Свет как фактор, регулирующий рост и развитие растений.

 

Действие света на растение подразделяется на фотосинтетическое, регуляторно-фотоморфогенетическое и тепловое. Свет действует на рост через фотосинтез, для которого требуются высокие уровни энергии. При слабой освещенности растения плохо растут. Однако кратковременный рост происходит даже в темноте, например при прорастании, что имеет приспособительное значение. Удлинение ежедневного освещения в теплицах усиливает рост многих растений. По отношению к интенсивности освещения растения делятся на светолюбивые и теневыносливые.

Свет определяет многие фотобиологические явления: фотопериодизм, фотоморфогенез, фототаксисы, фототропизмы, фотонастои и др. Наиболее активно регулируют рост красные и синефиолетовые лучи.

Фотоморфогенез - это зависимые от света процессы роста и дифференцировки растений, определяющие его форму и структуру. В ходе фотоморфогенеза растение приобретает оптимальную форму для поглощения света в конкретных условиях произрастания. Так, на интенсивном свету рост стебля уменьшается. В тени листья вырастают крупнее, чем на свету, что доказывает задерживающее влияние света на рост.

Фитохром в растении.

Фитохром — фоторецептор, сине-зеленый пигмент, существующий в двух взаимопревращающихся формах. Одна поглощает красный свет (λ~660нм), другая — дальний красный (λ~730нм). Фитохром обнаружен в клетках всех органов, хотя его больше в меристематических тканях. В клетках фитохром, очевидно, связан с плазмалеммой и другими мембранами.

Фитохром участвует в регуляции многих сторон жизнедеятельности растений: прорастании светочувствительных семян, открытии крючка и удлинении гипокотиля проростков, развертывании семядолей, дифференциации эпидермиса и устьиц, дифференциации тканей и органов, ориентации в клетке хлоропластов, синтезе антоциана и хлорофилла. Красный свет тормозит деление и способствует удлинению клеток, растения вытягиваются, становятся тонкостебельными (густой лес, загущенный посев). Вспомним, что на красном свету в качестве первичных продуктов фотосинтеза образуются преимущественно углеводы, а на синем-аминокислоты. Фитохром определяет фотопериодическую реакцию растений, регулирует начало цветения, опален не листьев, старение и переход в состояние покоя. В теплицах красный свет способствует образованию корнеплодов у репы, утолщению стеблеплодов кольраби. Фитохром участвует в регуляции метаболизма фитогормонов в различных органах растения.

Влияние синего света на рост растений.

Синий свет также регулирует многие фотоморфогенетические и метаболические реакции растений. Фоторецепторами синего света считаются флавины и каротиноиды. Желтый пигмент рибофлавин, рецептирующий синий - ближний ультрафиолетовый свет, который назвали криптохромом, присутствует у всех растений. В ультрафиолетовой части спектра, вероятно, работает еще одна рецепторная система, включающая производные пиразина-пиримидина, или птерины. Рецепторы претерпевают редокс-превращения, быстро передавая электроны другим акцепторам. Фототропизм растений определяется рецепторным комплексом стеблевого апекса, включающего, по-видимому. криптохром и каротиноиды. Рецепторы синего света имеются в клетках всех тканей, локализованы в плазмалемме и в других) мембранах.

Синие и фиолетовые лучи стимулируют деление, но задерживают растяжение клеток.

Синий свет вызывает фототропический изгиб проростка и других псовых органов растений путем индукции латерального транспорта ауксина. Растения при недостатке синего цвета в загущенных посевах и посадках вытягиваются, полегают.

Синий свет влияет также на многие другие процессы: угнетает прорастание семян, открывание устьиц, движение цитоплазмы н хлоропластов, развитие листа и др. Ультрафиолетовые лучи обычно задерживают рост, однако в небольших дозах могут стимулировать его. Жесткий ультрафиолетовый свет обладает мутагенным и даже смертоносным действием, что актуально в связи с утончением озонового слоя Земли.