Удивительный мир растений

Удивительный мир растений

Значение растительного мира в жизни человека и животных

ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

Хранение цветов

Помидоры

Грибы

Ядовитые растения

Яблоневый сад

Крушина

Ягодные растения

Георгины

Статьи

Статьи на разные темы

 

 

 

 

Таинственный пигмент, или влияние длины дня на цветение растения

Солнечный свет оказывает сильное влияние на внешнее строение растений, прорастание семян, образование корневищ, клубней, формирование цветков, на листопад и другие физиологические процессы в жизни растений.

Семена большинства растений прорастают в темноте, и стебель быстро выходит через слой почвы на поверхность. Проростки стремительно тянутся к свету, вынося листья наверх, где они смогут получить необходимые им для фотосинтеза солнце и воздух. Но растение может быстро расти некоторое время и без света. Однако оно станет бледно-желтым: в темноте хлорофилл не образуется. Стебель будет вытянутым, листья - мелкими с желтоватым оттенком. Такие растения называются этиолированными. Они обречены на гибель, если вовремя не увидят свет. Свет же дает сигнал к новой жизни: прекращается резкое удлинение стебля, листья оживают, развертываются, подставляя солнцу свои листовые пластинки, и принимают обычную форму. Растение чувствительно к свету даже больше, чем обычная фотопленка. Движение к свету - одно из важнейших приспособлений растения, завоеванное им в эволюционной борьбе за жизнь на суше.

Изучение влияния спектров действия света показало, что эффект максимального торможения роста стебля у проростков вызывается длинноволновой (красной) областью света с длиной волны 660 нанометров, а устраняется эффект при освещении растений светом с длиной волны около 730 нанометров, называемой дальним красным светом.

Поиски американских ученых С. Хендрикса, В. Батлера и Г. Бортсвика привели к открытию еще одного пигмента растений - фитохрома. Фитохром существует в двух формах: поглощающей красный свет при 660 нанометрах (Фк) и поглощающей дальний красный свет при 730 нанометрах (Фдк). В химическом отношении фитохром - это нерастворимые в воде хромопротеиды. Часть молекулы (сам пигмент) близка по составу к пигменту красных водорослей и соединена с белком. Форма Фк имеет синий цвет, а Фдк - зелено-желтый. Солнечный свет содержит равные доли красного и дальнего красного света, благодаря чему уравновешиваются формы Фк и Фдк. Под воздействием красного света неактивная форма Фк активизируется и переходит в форму Фдк. Дальний красный свет вызывает обратный эффект.

              красный свет
Фк ---------------------------> Фдк --------> биологический
   <----------------------------                              эффект
     дальний красный свет

Любопытно, что реакция растения зависит от природы света, которым его освещали в последний раз. Несколько минут дальнего красного света достаточно, чтобы снять эффект предшествующего красного света, а освещение красными лучами устраняет действие дальних красных лучей. Это наглядно видно в опытах с прорастанием семян салата-латука.

---------------------------------------------------------------------------------------
Влияние света на прорастание семян салата-латука

    Световые воздействия                    Прорастание (%)

1. Темнота ……………………………..…........…. 0 
2. Красный свет ……………………….......…..… 45
З. Красный свет + дальний     красный свет … 0 
4. Красный свет + дальний красный свет    
    (7 циклов) + красный свет ………….....……. 48
5. Красный свет + дальний красный свет
    (7 циклов) + красный свет
    + дальний красный свет ……………….....…. 0
-------------------------------------------------------------------------------------

Таким образом, было доказано наличие очень важной регуляторной системы - фитохромной системы растений. Эта система регулирует многие процессы: подавление роста стебля, развертывание листьев, ориентацию хлоропластов, прорастание семян, цветение.

С загадкой цветения связана одна любопытная история. В 1920 году американские ученые У. Гарнер и Х. Аллард обнаружили, что табак сорта Мэриленд Мамонт в окрестностях Вашингтона на грядке почему-то не цвел, хотя в теплице великолепно цвел осенью и зимой. Цветки Мэриленд Мамонт были нужны ученым для скрещивания с другими сортами табака. Тогда исследователи стали ежедневно держать растения определенное время в темноте, то есть искусственно сократили длину дня. Скоро у растений неожиданно образовалось много цветков. Это позволило завершить эксперимент. Успех побудил ученых испытать новый метод и на других растениях, которые не цвели летом. Дальнейшие результаты показали, что растениям необходим короткий день. Так было открыто общее для всех растений явление - фотопериодизм.

Советские физиологи В. Н. Любименко, Б. С. Мошков обнаружили, что у многих растений переход от быстрого роста к цветению приспособлен к длине летнего дня на их родине. Есть растения длинного и короткого дня. Первые не будут цвести, если день короче 12 часов, а вторые, наоборот, не зацветут, если длиннее. Продолжительность дня соответственно влияет на разные растения. Так, большинство длиннодневных растений при коротком дне имеют розеточную форму или короткий стебель. У короткодневных растений при длинном дне происходит интенсивный вегетативный рост.

Наши обыкновенные хлебные злаки - пшеница, рожь, ячмень - относятся к растениям длинного дня. А конопля, просо, соя, некоторые сорта табака, многие тропические растения принадлежат к короткодневным растениям: они цветут либо весной, либо осенью. Поэтому садовые астры и георгины под Москвой начинают цвести осенью, а соя и желтый табак не созревают даже до наступления морозов.

Влияние длины дня на цветение фотопериодически чувствительных сортов табака

Рис.1. Влияние длины дня на цветение фотопериодически чувствительных сортов табака.

Однако, помимо растений короткого и длинного дня, существует группа фотопериодически нейтральных растений, цветение которых не зависит от длины дня. Это фасоль, томат, одуванчик.
 
Необходим ли свет всему растению? Советские ученые М. Х. Чайлахян и Б. С. Мошков в опытах с прививками установили, что нет необходимости освещать все растение. Достаточно воздействовать лишь на лист, чтобы оно зацвело. Если лист короткодневного растения табака сорта Мамонт подвергнуть фотопериодической индукции и привить на табак сорта Сильвестрис - растение длинного дня, то оно зацветет при коротком дне. И наоборот: если лист длиннодневного растения привить на короткодневное растение, то оно тоже зацветет только при коротком дне.

Результаты опытов с прививками позволили предположить, что в листьях под действием необходимого для растения фотопериода образуется определенное вещество (гормон), которое затем перемещается в точки роста и ускоряет цветение. Академик М. Х. Чайлахян назвал это гипотетическое вещество флоригеном, что означает по-французки "вызывающий цветение". Дальнейшие эксперименты подтвердили предположения ученых, однако пока выделить гормон цветения не удалось. Исследования показали, что для цветения как длиннодневных, так и короткодневных растений важна не столько светлая часть суток, сколько темнота, то есть цветение зависит от ночного сна. Если в середине ночи дать хотя бы слабый свет, то растение короткого дня уже не будет цвести даже в благоприятных условиях. Для длиннодневных растений прерывание сна окажет обратное действие - они зацветут при коротком дне.

Красный свет наиболее эффективно прерывает темновой период, но его влияние снимается с помощью дальнего красного света. Это подтверждает тот факт, что в явлениях фотопериодизма участвует фитохромная система. Не исключается возможность того, что действие фитохрома связано с активацией генов в наследственном аппарате растительной клетки.


Смотрите также:
Выращивание георгинов на срезку
Личный опыт прививки деревьев в своем саду

 


главная

назад

вперёд

 




главная

назад

вперёд

 

http://www.valleyflora.ru/
Rambler's Top100