141214155115

Длина светового дня — еще один существенный фактор, оп­ределяющий развитие расте­ний (переход к цветению). Американские ученые В. В. Гарнер и Г. А. Аллард в начале 20-х годов открыли явление фото­периодизма. Суть его в том, что разные растения неоднозначно реагируют на продолжитель­ность дневного освещения.

Помещая растения в усло­вия неодинаковой продолжи­тельности светового дня, ис­следователи установили, что они по разному реагируют на короткий и длинный день. Оказалось, что одни растения быстрее развиваются на уко­роченном дне, другие — на уд­линенном, а третьи вообще не реагируют на продолжитель­ность освещения. В связи с этим были выделены три груп­пы растений. Короткодневные виды зацветают, если свето­вой день длится 8—12 часов. К этой группе относятся пе­рилла, соя, просо, рис, коноп­ля, хризантема. Длннноднев-ные растения зацветают при продолжительности светового дня, равной 16—20 часам. В эту группу вошли овес, яч­мень, рудбекия, подорожник, лен, свекла, люпин И, нако­нец, нейтральные растения, зацветающие при любом све­товом режиме, представлены томатами, конскими бобами, подсолнечником и многими сортами гороха.
Чтобы растения зацвели, вовсе не обязательно выдер­живать их в течение всей жизни в условиях соответ­ствующего фотопериода На­пример, для короткодневного проса достаточно создать бла­гоприятный фотопериод в течение 10—12 дней после появления всходов. Дурниш­ник пенсильванский зацветает в том случае, если 12-часо­вой день сменяется 12 часовой ночью.

Различие между коротко­дневными и длиннодневными растениями состоит в том, что первые цветут осенью, когда световой день резко укора­чивается. Вторые же — в нача­ле лета, когда день значи­тельно длиннее ночи. Осенью распускаются хризантемы, ге­оргины, астры. Среди коротко­дневных растений есть такие, которые цветут и на длин­ном дне, однако в этом слу­чае их цветение и плодо­ношение идет медленнее, чем в условиях благоприятного светового режима. Среди рас­тений длинного дня есть виды, которые на коротком дне совсем не цветут (например, львиный зев). Большинство же других представителей этой группы способны цвести и плодоносить на коротком дне, но формирование цветков и плодов у них сильно задер­живается и протекает более медленно, чем на длинном. Наличие нейтральных расте­ний указывает на то, что среди представителей расти­тельного мира есть переходные формы.
В большинстве семейств, на­пример сложноцветных, злако­вых, бобовых н пасленовых, разные виды принадлежат к различным фотопериодическим группам, но в некоторых семействах все виды только длиннодневные и нейтраль­ные (крестоцветные, гвоздич­ные, лютиковые) либо только короткодневные и нейтральные




