Abstract
High irradiance of a habitat in arid areas is usually associated with high temperature and dry air, which can cause water deficiency in plants. The Tulip tree (Liriodendron tulipifera) is a light-loving mesophytic species. This study showed that L. tulipifera forms shade or sun leaves depending on the light conditions. Some xeromorphic features were found in leaves of the trees in illuminated habitats. These sun leaves are smaller, denser, and thicker, with smaller epidermal cells and a thick cuticle; the spongy parenchyma consists of a larger number of rows of small cells; the cells of the columnar parenchyma are larger than the shade leaves. The sun leaf contains more total chlorophyll (by 20–30%), and the guard cells of the stomata of the sun leaf contain chloroplasts. The increased concentration of chlorophyll probably maintains the energy balance in the conditions of inhibited photosynthesis under high illumination and temperature. Decreased sizes of the sun leaf and epidermis cells, thickening of the cuticle and cell wall of epidermal cells, sunken stomata, compact mesophyll with small intercellular spaces, and multirow spongy parenchyma protect from overheating and passive loss of water and can be considered as xeromorphic features. Large numerous stomata and vascular bundles contribute to effective cooling of the surface by transpiration at high temperatures under sufficient water supply. Thus, the leaves of L. tulipifera have an ecological plasticity in relation to illumination and temperature, which contributed to the acclimation of the species to the habitat conditions in arid climates.
Highlights
В аридных зонах высокая освещенность местообитания в период вегетации сопряжена с высокой температурой и сухостью воздуха, что может стать причиной водного дефицита растения
В то же время, для листьев тюльпанных деревьев с затененных местообитаний, как для типичных мезофитов, характерны мезоморфные признаки: эпидермальные клетки крупные с тонкими наружными стенками; их очертания более извилистые и многоугольные; устьица непогруженные; крупноклеточная 4–5-рядная губчатая паренхима; короткая палисадная паренхима; крупные немногочисленные сосуды в проводящих пучках
The leaves of L. tulipifera have an ecological plasticity in relation to light and temperature, which contributed to the acclimation of the species to the habitat conditions in arid climates
Summary
Ксероморфные признаки листьев Liriodendron tulipifera L. (Magnoliaceae) в засушливом климате Центральной Азии. Тюльпанное дерево (Liriodendron tulipifera) считается светолюбивым мезофитным видом. Проведенные исследования показывают, что в зависимости от световых условий L. tulipifera формирует теневые или световые листья, причем у листьев деревьев c хорошо освещенных местообитаний обнаружены ксероморфные особенности. Лист L. tulipifera обладает экологической пластичностью по отношению к свету и температуре, что способствует акклимации вида в засушливом климате. Естественный ареал тюльпанного дерева (Liriodendron tulipifera L.) – горные леса Северной Америки, вместе с тем вид успешно культивируется в ботанических садах и городских парках мира, отличающихся от естественных условий агроклиматическими характеристиками. Примером акклимации растений к световым условиям местообитания является формирование теневых и световых листьев с характерными анатомическими и биохимическими различиями [5,6,7]. Имеется информация о реакциях L. tulipifera на воздействие условий среды обитания, но сведения об экологической пластичности листьев отсутствуют, что послужило основанием для выполнения данного исследования. Целью работы было изучение морфологических и анатомических особенностей ассимиляционных органов L. tulipifera в разных условиях освещенности и температуры для оценки приспособленности данного вида к условиям засушливого климата
Published Version
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have