A fény hatása a növényekre

A növényeknek alapvetően négy féle dologra van szükségük. Fényre, vízre. levegőre és tápanyagokra. Ebből a felsorolásból az elsőt tekintjük át alaposan. Amolyan tudományos, sallangmentes stílusban. Jó tanulást! 

Fény jelentősége:

       A földi élet számára a meleget, az energiát és a táplálékot az a fényáramlat biztosítja, amely a napsugárzásból származik. A napsugár mindig az atmoszférán át halad , és közben lényeges változáson megy keresztül. Az atmoszférán csak meghatározott hullámhosszúságú fény tud átjutni, amit látható fénynek nevezzük.

       A fény fotoszintézisben betöltött szerepén kívül a fényaktiváló hatással van bizonyos enzimekre, továbbá a fény által kiváltott fototropizmus az auxin jelenlétének alapvető bizonyítéka.

A fény morfogenetikai hatását akkor tapasztaljuk, ha a növény fény hiányában fejlődik. Pl: etiolált burgonya rügyeiből erősen megnyúlt, sárgásfehér, törékeny, rendszertelenül csavarodó hajtások fejlődnek.

       Az etiolált hajtásokban nagyobb az auxinkoncentráció, hiszen az árnyékos hajtásfél mindig erőteljesebben nyúlik meg, a hajtás a fény felé görbül  (pozitív fototropizmus)

 

Fényhatások:  

       A leghatásosabb hullámszakasz az, amely a fotoszintézisben kerül felhasználásra, vagy a fény szabályozta biológiai rendszerekben pl. tropizmusokban, fotoperiódizmusban, mag csírázásában és a pigment képződésben jelentősek.

       A relatíve leghatásosabb spektrumszakasz a 660 nm – nél és 440 nm- nél van. A tropizmusokban viszont a kék fénysugarak a leghatásosabbak.

       A növényekben megfigyelhető hatásspektrumok típusai:

            1., mind a vörös mind a kék fényben van maximum (fotoszintézis, bizonyos tropizmusok)

            2., a vörösben van a maximum (klorofillképződés, fotoperiodizmus, csíranövények morfogenetikus válasza és a nugalom)

            3., kék szakaszban van maximum (fototropizmus, auxinlebontás, polarizációs válaszok)

 

fényhatás a növekedés sebességére és mértékére:

       A nappali fény nagyon sok faj szárának megnyúlását gátolja, de olyan megfigyelések is vannak, hogy a fény stimuláló hatású a szár növekedésére

A fény sok szövet növekedését gyorsítja, de a végső állapot tekintetében gátlásról beszélünk.

       A szövettenyészetek fényben jobban fejlődnek, mint sötétben, de ha a fény intenzitása magas, a végső nagyság csökken. Ez a megállapítás általában érvényes a szárak és levelek esetében is.

       A fény növekedésgátló hatása annál erősebb, minél nagyobb intenzitású. A fénynek a növekedésgátló hatása annyira jelentős, hogy határozott napi periodicitást mutat, vagyis éjjel a növény mindig gyorsabban növekszik, mint nappal, annak ellenére, hogy éjjel a hőmérséklet alacsonyabb. A fény növekedésgátló hatása gibberellin adagolással megszüntethető.

 

A fény hatása a növekedés irányára:

       A hengeres növényi szervek a fény erősségétől függően a fény irányába vagy azzal ellentétes irányba nőnek.

 

       Fototropizmus: olyan görbülés, amely a megvilágított szerv két oldalának egyenlőtlen növekedésén alapul.

            Jelentősége: A hajtások és más levegőbe emelkedő növényi szervek pozitív fototropikusak, a megvilágítás irányába hajlanak. A gyökerek és más földalatti szervek negatív fototropikusak, a fénytől elhajlanak. A fényinger iránt a csúcs a legérzékenyebb, ha a csúcsot lemetszik a fototropikus érzékenység hirtelen lecsökken.