(молочайные, амарантовые).
Открытие фотопериодизма имеет большое значение для растениеводства, для получе­ния цветков и семян у нецве­тущих и бесплодных особей, нескольких репродукций се­мян в течение одного года, для ранней выгонки декора­тивных и овощных растений и т. д. Явление фотопериодиз­ма должно обязательно учи­тываться при выведении но­вых сортов культурных расте­ний. Для умеренных широт подбираются сорта, более приспособленные к цветению на длинном дне, а для юж­ных — на коротком.
Почему же разные расте­ния требуют для своего разви­тия неодинаковых фотопери­одов? Оказалось, что между характером фотопериодиче- ской реакции растений и их географическим происхожде­нием существует тесная связь. Впервые на это обратили внимание советские исследо­ватели В. Н. Любименко, А. В. Дорошенко, В. И. Разу­мов, О. А. Щеглова. Выясни­лось, что родина растений короткого дня — тропические и субтропические страны, а растения длинного дня — вы­ходцы с территорий, располо­женных в более высоких ши­ротах. Как известно, на эква­торе в любое время года дли­на светового дня равняется 12 часам. В средних широтах летом этот показатель возрас­тает н достигает 16—18 часов.
В Заполярье в июне длина светового дня составляет 24 часа. Таким образом, летом в южных районах световой день короче, чем в северных. В соответствии с этим на юге обитают в основном коротко­дневные растения (представи тели семейств молочайных и амарантовых), а на севере— длиннодневные (виды се­мейств крестоцветных, гвоз­дичных и лютиковых). Все это говорит о том, что явление фотопериодизма — не что иное, как приспособление растений к определенным условиям суще­ствования.
Однако приверженность к определенной длине свето­вого дня препятствует распро­странению видов в разных широтах. В самом деле, если растение цветет только в ус­ловиях короткого дня, то оно не образует семян в север­ных районах. Какая же поль­за от этого свойства, если оно ограничивает расселение вида?
Польза заключается, во- первых, в том, что это приспо­собление гарантирует цвете­ние в наиболее благоприятных условиях. В самом деле, длин­нодневные растения наших широт цветут в начале лета, когда достаточно тепла и сол­нечного света для их роста и развития. Если бы они цвели осенью, то не успели бы сформировать семена и по­гибли бы, не оставив по­томства. А во-вторых, все растения одного вида благо­даря фотопериодизму зацве­тают почти одновременно, синхронно, что благоприят­ствует успешному их опылению.
По-видимому, длинноднев­ные и короткодневные виды произошли в ходе эволюции от нейтральных, более древ­них по происхождению и не­специализированных. Специ­ализация длиннодневных ви­дов, произрастающих в кли­матических условиях умерен­ных и северных широт, дала им огромные преимущества перед нейтральными. То, что эти растения при осеннем или зимнем коротком дне не цве­тут, способствует их сохра­нению и является, таким образом, приспособлением к перезимовке. Ведь в период цветения интенсифицируется обмен веществ, что делает растения неустойчивыми к не­благоприятным факторам среды.
Специализация короткодне­вных видов в тропических и субтропических странах также пошла им на пользу. Эти растения на длинном дне не цветут, а вегетируют и, таким образом, переживают жаркое и сухое лето или пе­риод проливных дождей. Хотя продолжительность дня в тро­пических странах колеблется незначительно (на острове Ява максимальная разница составляет всего лишь 48 ми­нут), тем не менее многие обитатели этих мест очень чувствительны даже к малей­шему ее изменению. Экспери­ментальным путем установ­лено, что увеличение или сокращение периода дневного освещения всего на 1 минуту соответственно ускоряет или тормозит зацветание яван­ского риса более чем на сутки. Любопытно установить точ­ность «часов», которыми «пользуются» эти злаковые рас­тения. Оказалось, что ошибка составляет всего 0,07 процен­та. Как тут не вспомнить стро­ки из книги «Голос леса» Ра­биндраната Тагора: дается короткий день, озимые злаки обильно кустятся, об­разуя множество побегов и листьев. Растения рудбекии из семейства сложноцветных на коротком дне образуют розетки листьев, они резко отличаются от особей того же возраста, но выросших на длинном дне. У большинства длиннодневных растений укорочение длины дня приводит к тому, что расте­ния как бы прижимаются к поверхности земли, их глав­ные стебли растут медленно или вовсе, не растут. Наобо­рот, при увеличении длины

О свет, возникший в первый день творенья! С небес на это дерево слети.
Тебе подвластно таинство цветенья.
Назначь же срок — когда ему цвести.
И вспыхнут нежным пламенем бутоны,
И, славя солнце, затрепещут кроны.

Действительно, солнечному лучу «подвластно таинство цве­тения». Долгота дня — это сво­еобразные астрономические «часы», указывающие расте­ниям, когда им зацветать и размножаться, а когда начи­нать готовиться к зимовке.
Следует отметить, что рас­тения разных фотопериодических групп отличаются по своим внешним признакам, если их выращивать на длинном или коротком дне. Многие длинно­дневные растения в условиях короткого дня не образуют цветоносного стебля, а оста­ются в фазе кущения или ро­зетки. Это явление читате­лям, безусловно, хорошо из­вестно. Осенью, когда наб^ю- дня они начинают тянуться вверх, образуя мощные прямо­стоячие стебли с длинными междоузлиями. Что же каса­ется короткодневных растений, то они успешно развиваются на коротком дие. На длинном же дне у них наблюдается ин­тенсивный вегетативный рост, но цветки не образуются.
Органом, воспринимающим фотопериодическое воздейст­вие, служит у растений лист! Образовавшийся в нем на бла­гоприятном фотопериоде фак­тор цветения транспортируется затем к точкам роста, где начи­нают формироваться цветки. Листья воспринимают изме­нение длины светового дня с помощью системы фитохромов. Фитохромы имеют важное значение в жизни длиннодневных и короткодневных растений. На это указывает тот факт, что красные лучи оказались наиболее активными в отноше­нии задержки цветения короткодневного растения сои.

Как мы уже отмечали, под влиянием красных лучей фи­тохром красного света превра­щается в фитохром дальнего красного света:
красный свет под действием дальнего крас­ного света ФКс трансформиру­ется в Фкс, и это способствует переходу к цветению корот­кодневных растений. Наобо­рот, для вступления длинно­дневных растений в фазу цветения необходимо высокое содержание фитохрома даль­него красного света, которое возрастает на длинном дне..

Print Friendly

Это интересно: