Качество и количество света

Эксперименты с дурнишником – растением короткого дня, позволили выявить, что красный свет эффективно препятствует цветению, а дальний красный снимает этот эффект красного. Для растений длинного дня красный свет эффективно стимулирует цветение. То же касается и эффектов прорастания семян.

На растении латук было показано, что лучше всего семена прорастают при λ ~ 660 нм, а ингибирующее действие света максимально при λ ~ 730 нм. Кроме того, достаточно кратковременного освещения, и что эффект красного света снимается дальним красным, а при попеременном освещении эффект буде определяться последней экспозицией.

В 1960 г. американским ученым удалось выделить пигмент, ответственный за эту реакцию и он был назван фитохромом. Он оказался сине-зеленым пигментом, который существует в двух взаимопревращающихся формах. Одна форма Ф_дк (Ф₇₃₀) поглощает дальний красный свет, а вторая Ф_к (Ф₆₆₀) – красный. Поглотив свет, фитохром быстро переходит из одной формы в другую.

В обычном солнечном свете красных лучей больше, чем дальних красных, поэтому днем преобладает форма Ф_дк . Это физиологически активная форма, но ночью она медленно переходит в более устойчивую, но неактивную форму Ф_к. было показано, что фитохром состоит из белка и присоединенной к нему пигментной части. Он содержится во всех органах растения в ничтожных количествах (поэтому его не видно), но в растущих верхушках его концентрация повышена.

Кроме того было показано, что световой сигнал воспринимается листьями, а не апексом, и что дурнишник зацветает, даже если лишь один лист был помещен в условия, индуцирующие цветение. Это означает, что какой-то агент (гормон) вызывает цветение, переходя из листа в точку роста. В пользу этого говорят данные о том, что фактор цветения можно передать от индуцированного растения не индуцированному. Это вещество пока еще гипотетический гормон цветения, названный флоригеном. Назвал его так советский ученый Чайлахян, который провел наиболее убедительные эксперименты в пользу его существования. В последствии однако, были получены данные, что у некоторых длиннодневных растений можно вызвать цветение, обрабатывая их гиббереллином, даже в тех случаях, когда растение выращивается не при соответствующем периоде. На короткодневные растения это не влияет. Это открытие заставило Чайлахяна изменить его флоригенную гипотезу и высказать предположение, что флориген состоит из двух гормонов: гиббереллина и пока еще не идентифицированного антезина. Согласно этой гипотезе, длиннодневные растения в течение неиндуцированного фотопериода вырабатывают антезин, но не гиббералин и обработка последним может вызвать цветение. С другой стороны, короткодневные растения образуют гиббереллин, но не антезин, если растут в неидуционных условиях. Хотя концепция сложной природы флоригена стимулировала многие исследования, она не объясняла многое фактически.

Последние данные свидетельствуют о том, что в листьях длиннодневных растений в условиях длительного дня образуются вещества, вызывающие цветение, а в условиях короткого дня, тормозящие его (ингибиторы цветения) и оба вещества могут транспортироваться по растению. Ингибиторы же цветения короткодневных растений гораздо менее эффективны.

Доказательство существования ингибиторов и стимуляторов цветения в вполне убедительно, хотя все попытки выделить эти вещества оказались безуспешными.