Frage:
Produzieren Pflanzen Wärme?
jabal
2011-12-19 21:11:54 UTC
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Viele Pflanzen (z. B. Rosen, Palmen) können im Winter vor Frost geschützt werden, wenn sie mit einem geeigneten Fell geschützt sind, das in Gartengeschäften erhältlich ist. Produzieren Pflanzen Wärme, die mit diesen "Kleidern" im Inneren gehalten werden kann?

Einige produzieren ziemlich viel, wie Skunk Cabbage und die [Voodoo Lily] (http://www.emsb.qc.ca/laurenhill/science/thermogenic.html). Letzterer kann sogar Temperaturen über 15 Grad Celsius über seiner Umgebung aushalten. [Dies ist ein ziemlich guter Artikel über exotherme Pflanzen] (http://srel.uga.edu/ecoviews/ecoview021230.htm)
Der Senatorbaum in Florida erzeugte Wärme. Es brannte durch Verbrennung zu Boden.
Vier antworten:
#1
+44
Amy
2011-12-22 05:10:31 UTC
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Die Zellatmung in Pflanzen unterscheidet sich geringfügig von anderen Eukaryoten, da die Elektronentransportkette ein zusätzliches Enzym namens Alternative Oxidase (AOX) enthält. AOX nimmt einige Elektronen vorzeitig aus dem Weg - im Grunde wird die Energie zur Erzeugung von Wärme anstelle von ATP verwendet.

Der genaue Zweck von AOX in Pflanzen ist noch unklar. Pflanzen produzieren mehr AOX als Reaktion auf Kälte, Verwundung und oxidativen Stress. Wir kennen mindestens eine Pflanze (Stinktierkohl), die diesen Weg nutzt, um genug Wärme zu erzeugen, um Schnee zu schmelzen. Dieser Link gibt einen ziemlich guten Überblick.

Eastern skunk cabbage melting a hole through the snow.

(AOX liegt mir sehr am Herzen, da ich in den ersten drei Jahren in einem Labor dieses Gen <3 untersucht habe)

Das ist interessant @Amy. Warum ist der genaue Zweck von AOX Ihrer Meinung nach unklar? Meinst du, es ist unklar, was AOX macht, oder es ist unklar, warum es das macht?
@Amy Der schmelzende Schneeteil ist wirklich faszinierend, +1
@poshpaws, was AOX tut, ist ziemlich gut verstanden, aber das "Warum" ist nicht ganz klar. Wenn die Elektronentransportkette Energie in Wärme umwandelt, geht sie "verloren", anstatt etwas Nützliches zu tun - ATP herzustellen. Dies kann daran liegen, dass Pflanzen nicht vor ihren Problemen davonlaufen können (Temperatur, Verwundung durch Insekten und andere Dinge, die zu reaktiven Sauerstoffspezies führen), sondern einen zusätzlichen Weg benötigen, um mit oxidativem Stress umzugehen, den andere Organismen nie entwickelt haben.
Ich dachte immer, der Zweck von AOX (abgesehen vom Erhitzen) sei eine Elektronensenke, um die Photoinhibition zu verringern, genauso wie es die Photorespiration ist.
Dieser Atemweg wird auch als cyanidresistente Atmung bezeichnet!
#2
+15
Rory M
2011-12-19 21:38:39 UTC
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Pflanzen atmen kontinuierlich, was ein exothermer Prozess ist. Daher werden die Pflanzen eine geringe Wärmemenge produzieren. Der Schutz vor Frost kann jedoch eher auf den im Vergleich zur Atmosphäre erheblich geringeren Konvektionsstrom der Beschichtung zurückzuführen sein, als auf eine Verringerung der von der Anlage erzeugten Wärmeleitung.

Wenn Sie die Pflanze durch Ankleiden vom Wind fernhalten, wird die Transpirationsrate bei geöffneten Stomata verringert. Ich würde sehr vorsichtig vorschlagen, dass ein größeres Wasservolumen in der Anlage dazu beitragen würde, die durch die Atmung erzeugte Wärme zu speichern, da Wasser eine sehr hohe spezifische Wärmekapazität hat. Dies ist jedoch eine reine Spekulation meinerseits.

Schnee ist auch ein guter Isolator, und diese "Mäntel" können diesen Effekt widerspiegeln. Hier finden Sie einige Messungen der Temperaturdifferenz: http://snailstales.blogspot.com/2010/02/temperature-under-snow-part-3.html
"Schnee ist auch ein guter Isolator" - so funktionieren Iglus.
#3
+9
Charlie Bog
2011-12-22 05:10:00 UTC
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Einige Pflanzen haben mitochondriale Pfade, die Wärme erzeugen. Aus diesem Grund kann man Stinktierkohl im späten Winter / frühen Frühling aus dem Schnee ragen sehen. Hier ist eine Überprüfung: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1744-7909.2010.01004.x/pdf

Diese und andere Pflanzen nutzen den [Cyanid-resistenten Weg] (http://en.wikipedia.org/wiki/Philodendron). Dies ist eine Abkürzung in der Elektronentransportkette, die es der Anlage ermöglicht, zusätzliche Wärme zu erzeugen, wenn diese Elektronen nicht zur Herstellung von ATP verwendet werden. (Es wird als Cyanid-resistenter Weg bezeichnet, da es einen alternativen Weg für die Elektronen darstellt. Anstatt die Zelle durch die Produktion freier Radikale schnell abzutöten, wird sie durch den Mangel an ATP langsam ausgehungert.)
#4
+7
Abe
2011-12-22 11:56:38 UTC
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Ja, die Atmung ist exotherm und Pflanzen (wie alle Lebewesen) atmen.

Ich denke, der Effekt des Abdeckens der Pflanze hat mehr mit der Reduzierung des fühlbaren Wärmeverlusts zu tun, z. direkte Wärmeübertragung von der Pflanze an die Luft) statt latenter Wärmeverlust (durch Verdunstung).

Die Abdeckung reduziert effektiv die Vermischung der Luft in der Nähe der Pflanze (und näher an der Temperatur der Erdoberfläche) mit der freien Atmosphäre (näher an der vom Wettermann angegebenen Temperatur)



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