Sentimentele rasteniy- cum și ceea ce văd

Aceasta este o traducere capitole din cartea lui Daniel Shamovitsa «Ce o planta stie», care ne va ajuta să înțelegem mai bine planta.

„Se pare că lângă noi, sub nasul nostru, există o lume la care nici un gând de orice, chiar și scriitorul cel mai ingenios science-fiction. Lumea ființe nemuritoare care se deplasează fără mușchi „mananca“ lumina soarelui, nu cred că creierul, „nervos“, fara a sistemului nervos, și chiar întregul corp, în care toate vârstele“.

VA Tsymbal Plante. lume paralelă

Imaginați-vă: planta puteți vedea! Plantele se pot vedea atunci când le apropie, ei știu unde stai pe ele. Ei Știi măcar poartă un albastru sau o cămașă roșie. Ei știu culoarea acasă sau dau seama că oala lor să se mute dintr-un loc în altă cameră. Desigur, ei nu văd așa cum suntem. Plantele nu știu un om chel de vârstă mijlocie cu ochelari pe fata cu bucle de castan. Dar ei văd lumina în mai multe moduri mai diversă decât noi. Plantele pot vedea lumina ultravioletă, care ne dă un bronz și lumina infrarosie pe care noi percepem sub formă de căldură. Plantele sunt conștienți de iluminarea din jurul - dacă este lumina de la lumânare sau soarele de după-amiază. Plantele știu unde sursa de lumina - stânga, dreapta sau de sus. Ei înțeleg că o altă plantă crescut, blocând lumina lor. Este această „viziune“?

Merriam-Webster Dictionary definește o „viziune“ ca „senzație fizică în care stimulii vizuali primite de receptori ai ochiului, sunt interpretate de creier, și sunt formate din situație, forma, culoarea și luminozitatea obiectelor în spațiu.“ Vedem lumina așa-numita „lumină vizibilă.“ Lumina este de înțeles unde electromagnetice sinonime ale spectrului vizibil. Ie Lumina are proprietăți comune altor tipuri de semnale electrice, cum ar fi undele micro- și radio. Undele radio pentru AM radio foarte lung, aproape o jumătate de milă în lungime. In timp ce lungimea de undă de raze X este foarte scurt, un trilion de ori mai mică decât undele radio, care este motivul pentru care sunt atât de ușor să treacă prin corpurile noastre. valuri de lumină undeva :. Între 0.0000004 și 0.0000007 m albastru deschis este cel mai scurt, în timp ce cea mai lungă este de culoare roșie, verde, galben și portocaliu sunt situate în mijlocul (amintiți curcubeu). Vedem aceste unde electromagnetice pentru că ochii noștri au proteine speciale numite fotoreceptori, care știu cum să ia această energie, absorbi aceasta, în mod similar antena captează undele radio. Retina ochilor noștri este acoperit cu rânduri de acești receptori, cum ar fi rânduri de diode emițătoare de lumină (LED) sau televizoare cu ecran plat senzori în camere digitale. Fiecare punct al retinei are fotoreceptori tije, care sunt sensibile la lumină, și conuri care răspund la culoare. Retina ochiului uman conține aproximativ 125 de milioane de tije si 6 milioane de conuri în domeniu, similare ca dimensiune cu fotografia în pașaport. Acest lucru este echivalent cu un aparat de fotografiat digital, cu o rezoluție de 130 de megapixeli. O astfel de cantitate mare de fotoreceptori la o astfel de zonă mică ne oferă o imagine de înaltă definiție. Coli, sensibilă la lumină, ne permite să vedem pe timp de noapte în condiții de luminozitate scăzută. Conurile ne permit să vedem diferite culori în lumina strălucitoare, și ei sunt de trei tipuri, care diferă în lumina percepută - roșu, verde și albastru. Diferența principală dintre fotoreceptori - substanțele chimice conținute în ele. Aceste substanțe sunt numite rhodopsins (în tije) și fotopsiny (în conuri) au o anumită structură care să le permită să absoarbă lumina cu lungimi de undă diferite. Lumina albastră este absorbită de rodopsinei și fotopsinom albastru, roșu - și rodopsina fotopsinom roșu. Violet lumina este absorbită de rodopsinei, albastru fotopsinom, fotopsinom roșu, dar nu verde, etc. După tije sau conuri absorbi lumina, ei trimit un semnal catre creier care se ocupă de toate semnalele de la fotoreceptorii de milioane într-o singură imagine coerentă. Atunci ce se întâmplă cu planta?

