Биологические часы растений

Опубликовано: 17.06.2012

Биологические часы растений Вы замечали, мой уважаемый читатель, что некоторые растения с восходом солнца распускают свои цветы и закрывают их с приходом темноты, как будто отправляются спать вместе с нами.

Оказывается, все живые организмы – от простейших до высших позвоночных и человека, способны ориентироваться во времени.

В течение многовековой эволюции сформировалась суточная, сезонная и годичная ритмичность физиологических процессов.

Смена ритмов, зависящая от наследственных и внешних факторов, называется биологическими часами.

У растений она проявляется в периодичности таких процессов, как деление клеток, обмен веществ, прорастание семян, цветение, спорообразование, открытие и закрытие цветков, выделение нектара.

Биологические часы растений позволяют им не только распознавать день и ночь, но и подготовиться к смене сезонов и изменению длительности светового дня.

 

Некоторые растения для цветения предпочитают короткие дни ранней весны, другие, наоборот, цветут во время летнего солнцестояния, когда светлый период суток самый длинный.

Что помогает им ориентироваться в длительности освещения и выбирать самый подходящий для цветения момент?

Отвечает за это особый пигмент, фитохром, существующий в двух формах: фитохром красный (Фк) и фитохром дальний красный (Фдк) и реагирующий на изменение в спектральном составе солнечного света.

Обе формы пигмента, в зависимости от периода суток, переходят одна в другую: Фк, поглощая свет «дневных» волн (660нм), превращается в Фдк; Фдк, поглощая сумеречный свет (730нм), трансформируется обратно в Фк.

С этим циклом связана физиология растений: процессы цветения, роста и многие другие. Их клетки с помощью фитохрома считывают информацию о темном и светлом времени суток.

В течение долгого времени считалось, что на суточные ритмы растений влияют только внешние факторы, смена степени освещенности днем и ночью.

Однако в 1729 году Жан-Жак де Меран, французский астроном, сделал основополагающее для биоритмологии открытие: растения складывают и опускают свои листья точно так же в темной, изолированной от солнца комнате.

Опыты де Мерана были продолжены ботаником Дюамелем. Он отнес свой гелиотроп в винный погреб, абсолютно темный, даже без люка для проветривания. Наблюдая за растением в течение продолжительного времени, Дюамель убедился, что гелиотроп не изменяет своим суточным привычкам: днем он выпрямляет листья, а ночью – сворачивает.

Спустя сто лет швейцарский ботаник Декандоль провел опыты с мимозой: он освещал ее и днем и ночью шестью яркими лампами, но она неукоснительно соблюдала суточный распорядок, засыпая ночью и оживая утром.

Тогда Декандоль стал освещать мимозу только ночью, а днем лишал света. Растение перестроилось на новый ритм – спала днем и бодрствовала ночью. По окончанию опыта, мимоза вернулась к прежним привычкам.

Из этих исследований можно сделать вывод,

что растения обладают и наследственной памятью и индивидуальной. Причем наследственная память, выражающаяся в приверженности к суточному ритму, сильнее.

Попытки научить растения жить по-новому расписанию предпринимались неоднократно.

Голландский ботаник Антоний Клеонхоонте вырастил мечевидную канавалию из семян, сутки ее составляли 16 часов: 8 часов света и 8 часов темноты. Но стоило начать освещать ее непрерывно в течение 24 часов, как она услышала генетический голос и перестроилась на обычный ритм.

Многочисленные опыты показали, что растения, усвоившие новый ритм, со временем от него отказываются и возвращаются к привычным 24-часовым суткам. Они бодрствуют, когда бодрствует человек, и спят, когда он спит.

Откуда же они узнают время, когда положено спать, кто запускает биологические часы растений?

Работа биологических часов определяется вращением Земли, которое вносит определенный ритм в смену времен года, ночи и дня, степени освещенности и температуры, атмосферного давления, влажности воздуха, космической и солнечной радиации.

Растения, в отличие от нас, людей, соблюдают заложенные биологические ритмы очень точно, что обеспечивает им правильное развитие и экономию энергии: 

К примеру, светящиеся морские обитатели, грибы и водоросли, производят выделение люминесцентного вещества, дающего холодное свечение, только ночью. Это весьма рациональный подход: в дневное время слабое свечение не имело бы эффекта.

Заслуживает особого внимания синхронность биологических ритмов растений и насекомых:

Цветки раскрываются, чтобы отдать нектар и пыльцу в строго определенное время, когда прилетают опыляющие их насекомые. Такая слаженность позволяет пчелам, осам и другим насекомым использовать свою энергию рационально, не совершая лишних вылетов, в поисках корма, а растениям – вырабатывать своевременно нектар и пыльцу.

Это взаимное «сотрудничество» не нарушается даже в том случае, если на непродолжительное время искусственно изменяются условия среды обитания: периодичность освещения, температура и влажность воздуха. Цветы раскрываются в положенное время, а опылители прилетают за кормом в условленный час.

