Способ, которым кристаллы соли на листьях пустынного растения Tamarix aphylla поглощают воду, может помочь людям усовершенствовать технологию сбора воды в засушливых условиях.
Tamarix aphylla может выживать в соленой среде, выделяя соленую воду через свои листья. Фото: Мари Аль-Хандави/Нью-Йоркский университет в Абу-Даби
В жаркой и сухой пустыне растения выработали множество способов извлечения и хранения пресной воды из окружающей среды, например, глубоко проникая корнями и всасывая грунтовые воды. Теперь исследователи обнаружили совершенно уникальный новый механизм: поглощение воды из воздуха с помощью кристаллов соли на листьях, сообщил Смитсоновский институт 13 ноября. Новое исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Tamarix aphylla относится к семейству Тамариковые (Tamaricaceae) — солевыделяющее растение из группы галофитов, приспособленное к жизни в сильно засоленных почвах. Их родина — пустыни Африки и Ближнего Востока.
Растение впитывает соленую воду через корни, забирая то, что ему нужно, а затем выделяет излишки концентрированной соленой воды через железы в листьях. «Капли воды не падают, они прилипают к поверхности», — объясняет соавтор исследования Панс Наумов, химик из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби. Под палящим солнцем пустыни вода испаряется, оставляя на листьях белые кристаллы соли. Ночью эти кристаллы начинают разбухать от воды.
Чтобы точно проверить, сколько воды впитали кристаллы соли, команда поместила свежесрезанную ветку тамарикса безлистного в камеру, имитирующую условия пустыни в лабораторных условиях. Они взвешивали ветку каждые 20 минут и обнаружили, что за два часа она собрала около 15 миллиграммов воды. Затем они промыли ветки, чтобы удалить кристаллы соли, и повторили эксперимент. На этот раз растение поглотило всего 1,6 миллиграмма воды.
«Этот результат имел для нас решающее значение, доказав, что основным агентом, помогающим собирать воду, является соль, а не поверхность растения», — сказала соавтор исследования Мари Аль-Хандави, материаловед из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби.
Исследовательская группа также провела другие испытания и обнаружила, что Tamarix aphylla обладает способностью прилипать к воде почти в два раза лучше, чем тефлоновый пластик. Они также проанализировали состав солевых кристаллов на листьях и обнаружили, что они состоят по меньшей мере из 10 минералов, включая хлорид натрия, гипс и сульфат лития. Такое сочетание минералов помогает извлекать влагу из воздуха даже при низкой относительной влажности, около 55%.
Возможно, кристаллы соли позволяют растениям впитывать воду, говорит Махеши Дассанаяке, биолог из Университета штата Луизиана, но она не думает, что растения на самом деле используют воду, которую впитывают кристаллы соли. «Я не вижу никакой механистической основы того, как это растение использует энергию для получения воды», — сказала она.
Однако, по словам Наумова, понимание того, как работает этот механизм, может вдохновить на создание новых технологий сбора воды из воздуха, помогая людям создавать более экологически чистые методы сбора или совершенствовать существующие методы искусственного вызывания дождя.
Тху Тао (по данным Смитсоновского института )
Ссылка на источник
Комментарий (0)