Darwin Botanistul

Nu toată lumea știe că Darwin, în plus față de a lucra asupra evoluției animalelor, a efectuat, de asemenea, o serie de experimente, care la această influență zi de cercetare a plantelor. Darwin a fost fascinat de efectul pe care produce lumina asupra creșterii plantelor, precum și fiul său Francis. În ultima sa carte, „Puterea mișcării plantelor,“ Darwin a scris: „Sunt foarte puține plante care ... nu inclina spre lumină.“ Ne putem vedea cum o face cu houseplants sau ceapa care transforma spre razele soarelui de la fereastra. Acest comportament se numește fototropismului. În 1864, un contemporan al lui Darwin - Julius von Sachs - au constatat că lumina albastră este lumina principala, care provoacă fototropismului în plante, în timp ce restul culorilor plantelor, de regulă, sunt orbi și nu înclinați sau rândul său, față de ei. Dar nimeni nu știa la momentul și modul în care plantele se vedea lumina.

Într-un experiment foarte simplu, Darwin și fiul său a arătat că aceste mișcări nu au fost cauzate de fotosinteza, procesul prin care plantele transforma lumina in energie, ci mai degrabă din cauza o sensibilitate innascuta de a muta spre lumina. În experimentul său, Darwin a pus în alpista oală și se pune într-o cameră întunecată complet pentru câteva zile. Apoi au aprins o lampă de gaz foarte mici la 3,5 metri de potul este atât de plictisitoare încât ei „nu au putut vedea plantele ei înșiși sau linia de creion pe hârtie.“ După 3 ore, plantele au fost îndoite spre sursa de lumină. Indoire întotdeauna în aceeași parte a plantelor tinere - aproximativ 2 cm sub partea de sus. Acest lucru ia determinat să se gândească la ce parte a instalației vede lumina. Ei au sugerat ca „ochii“ ale plantei situat la vârful plantei, mai degrabă decât partea care este îndoit. Ei au efectuat experimente pe fototropismului în cinci răsaduri diferite:

Primul răsad a fost neatins și arată cum se arată fototropismului.
Al doilea vârf superior tăiat plante.
Al treilea sfat acoperit capacul lightproof.
În al patrulea rând acoperit cu un capac transparent.
În partea de mijloc a cincea închis tub opac.

Maryland Mammoth de tutun, care a continuat să crească

Câteva decenii mai târziu, în valea de sud fenomen interesant Maryland, a avut loc în tutun. În aceste văi situate unele dintre cele mai mari ferme de tutun american de la acea dată ca primii colonisti au sosit din Europa în secolul al XVII-lea târziu. cultivatorilor de tutun, de învățare de la triburile locale (cum ar fi Susquehannock), tutun în creștere de secole, plantate în primăvara și recoltate la sfârșitul verii. Unele dintre plantele au fost lăsate să producă semințe pentru sezonul următor. În 1906, fermierii au început să observe o nouă variantă de tutun, care părea să nu se oprească în creștere. El ar putea ajunge la 4 m lungime, se produc aproape o sută de frunze, și a încetat să crească atunci când înghețurile veni. Se pare că aceste plante în continuă creștere ar fi un avantaj pentru agricultori de tutun. Dar, așa cum este adesea cazul, un nou soi numit Maryland mamut, a fost similar cu zeul roman cu două fețe Janus. Pe de o parte, el nu a încetat să crească, iar pe de altă parte, aceste plante rareori Bloom, din cauza a ceea ce fermierii nu au putut colecta semințe pentru sezonul următor.

În 1918 Vigtman V. Garner si Gary A. Allard - Oamenii de stiinta de la Departamentul Agriculturii din SUA, a decis să se determine de ce Maryland Mamutul nu au știut când să se oprească în creștere și începe să înflorească și să producă semințe. Au pus tutunul în ghivece și a lăsat unele plante din domeniu. Un alt grup de plante aflate pe stradă în timpul zilei și noaptea lor de zi cu zi transferat într-un hambar întunecat. Simplu pentru a limita cantitatea de lumină este suficientă pentru a provoca arestarea creșterii mamut Maryland și începutul înfloririi. Cu alte cuvinte, în cazul în care tutunul însuși în termeni de zile lungi de vară, ea a continuat să crească, dar dacă este artificial pentru a crea condiții de zi scurtă - începe să înflorească.

Acest fenomen - fotoperiodism - ne-a dat primele dovezi că plantele pot „măsura“ cât de mult lumina pe care o primesc. Alte experimente pe termen lung au arătat că multe plante, aceste mamuti, floare numai atunci când lumina zilei este scurt, ele sunt numite „plante de zi scurtă.“ Acestea includ, de exemplu, include crizantemă și soia. Plante altele trebuie să înflorească într-o lungă perioadă de iluminare, cum ar fi iriși și orz - acestea sunt plante de o zi lungă. Aceasta descoperire a permis agricultorilor să controleze înflorire prin schimbarea timpului pentru care planta primește lumină.