«Сон цветов»

Выдающийся шведский ученый XVIII века Карл Линней изучил поведение цветущих растений и дал ему название «сон цветов». Открыв закономерности этого явления, он нашел ему практическое применение, создав первые в мире цветочные часы:

на необычной клумбе в Упсале были высажены цветы, распускающиеся в строгой последовательности. Циферблат составили секторы растения разных видов, часы не имели стрелок и цифр, но безошибочно показывали точное время и работали без сбоев. Каждый цветок раскрывался в свой определенный час.

Цветочные часы стали гордостью ученого и впоследствии, с его легкой руки, их копии появились в других городах Европы.

Но механическое копирование не сохраняло точность Линнеевских часов, ведь их создатели не учитывали пространственные, временные и климатические условия цветения растений.

В каждой географической местности растение цветет по своим законам: один и тот же цветок раскроет лепестки в разное время во Франции, на Украине или на Кавказе.

А какому ритму подчиняется обмен веществ у картофеля?

Опыты проводились в темном герметичном контейнере и сводились к вялому окислению: из клубней вырезаны цилиндрики с глазками, из глазков развиваются ростки. Наблюдения показали, что обмен подчинен строго суточному ритму, а также зависит от перепадов атмосферного давления: при повышении давления скорость обмена веществ (поглощения кислорода) понижается.

Но самое интересное в том, что перемены происходят за 2 дня до изменений в атмосфере, это при том, что картофель полностью изолирован от внешней среды.

Значит, не только человек реагирует на изменения погодных условий ломотой в костях, но и все организмы, и их живые части (цилиндрики клубней картофеля).

Практическое применение биологических ритмов

Зная факторы, влияющие на биологические ритмы растений, можно создавать условия для искусственного смещения цветения в нужном направлении: цветы, распускающиеся в марте, можно заставить цвести в декабре, под Рождество; южным растениям обеспечить существование и цветение в северных широтах и наоборот.

Для успешной борьбы с сорняками, необходимо знать время, когда сорняки максимально восприимчивы к гербицидам, а также время, когда культурные растения наименее чувствительны к ним.

Источники: А. Борбели «Тайна сна», Р. Сэттер, А. Гэлстон, П. Дэвис «Жизнь зеленого растения» (перевод с английского под редакцией Н.П. Воскресенской), Большая советская энциклопедия.

Предлагаю посмотреть завораживающе красивое видео:


Елена Вальве для проекта Сонная кантата

Статья защищена законом об авторских и смежных правах. Любое использование материала возможно только с активной ссылкой на сайт
Sna-kantata.ru!


Еще по теме:

  • Интересные факты о сне: спим ли мы ночью, сон - спасение от безумия, сколько нужно спать для долголетия и др.

Дорогие друзья, предлагаем прочитать другие статьи
в рубрике Интересное
или воспользоваться Картой сайта


Комментарии к записи "Биологические часы растений"
комментариев 9 Перейти к форме комментирования
  1. Аватар

    Да, спасибо за интересную статью. Замечал подобное только на примере мать-и-мачехи, утром на рыбалку идешь - закрыты бутоны, днем возвращаешься - уже открыты. Так же как и некоторые декоративные садовые цветы. Только вот не понял, каким образом это можно использовать? То есть как знание биологических часов может помочь заставить цветы, распускающиеся в марте, цвести в декабре?

    Ответить на этот комментарий »
  2. Аватар

    Спасибо за интересную и познавательную статью о биологических часах растений. Живя в деревне, конечно же замечал, как раскрывают и закрывают свои цветки различные растения в зависимости от время суток. Но никогда не задумывался, что это так сложно и серьезно..

    Ответить на этот комментарий »
  3. Аватар

    Очень интересная статья, особенно для меня, так как я биолог. Почерпнула много интересного, а именно как можно создавать условия для искусственного смещения цветения в нужном направлении. Но особенно продуктивной для меня была информация про борьбу с сорняками, потому что на даче их уж очень много.

    Ответить на этот комментарий »
  4. Аватар

    От видео невозможно оторваться, растения, цветы как живые! У меня самой растет дома стыдливая мимоза - простенькое растение и цветет не особо красиво, но я каждое утро ей любуюсь, когда она раскрывает все свои листики и тянется к солнцу, невероятное зрелище!

    Ответить на этот комментарий »
    • Елена

      Красота, созданная самой природой, не перестает удивлять и восхищать.

      Ответить на этот комментарий »
  5. Аватар

    Цветы это удивительное создание природы. На них можно любоваться не отрываясь часами. Мне кажется, что нет на свете человека который бы не любил цветы. Они как живой организм любят ласку и доброту, заботу и любовь, тонко чувствуют окружающий их мир. Видео посмотрел с большим удовольствием, расслабился и получил заряд доброты. Спасибо! Удачи!

    Ответить на этот комментарий »
    • Елена

      Рада, что Вам понравилось. Спасибо, Евгений, за визит и комментарий.

      Ответить на этот комментарий »
  6. Аватар

    Мне кажется, растения чувствуют биологические часы намного лучше, чем животные и человек. Замечательное видео!

    Ответить на этот комментарий »
    • Елена

      И чувствуют и соблюдают лучше, чем человек :)!

      Ответить на этот комментарий »
Оставьте комментарий к этой записи ↓

* Обязательные для заполнения поля
Внимание: все отзывы проходят модерацию
Adblock
detector