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 солёной среде, выделяя соленую воду через 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 в землю и используя грунтовые воды. Как сообщил Смитсоновский институт 13 ноября, исследователи обнаружили новый уникальный механизм: поглощение воды из воздуха с помощью кристаллов соли на листьях. Новое исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Тамарикс безлистный (Tamarix aphylla) — солевыделяющее растение семейства Тамариковые (Tamaricaceae) , приспособившееся к жизни на сильно засоленных почвах. Его родина — пустыни Африки и Ближнего Востока.
Растения впитывают солёную воду корнями, получая необходимое количество, а затем выделяют избыток концентрированной солёной воды через желёзки в листьях. «Капли не падают, а остаются на поверхности», — объясняет соавтор исследования Панс Наумов, химик из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби. Вода испаряется под палящим солнцем пустыни, оставляя на листьях белые кристаллы соли. Ночью эти кристаллы начинают разбухать от воды.
Чтобы точно определить, сколько воды впитали кристаллы соли, учёные поместили свежесрезанную ветку тамарикса безлистного (Tamarix aphylla ) в лабораторную камеру, имитирующую условия пустыни. Они взвешивали ветку каждые 20 минут и обнаружили, что через два часа она впитала около 15 миллиграммов воды. Затем они промыли ветку, чтобы удалить кристаллы соли, и повторили эксперимент. На этот раз растение впитало 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.
Команда также провела другие тесты и обнаружила, что способность тамарикса безлистного связывать воду почти вдвое выше, чем у тефлона. Они также проанализировали состав солевых кристаллов на листьях и обнаружили, что они состоят как минимум из 10 минералов, включая хлорид натрия, гипс и сульфат лития. Эта комбинация минералов помогает удерживать влагу из воздуха даже при низкой относительной влажности, около 55%.
Махеши Дассанаяке, биолог из Университета штата Луизиана, утверждает, что кристаллы соли могут служить для растения способом впитывать воду, но она не думает, что растение действительно использует воду, впитываемую кристаллами соли. «Я не вижу механистического обоснования того, как растение использует энергию для получения воды», — говорит 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 экологичные методы сбора или совершенствовать существующие методы искусственного вызывания дождя.
Thu Thao (по данным Смитсоновского института )
Ссылка на источник
Комментарий (0)