Ce se întâmplă în timpul zilei scurte?

Conceptul fotoperiodism a stârnit un val de activitate, printre oamenii de știință care au pus noi întrebări: Are o instalație de măsurat lungimea de zi sau noapte? Și ce lumină de culoare văd?

În timpul al doilea război mondial, oamenii de știință au descoperit că acestea pot afecta plantele cu flori pur și simplu de a porni lumina în mijlocul nopții. Ele ar putea lua o plantă de zi scurtă, de exemplu, soia, și nu pentru a lăsa să înflorească în lumina zilei lumină scurtă, inclusiv la numai câteva minute în timpul nopții. Pe de altă parte, oamenii de știință pot face planta intreaga zi pentru flori, cum ar fi Iris, chiar și în mijlocul iernii (când ziua este scurt și în mod normal, aceste plante nu fac flori), inclusiv o lumina de noapte. Aceste experimente au arătat că plantele nu măsoară lungimea zilei, iar durata perioadei de întuneric.

Folosind aceste cunoștințe, fermierii pot fi protejate de flori de crizantema înainte de Ziua Mamei (a doua sâmbătă, în mai) pentru a obține profit maxim. Deci, în creștere crizanteme în sere, ele aprinde lumina în mijlocul nopții, în toamna și iarna, și încetează să o facă timp de două săptămâni înainte de vacanță. Atunci ... boom-ul ... toate plantele încep să înflorească dintr-o dată.

Alți oameni de știință întrebat ce culoare lumina ghidat de planta? Ceea ce au descoperit a fost surprinzator: plantele, indiferent de ce, a răspuns doar la un focar de lumină roșie pe timp de noapte. Albastru, efect verde intermitent asupra plantelor cu flori, dar numai câteva secunde roșu - și iată! Astfel, putem spune că planta poate distinge culorile: ei folosesc culoarea albastră pentru a ști în ce direcție prova și roșu pentru a măsura lungimea de noapte.

Apoi, la începutul anilor 1950, Harry Bosvik (Harry Borthwick) colegii de laborator al Departamentului Agriculturii din SUA (în cazul în care Maryland de mamut a fost studiată mai întâi) a făcut o altă descoperire surprinzătoare: lumina de departe roșu - adică, lumina roșie, cu o lungime de undă ceva mai lung (decât luminos roșu) și abia vizibile în amurg - se poate anula lumina roșie a plantelor. Ie dacă luați irisi, care de obicei nu înfloresc pentru nopți lungi, ceea ce le face fulger de lumină roșie, în mijlocul nopții, ei vor înflori. Dar, dacă straluceasca lumina infrarosie pe ele imediat după flash-ul de rosu aprins - ele nu înfloresc. Dacă apoi straluci din nou un rosu aprins - va înflori. Și așa mai departe. Nu aveți nevoie de o mulțime de lumină, lipsit doar câteva secunde. E ca un comutator: un roșu aprins activează înflorire și roșu îndepărtat - o dezactivează. În cazul în care comutatorul de lumini repede - nimic nu se va întâmpla. Ca urmare, plantele amintesc ultima lumină au văzut.

Warren L. Butler si colegii sai au aratat ca unele dintre fotoreceptoare plante are două lumină roșie. Ei au numit „Phytochrome“. Într-o formă simplificată de Phytochrome este acest comutator. lumină roșie Bright activează Phytochrome și la distanță - inactivează. Ecologic este de mare importanță. În natură, ultima lumină, vizibilă în orice plantă - roșu, care dă planta comanda „oprire“. Dimineața ei văd, de asemenea, o lumină roșie și se trezesc. Astfel, planta măsoară cât timp a văzut ultima oară o lumină roșie, și reglează creșterea acesteia, respectiv.

Ce anume face parte din planta vede o lumină roșie pentru reglementarea înflorire? Fototropismului cercetării lui Darwin, știm că „ochii“ din planta situat la vârful său, în timp ce răspunsul de lumină se produce în tija. S-ar putea presupune că „ochii“ pentru fotoperiodism sunt acolo. Cu toate acestea, nu este. Dacă acoperi diferitele părți ale plantei cu lumina rosie pe timp de noapte, veți găsi că doar unul este suficient pentru a ilumina orice foaie pentru a reglementa întreaga plantă cu flori. Pe de altă parte, dacă taie toate frunzele plantei, lăsând doar tulpina și partea de sus a unei instalații de „du-te orb“, chiar dacă lumina complet. Astfel, Phytochrome, situată în frunze, primește semnalele luminoase și inițiază un semnal de celulă, care este distribuit în întreaga plantă și stimulează înflorire.