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凍結する前に植物を準備する方法

秋に気温が15℃を下回ると、植物は冬に向けての準備、つまり結晶核の出現を防ぎ、凝固点濃度を下げる準備を始めます。

長年にわたり、農業生産における植物の霜害を防ぐために、葉の表面ではなく空気中に氷の結晶を形成させるスモッグ法がよく使用され、非常に効果的でした。科学者は、結晶核になり得る細菌が植物の表面に一般的に存在することを発見したため、1960年代に、氷核を形成しない新しい変異体が培養され、それらが農業生産で大きな結晶核として使用されるのを防ぎました.成功する。

一部の植物は、葉に不凍液と呼ばれる素晴らしいタンパク質を分泌する独自の方法を持っています.極地の海産魚の血液で最初に発見されたこのタンパク質は、水の凝固点を下げるだけでなく、水分子がそれらの周りに整然と並んで、3 次元ではなく 2 次元の氷晶のみを形成することを可能にします。科学者たちは、これが極地の海洋魚の血液が凍らない理由かもしれないと推測しています。その後、同様の構造を持つ分子タンパク質がエンバクの葉や植物にも発見され、葉の氷の結晶が気孔を通って葉の組織に広がるのを防ぐことができると推測されました.

一部の植物は、細胞内外の溶液の凝固点を下げるために、液胞にカリウムイオン、カルシウムイオン、抗酸化物質、糖、デンプン、親水性アミノ酸、親水性タンパク質をより多く蓄積します。細胞はまた、細胞壁内の溶液の状態を調節する多くの物質を細胞壁に分泌します。例えば、有名なカナダのメープルシロップは、秋に凍結を防ぐために樹皮に大量の澱粉を蓄積し、春にそれをショ糖に変換するショ糖です.

秋には、植物は細胞質膜とすべてのバイオフィルムの不飽和脂肪酸の組成も増加させ、弾力性と流動性を改善します。そして再生の速さの代償です。秋の気温は気まぐれで暑かったり寒かったりすることがあり、植物の準備が整っていないときに突然の寒冷化や凍結が訪れ、かつてないほど植物に深刻な被害をもたらします。

氷の結晶は、氷核上で水蒸気が凝縮および成長することによって形成される固体の水和物です.小さな細胞外の氷の結晶が大きくなるかどうかは、細胞壁を圧縮できるかどうかに依存します.ハーブの細胞壁にはセルロースが多く、リグニンが少なく、小さな氷の結晶は容易に大きな角氷に溶け込むことができるため、耐霜性が低い.一般的に北部の樹木では、氷の結晶が樹皮と芯の間で合体して角氷を形成します。氷が大きすぎると、樹皮が凍る可能性があります。シベリアのいくつかの木は、特に木質の硬い細胞壁を持っており、小さな氷の結晶が凍って樹皮を割る機会を与えないため、-60°から-50°Cで生き残ることができます.

また、植物組織で氷が見られる場所は、休眠している花芽の外側の基部です。リンゴ、ナシ、モモの休眠中の花芽全体の水分には寒さに耐える力があり、-20℃でも-40℃でも氷の結晶ができません。これを臓器過冷却といいます。厳しい冬には幹が凍って割れてしまいますが、果樹は休眠中の花芽が凍害を免れ、翌春に花を咲かせ実をつけます。


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