Language
Country/Area
No result found
Thực vật khai thác bí mật của ánh sáng và kiểm soát quá trình tăng trưởng của chúng như thế nào?
Ánh sáng không chỉ là nguồn năng lượng để thực vật quang hợp mà còn là yếu tố môi trường quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng thực vật sử dụng các cơ chế cảm biến ánh sáng khác nhau để thực hiện một quá trình gọi là quang hình thái, tức là khả năng thực vật điều chỉnh mô hình sinh trưởng của mình để phản ứng với những thay đổi trong quang phổ ánh sáng. Cơ chế điều hòa sinh trưởng bí ẩn này khiến các nhà khoa học càng tò mò hơn: Thực vật giải mã bí mật của ánh sáng và ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của chúng như thế nào?
Lịch sử của quá trình quang hình thái
Theophrastus, một triết gia Hy Lạp cổ đại, là một trong những người đầu tiên khám phá quá trình quang hình thái. Ông nhận thấy tác động của ánh sáng lên sự phát triển của thực vật, đặc biệt là các đặc tính gỗ khác nhau của cây thông được tạo ra trong các điều kiện ánh sáng khác nhau. đặc điểm. Năm 1686, John Ray đã đề cập đến quá trình etiolation trong cuốn sách Lịch sử thực vật của ông, và Charles Bonnet đã định nghĩa về etiolation vào năm 1754. Danh từ của quá trình này là "etiolement".
Các giai đoạn chính của quá trình quang hình thái
Hạt nảy mầm
Ánh sáng có ảnh hưởng sâu sắc đến quá trình nảy mầm của thực vật. Khi hạt nảy mầm lần đầu tiên tiếp xúc với ánh sáng, rễ thường xuất hiện trước, sau đó là chồi phát triển. Quá trình này chứng minh cách thực vật sử dụng tín hiệu ánh sáng để điều chỉnh sự phát triển của rễ và thân. Các phản ứng tăng trưởng khác nhau được điều chỉnh bởi hormone.
Phát triển cây giống
Khi cây được trồng trong môi trường thiếu ánh sáng, chúng biểu hiện một đặc điểm gọi là phát triển héo úa. Những cây con này chỉ nhanh chóng chuyển sang quang hình thái khi tiếp xúc với ánh sáng. Trong quá trình này, đặc điểm của cây con bị vàng úa khác biệt đáng kể so với cây con được chiếu sáng:Đặc điểm của bệnh vàng lá: móc đỉnh nổi bật, không có lá, không có diệp lục, thân cây dài ra nhanh, hạn chế sự phát triển tỏa ra của thân.
Đặc điểm hình thái nhẹ: mở móc đỉnh hoặc tách phôi, thúc đẩy sinh trưởng lá, sản xuất diệp lục, ức chế sự kéo dài thân và thúc đẩy sự kéo dài rễ.
Quang chu kỳ
Một số loài thực vật dựa vào tín hiệu quang chu kỳ để quyết định thời điểm chuyển từ giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng sang ra hoa. Hiện tượng này được gọi là quang chu kỳ và nó sử dụng các thụ thể ánh sáng đỏ (phytochrome) để đánh giá độ dài ngày. Độ dài của quang kỳ ảnh hưởng đến thời gian ra hoa của cây, giúp cây thích nghi với những thay đổi theo mùa.
Các thụ thể ánh sáng ở thực vật
Thực vật cảm nhận ánh sáng thông qua các thụ thể ánh sáng khác nhau, đặc biệt là các dải ánh sáng xanh, đỏ và đỏ xa.
Ánh sáng đỏ và ánh sáng đỏ xa
Thực vật sử dụng phytochrome để phát hiện ánh sáng đỏ và đỏ xa, và những tín hiệu này thúc đẩy quá trình quang hình thái. Những protein tiếp nhận ánh sáng đỏ này có thể điều chỉnh hành vi sinh trưởng của cây trong các môi trường ánh sáng khác nhau. Đáng chú ý là các dạng phytochrome khác nhau điều chỉnh các phản ứng tăng trưởng khác nhau và khi thiếu một dạng, các dạng khác có thể thay thế chức năng của nó.
Tia xanh
Thực vật chứa nhiều loại thụ thể ánh sáng xanh, có chức năng khác nhau và chủ yếu chịu trách nhiệm điều chỉnh phản ứng sinh trưởng của thực vật dưới ánh sáng xanh. Việc phát hiện ra các thụ thể ánh sáng xanh cung cấp manh mối quan trọng để hiểu cách thực vật điều chỉnh sự phát triển của chúng trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.
Ánh sáng cực tím
Thực vật phản ứng đặc biệt tốt với tia cực tím, đặc biệt là tia cực tím B (UV-B), ảnh hưởng đến sự nảy mầm và phát triển của thực vật. Các thụ thể ánh sáng UV như UVR8 có thể cảm nhận tia UV-B và điều chỉnh sự tăng trưởng và phát triển của thực vật thông qua các con đường sinh hóa khác nhau. Ngoài ra, thực vật phải chống lại tác hại của tia UV, đòi hỏi chúng phải có cơ chế thích nghi.
Thông qua các cơ chế nhận thức phức tạp này, thực vật có thể tìm được không gian sống của riêng mình trong điều kiện ánh sáng thay đổi. Điều này không chỉ phản ánh sự nhạy cảm của thực vật với môi trường bên ngoài mà còn giúp chúng ta hiểu sâu hơn về khả năng thích nghi của sự sống. Trong những hoàn cảnh như vậy, thực vật sẽ áp dụng những chiến lược nào để đảm bảo sự sống còn và sinh sản khi phải đối mặt với sự thay đổi của môi trường?
