле уличных фонарей, осенью дольше остаются зелеными, – это объясняется увеличением продолжительности светового периода в течение суток.

Задание. На чернике, голубике изучите зависимость наступления листопада от продолжительности дня.

60. Как сохранить естественную окраску засушиваемых цветов

Искусственное прекращение жизни растения до формирования отделительного слоя лежит в основе приготовления зимних букетов. Чтобы сохранить осенние ветки с красиво окрашенными листьями, осторожно прогладьте листья и черешки горячим утюгом через бумагу. Если отделительный слой еще полностью не сформирован, проглаженные листья будут долго держаться на ветках.
Тот же принцип лежит в основе метода объемного засушивания цветков в горячем песке. Помимо температурного воздействия для приготовления объемных букетов можно применить другие приемы.
Для опыта нужны цветущие побеги роз, астр, хризантем и других растений с плотными мелкоцветными соцветиями, ящик (сосуд), который можно плотно закрыть, ложечка для сжигания серы.
Свежесрезанные побеги свяжите попарно и подвесьте «головками» вниз в плотно закрывающемся ящике. Удобно проводить опыт в пустом аквариуме или под стеклянным колпаком. В ящик внесите горящую серу. Сернистый газ обладает раздражающим действием, поэтому при выполнении опыта необходимо соблюдать правила техники безопасности: опыт проводить в хорошо проветриваемом помещении, под тягой или вне помещения. После того как ящик заполнится сернистым газом, закройте его крышкой. Через несколько часов под действием SO2 обесцвечиваются антоцианы цветков (они становятся белыми), затем погибают клетки. Извлеките побеги из ящика (растения с травянистыми стеблями выдерживайте меньше, с одревесневшими – дольше) и развесьте для проветривания и сушки в хорошо вентилируемом, затененном месте. По мере улетучивания сернистого газа восстанавливается окраска цветков. Так как ткани лепестка погибли в результате обработки, далее при высушивании цветков отделительный слой уже не образуется и лепестки не опадают. Для лучшего сохранения формы высохшего соцветия его можно периодически переворачивать.
К концу высушивания цветки уменьшаются в объеме, но сохраняют цвет и форму.

61. Влияние листовой пластинки на длительность жизни черешка

Установлено, что листовая пластинка играет важную роль в формировании отделительного слоя в черешке.
Для опыта нужен горшок с комнатным растением (пеларгония зональная), ауксиновая паста.
Выберите на растении несколько (по 4–6) молодых и старых листьев, причем лучше использовать верхние и нижние листья одного побега.
На выбранном побеге (чем он длиннее, тем больше разница в возрасте между верхними и нижними листьями) удалите у половины листьев листовые пластинки, оставив на стебле черешки. Делайте это так, чтобы по всей длине побега обрезанные листья чередовались с неповрежденными.
Через 2–3 недели станут заметны результаты опыта. Оставшиеся без листовой пластинки черешки постепенно начинают желтеть и опадать. Причем не все одновременно, а последовательно, в соответствии с возрастом: сначала старые, затем более молодые. Отметьте дату опадения каждого черешка, занесите данные в таблицу. У контрольных листьев никаких видимых изменений не происходит. Они продолжают оставаться зелеными, прочно удерживаются на стебле.
Таким образом, результаты опыта показывают, что вещества, поступающие в черешок из листовой пластинки, регулируют срок образования в нем отделительного слоя.
Казалось бы, черешки должны жить и без листовой пластинки. Клетки черешков содержат хлоропласты, в которых идет процесс фотосинтеза, образуются органические вещества в количестве, достаточном для их питания. Однако взаимодействие листа и черешка более сложное. Результаты описанного ранее опыта «Искусственный листопад» показывают, что скорость формирования отделительного слоя у основания черешков регулируется количеством этилена в них. Продолжительность жизни черешка без листовой пластинки значительно короче, следовательно, в изолированном черешке ускоряется синтез этилена и формирование отделительного слоя.
Важную роль в торможении синтеза этилена в отделительной ткани черешка играет ауксин, который синтезируется в делящихся клетках листьев и поступает в черешки. Стареющие листья вырабатывают меньше ауксина, что приводит к изменению количественного соотношения ауксина и этилена в пользу последнего. Поэтому черешки старых листьев опадают быстрее.
Чтобы убедиться в роли листовой пластинки как источника ауксина, несколько видоизмените опыт. На новом побеге удалите у части листьев, чередуя листовые пластинки. Срезы половины черешков смажьте ауксиновой пастой (методика ее приготовления описана в опыте № 31). Наблюдения показывают, что обработанные черешки опадают позже. Ауксина черешкам хватает и без листовой пластинки.
Задание. Летом и осенью изучите влияние удаления листовой пластинки на опадение черешков у листопадных деревьев и кустарников.

