Световая стадия развития растений

Вторая стадия развития — световая стадия — проходит у одних растений при укороченном, а у других при длинном дне. В 1920 г. американскими учеными Гарнером и Аллардом было открыто, что переход к цветению у од­них растений происходит только при укороченном двенадцатичасовом дне, а у других при длинном дне или даже в условиях непрерывного освещения. Явление это получило название фотопериодизма. Первые растения были названы растениями короткого дня, а вторые — растениями длинного дня. Кроме того, обнаруживалась группа растений, без­различная к условиям освещения, названная ими нейтральной.

К растениям короткого дня принадлежат виды более южного происхож­дения (хлопчатник, просо и др.), а к растениям длинного дня — растения более северного происхождения (пшеница, ячмень и др.). Как известно, ле­том на севере день значительно длиннее, чем на юге.

Явление фотопериодизма у растений получило надлежащее объясне­ние в теории стадийного развития. Оказалось, что после прохождения ста­дии яровизации озимая пшеница, поставленная в условия короткого дня, не приступает к цветению, а поставленная в условия длинного дня зацвета­ет. Пока не прошла стадия яровизации, не может протекать и стадия свето­вая. Таким образом, этот опыт подчеркивает необходимость предварительного прохождения стадии яровизации, т. е. последовательность стадийных изменений. Растения короткого дня необходимо после прохождения стадии яровизации поставить в условия укороченного дня. Очень многие растения короткого дня не могут зацвести в условиях Москвы из-за слишком большой продолжительности летнего дня. К таким растениям относится, например, топинамбур, или земляная груша, хорошо растущая, но не зацветающая на широте Москвы.

Световая стадия, в отличие от стадии яровизации, может протекать только в зеленом растении, так как для протекающих в точке роста изменений необхо­димо образование питательных веществ в листовом аппарате растения. Напри­мер, ставя точки роста растения в условия темноты или короткого дня, у корот­кодневных растений мы не сможем получить прохождения световой стадии. Для этого необходимо ставить в условия короткого дня листья растения. Только тогда точки роста будут проходить световую стадию.

В каких условиях проходят стадийные изменения у растений коротко­го и длинного дня? Опыты показали, что у растений короткого дня световая стадия проходит в темноте. Если их освещать, хотя бы на несколько минут прерывая темноту, то световая стадия не проходит. То же самое имеет место при мигающем свете, когда через секунды и минуты темнота сменяется све­том. У растений длинного дня световая стадия проходит на свету, и короткие перерывы освещения темнотой не прерывают ее прохождения. В этом слу­чае необходимо только, чтобы в сумме число часов освещения соответство­вало продолжительности освещения в условиях длинного дня.

Между фотопериодической реакцией растений и их географическим про­исхождением советские исследователи В. Н. Любименко и О. А. Щеглова (1927), А. В. Дорошенко и В. И. Разумов (1929) установили тесную связь. Родиной растений короткого дня являются субтропические и тропические страны. Растения длинного дня происходят из стран, лежащих к северу и югу от субтропиков. Продолжительность дневного освещения неодинакова на разных географических широтах. На экваторе в течение всего года сут­ки состоят из 12 дневных часов и 12 ночных часов. По мере продвижения от экватора к северу и югу длина дня летом становится все больше, и в поляр­ных странах летом ночи совсем нет, зато зимой в течение нескольких ме­сяцев там царит непрерывная ночь.

Семейства, распространенные на севере (лютиковые, гвоздичные, крес­тоцветные), являются длиннодневными или нейтральными. Семейства молочайных, бромелиевых распространены в тропиках и представлены только короткодневными или нейтральными формами. Семейства сложноцветных, мотыльковых, пасленовых, злаков широко распространены на Земле в разных географических зонах, и соответственно этому к ним принадлежат виды с разнообразной фотопериодической реакцией. На высоких горах многие растения севера начинают свою вегетацию поздно, во вторую половину лета, и также проходят свое развитие при несколько укороченном дне. Материал с сайта http://worldof.school

Анализируя вопрос о нейтральных растениях, В. И. Разумов приходит к выводу о том, что эти растения не представляют собой какую-то резко обо­собленную группу. По его мнению, часть из них можно отнести к растениям короткого дня с нерезко выраженными свойствами короткодневности. Дру­гие нейтральные растения являются, наоборот, длиннодневными растения­ми, но длиннодневность у них выражена не очень ярко. Так, например, сорт сои Биллокси является типичным короткодневным растением, а сорт Ман­дарин, считающийся растением нейтральным, фактически ускоряет свое раз­витие на коротком дне, но сравнительно незначительно — всего на 2—5 дней. Все пшеницы севера длиннодневны. Пшеницы Египта, Индии, Аравии счи­таются нейтральными. Если взять большое число сортов одного вида расте­ний, то сразу же легко обнаружить, к каким растениям оно принадлежит. Гречиха, которая считается растением нейтральным, принадлежит к группе растений короткого дня, так как ряд сортов гречихи ускоряет свое раз­витие на коротком дне. Горох считается растением нейтральным, но при изучении большого числа сортов обнаруживает свою длиннодневную при­роду.

Очень много внимания было уделено исследователями вопросу о качестве света, необхо­димого для прохождения световой стадии. Эти работы показали, что при прохождении световой стадии красный свет воспринимается растением как свет, а сине-фиолетовая часть спектра — как темнота. Однако при увеличении интенсивности синего света он тоже начинает восприниматься растени­ем как свет. Новые опыты показывают, что если выровнять интенсивность света по числу квант, то красный и синий свет дают одинаковые резуль­таты.