 

Fotoreceptorok:fitokrómok ( vörös fény) – kromofórja: fitokromobilin  (PHYA I. típusú; PHYB, PHYC, PHYD, PHYE II típusú)

                          kriptokrómok: (kék fény) – kromofórja: flavin és pterin

 

       A fitokróm vízben oldódó összetett fehérje (kékeszöld pigment). A kromofórcsoport a fehérjéhez észterkötéssel kapcsolódik. A növényi szövetekben 2 formája van: a fotomorfózisokban inaktív forma abszorpciós maximuma 660 nm, ezért P660– nak, az aktív forma maximuma 730 nm-en, ezért P730– nak nevezzük. A két forma reverzibilis átalakulásra képes vörös, illetve sötétvörös megvilágításban.

     Fototropikus aktivitása csak a kék sugaraknak van, a vörösnek, sárgának, zöldnek nincs.

     A növényekben sokkal kisebb mennyiségben fordul elő, mint a klorofill. A fitokróm legnagyobb mennyiségben a merisztematikus szövetekben található, megoszlása az auxinéhoz hasonló, és a vörös fény iránti érzékenységgel arányos.

 

A fitokróm által közvetített fényreakciók típusai:

1., fotoperiodikus fotomorfogenetikai reakciók

2., nem fotoperiodikus fotomorfózisok

3., morfológiai változással nem járó fényreakciók

 

hatással van:

– biológiai óra beállítása

– korai fejlődés során a csírázás indukálása ; a csíranövény fejlődése: skoto- ill. fotomorfogenezis

– a felnőtt növényeknél az árnyék elkerülése és a szomszéd növény érzékelése; a virágzás indukálása : fotoperiodizmus

 

reakcióidő alapján:

– rövid reakcióidejű, néhány perces megvilágítást igénylő reakciók (pl. gyors biokémiai reakciók, membránok permeabilitásának megváltozása)

     – a megvilágítás után hoszabb időt igénylő fotomorfózisok (pl. virágindukció)

niktinasztia: levelek alvó mozgása

     A hüvelyes növényeknél gyakori. E növények helyzete a napszak szerint változik: nappal a fénysugarakra kb. merőlegesen helyezkedik el, éjjel az egész levél a vízszintes alá süllyed, néha összecsukódik.

Ez a turgorváltozások következménye a levélalapban. A levelek napszakos helyzetváltoztató mozgása a fitokróm szabályozása alatt áll. A fitokróm szabályozza az antocianidin – szintézis enzimeknek keletkezését.

 

Virágképződés: a szükséges fényszakasz vagy sötétszakasz napi hossza, vagyis időtartama szerint:

a., rövidnappalos

b., hosszúnappalos

c., nappalközömbös növényeket különböztetünk meg.

 

 

Kék fény receptorok: CRY1 és CRY2 fotoliázhoz hasonló fehérjék, flavin és pterin kromofórokkal; NPH1 = fototropin

 

Szerpeük van:

  + és – fototropizmus, aszimmetrikus növekedés és elhajlás

   gátolja a szár megnyúlását

   szabályozza a génexpressziót

   stimulálja a sztómák nyitódását

 

A sztómák fényre adott válaszában 2 fotoreceptor vesz részt: fotoszintézis (DCMU) és kriptokróm; az ionfelvétel és az oldott szerves molekulák jelenléte miatt a zárósejtek turgora megnő; sztómanyitódás.

 

Cirkadián ciklus:

     Biológiai óra, endogén ritmus. Periodikus ismétléssel működik, és együtt hatva a környezettel – főleg a fénnyel – képes arra, hogy biokámiai reakcióit szabályozza. Az endogén ritmus megváltoztatja a biokémiai reakciósornak a fénnyel szembeni érzékenységét. Az időmérés a napi periodikus ingadozások különböző fényérzékeny fázisaival jellemezhető. Közel 24 óra a periódusa. A többsejtű növényekben több biológiai óra is működik, sokszor egymástól függetlenül pl.: némely növények levelei egyidejűleg egymástól függetlenül mozoghatnak. A biológiai óra jelen van minden sejtben. Lehetővé teszi, hogy a növény az életmódját, aktivitását illetve inaktivitását a külvilág periodikus tényezőihez – pl.: nappal és éjjel váltakozásához – alkalmazza.

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s