Language
Country/Area
No result found
Как растения открывают секреты света и контролируют процессы своего роста?
Свет — это не только источник энергии для фотосинтеза растений, но и важный фактор окружающей среды для их роста и развития. Многие исследования показали, что растения используют различные механизмы восприятия света для осуществления процесса, называемого фотоморфогенезом, который представляет собой способность растений корректировать свои модели роста в ответ на изменения в спектре света. Этот загадочный механизм регуляции роста еще больше интересует ученых: как растения расшифровывают секреты света и влияют на свой рост?
История фотоморфогенеза
Теофраст, древнегреческий философ, был одним из первых, кто исследовал фотоморфогенез. Он заметил влияние света на развитие растений, особенно различные свойства древесины сосен, полученные в разных условиях освещения. характеристика. В 1686 году Джон Рэй упомянул этиоляцию в своей книге «История растений», а Шарль Бонне дал определение этиоляции в 1754 году. Существительное для этого процесса — «этиолемент».
Ключевые этапы фотоморфогенеза
Прорастание семян
Свет оказывает огромное влияние на процесс прорастания растений. Когда прорастающие семена впервые подвергаются воздействию света, обычно сначала появляются корни, а затем появляются побеги. Этот процесс демонстрирует, как растения используют световые сигналы для регулирования роста корней и побегов. Различные реакции роста регулируются гормонами.
Развитие рассады
Когда растения выращиваются в среде с недостатком света, они проявляют признак, называемый этиолированным развитием. Эти сеянцы быстро переходят к фотоморфогенезу только при воздействии света. В ходе этого процесса характеристики этиолированных проростков существенно отличаются от характеристик проростков, получивших свет:Характеристики этиоляции: выступающий верхушечный крючок, отсутствие листьев, отсутствие хлорофилла, быстрое удлинение стебля, ограниченный радиальный рост стебля.
Легкие морфологические характеристики: открытие апикального крючка или расщепление зародыша, стимуляция роста листьев, выработка хлорофилла, ингибирование удлинения стебля и стимуляция удлинения корней.
Фотопериодичность
Некоторые растения полагаются на фотопериодические сигналы, чтобы решить, когда переходить от вегетативного роста к цветению. Это явление называется фотопериодизмом, и оно использует рецепторы красного света (фитохромы) для оценки продолжительности дня. Продолжительность фотопериода влияет на время цветения растения, позволяя ему адаптироваться к сезонным изменениям.
Фоторецепторы в растениях
Растения воспринимают свет через разные фоторецепторы, особенно синий, красный и дальний красный световые диапазоны.
Красный свет и дальний красный свет
Растения используют фитохромы для обнаружения красного и дальнего красного света, и эти сигналы управляют фотоморфогенезом. Эти белки, воспринимающие красный свет, могут регулировать поведение растений при росте в различных условиях освещения. Примечательно, что разные формы фитохрома регулируют разные реакции роста, и когда один из них отсутствует, другие могут взять на себя его функцию.
Blue-ray
Растения содержат множество фоторецепторов синего света, которые выполняют различные функции и в основном отвечают за регулирование реакции роста растений под воздействием синего света. Открытие рецепторов синего света дает ключевые подсказки для понимания того, как растения регулируют свой рост в различных условиях освещенности.
Ультрафиолетовый свет
Растения особенно хорошо реагируют на ультрафиолетовое излучение, особенно ультрафиолет В (УФ-В), которое влияет на прорастание и рост растений. Рецепторы ультрафиолетового света, такие как UVR8, могут воспринимать УФ-В-излучение и регулировать рост и развитие растений посредством различных биохимических путей. Кроме того, растениям приходится справляться с повреждениями от ультрафиолета, для чего им необходимы адаптивные механизмы.
Благодаря этим сложным механизмам восприятия растения способны находить свое собственное жизненное пространство в меняющемся освещении. Это не только отражает чувствительность растений к внешней среде, но и дает нам более глубокое понимание приспособляемости жизни. Какие стратегии будут использовать растения в таких обстоятельствах, чтобы обеспечить свое выживание и воспроизводство в изменяющихся условиях окружающей среды?