62. Получение растительного волокна

Упавшие на влажную землю осенние листья, как и отмершие стебли однолетних растений, постепенно чернеют под действием ферментов, выделяемых почвенными бактериями и грибами. Происходит разрушение тканей и клеток органов. Распад идет в определенной последовательности: сначала разрушается межклеточное вещество, которое соединяет соседние клетки, затем оболочки и протоплазма. Клетки сосудов и механических волокон, входящих в состав жилок листьев, более устойчивы благодаря толстым клеточным оболочкам. Поэтому поздней осенью и ранней весной, как только сойдет снег, в лужицах на лесных дорогах, в парках можно найти черные листья, у которых мягкие ткани перегнили и остался только кружевной «скелет» (рис. 41).

Рис. 41. «Скелет» листа

Неодновременность разложения микроорганизмами клеток паренхимы и жилок издавна использовалась человеком для получения из растений волокон и изготовления тканей.
Растительные волокна – это длинные клетки с очень толстой клеточной оболочкой, образующие механическую ткань растения. Волокна входят в состав проводящих пучков стеблей, корней, листьев прядильных растений. Так, из стеблей льна получают очень тонкое и прочное волокно. В стеблях конопли посевной волокно более толстое, ломкое, поэтому оно используется для изготовления веревок, канатов, парусины. Еще более грубое, но прочное волокно дают стебли джута длиннолистного, выращиваемого в Индии. Оно используется для изготовления мешковины.
Древнейшим прядильным растением была крапива двудомная. Из ее волокон делали прочные нитки для изготовления чулок, полотна. Хорошо известна сказка о девушке, которая, чтобы спасти братьев от злых чар, должна была в короткий срок сплести рубашки из крапивы.
Хлопковое волокно (составляет более 50% мирового производства волокна) – длинные и прочные волоски, окутывающие семена хлопчатника.
Волокно можно получить из некоторых растений с длинными листьями, имеющими дуговое и параллельное жилкование. Например, из листьев банана волокнистого получают манильскую пеньку, которая идет на изготовление веревок, мешковины. Из листьев агавы американской – волокно «сизаль», используемое на веревки, шпагат, ковбойские лассо. На острове Шри Ланка их делают из волокна листьев сансевьер, а в Южной Америке – из листьев алоэ.
Крапиву для прядильных целей заготавливают, как и лен, в конце августа–сентябре, когда созрели семена, стебли приобрели желтый или темный цвет.
Срезанные стебли подсушите в течение нескольких дней, чтобы было легче удалить листья, свяжите в пучки и погрузите в речную или прудовую воду. В ней всегда имеются микроорганизмы, разлагающие органические вещества (от 10 до 400 тыс. бактериальных клеток в 1 мл воды). Можно использовать и водопроводную воду, но перед этим она должна отстояться несколько дней для удаления остатков дезинфицирующих веществ.
Постепенно под действием ферментов, вырабатываемых водными микроорганизмами, происходит разложение межклеточного вещества. Спустя 1–2 недели волокна уже легко отделяются от остальных клеток стебля.
Описанный способ получения волокна из стеблей крапивы – вариант так называемой водяной мочки стеблей прядильных растений. При этом мацерация (разъединение клеток в результате разрушения межклеточных пластинок) осуществляется анаэробными бактериями. Главная роль принадлежит бактериям Clostridium pectinoforum. Название означает, что бактерии способны к расщеплению пектиновых веществ – основного компонента межклеточного вещества. Образующиеся растворимые углеводы расходуются бактериями на процессы брожения и роста.
Познакомимся поближе с этими бактериями.
В мертвых перегнивающих тканях растений находится огромное количество разнообразных бактерий. Чтобы выделить нужную группу, надо поставить опыт так, чтобы в питательной среде мог развиваться только один, интересующий исследователя вид бактерий.
Для опыта приготовьте снопик крапивы высотой 5–6 см, составленный из нескольких стебельков, пробирку, микроскоп, предметное и покровное стекла, раствор Люголя.
Перевяжите снопик нитками в двух местах, поместите в большую пробирку, залейте полностью водой и прокипятите в течение 10 мин. Смысл этого этапа работы в удалении из клеток растворимых веществ, которые могут быть использованы для питания посторонними бактериями. Воду слейте, а снопик залейте новой порцией воды и прокипятите еще раз в течение 10 мин. При кипячении из воды удаляется кислород.

Продолжение следует