36.3:
Биологические часы и реакция на смену сезонов
36.3:
Биологические часы и реакция на смену сезонов
Циркадные & mdash; или биологические & mdash; часы – это внутренний, хронометрический, молекулярный механизм, который позволяет растениям координировать физиологическую деятельность в течение 24-часовых циклов, называемых циркадными ритмами. Фотопериодизм – это собирательный термин для обозначения биологической реакции растений на изменения относительной продолжительности темного и светлого периодов. Период воздействия света называется фотопериодом.
Одним из примеров фотопериодизма растений является сезонное цветение. Ученые полагают, что растения начинают цвести благодаря соответствию их циркадных часов изменениям в фотопериоде. Они обнаруживают эти изменения с помощью светочувствительных фоторецепторных систем.
Фитохромы – это группа фоторецепторов, участвующих в цветении и других световых процессах. Система фитохромов позволяет растениям сравнивать продолжительность темных периодов в течение нескольких дней.
Короткодневные (те, для которых благоприятны длинные ночи) растения зацветают после минимального количества длинных ночей подряд. Растения, предпочитающие длинный день (короткую ночь), напротив, начинают цветение после минимального количества коротких ночей подряд.
Фитохромы существуют в двух взаимопревращаемых формах: Pr и Pfr. Pr превращается в Pfr в течение дня, поэтому Pfr больше в дневное время. Ночью Pfr преобразуется в Pr, поэтому ночью Pr больше. Следовательно, растения могут определять продолжительность цикла день-ночь, измеряя отношение Pr / Pfr на рассвете. Длинные зимние ночи снижают уровни Pfr на рассвете, а более короткие весенние ночи приводят к более высоким уровням Pfr на восходе солнца.
Suggested Reading
Tóth, Réka, Éva Kevei, Anthony Hall, Andrew J. Millar, Ferenc Nagy, and László Kozma-Bognár. "Circadian Clock-Regulated Expression of Phytochrome and Cryptochrome Genes in Arabidopsis." Plant Physiology 127, no. 4 (January 2001): 1607–16. [Source]
Yeom, Miji, Hyunmin Kim, Junhyun Lim, Ah-Young Shin, Sunghyun Hong, Jeong-Il Kim, and Hong Gil Nam. "How Do Phytochromes Transmit the Light Quality Information to the Circadian Clock in Arabidopsis?" Molecular Plant 7, no. 11 (2014): 1701–4. [Source]