Друзья и коллеги, вчера разбирали с детками задачку из пробника. И это прямо наша с вами задачка! Вот она.
Несмотря на переменчивую погоду, каждый вид растений цветёт примерно в одно и то же время года. Как называется данное явление у растений?
Растения умеренного климата зацветают, когда световой день превысит 12 часов (длиннодневные растения). Для зацветания тропических растений необходимо, чтобы световой день был меньше 12 часов (короткодневные растения). Как можно объяснить такую закономерность?
Учёные провели эксперимент, в котором затеняли светонепроницаемым пакетом целое растение или его часть, сокращая таким образом световой день до 8 часов (см. рис). Предположите, длиннодневным или короткодневным является растение, изображённое на рисунке. Ответ поясните. Какой орган растения воспринимает длину дня? Ответ поясните, опираясь на данные рисунка.
Задачка (для решающих) хороша тем, что имеет ряд вопросов, по которым мы, как по ступенькам, идём к полному баллу.
🌒 Фотопериодизм
Несмотря на переменчивую погоду, каждый вид растений цветёт примерно в одно и то же время года. Как называется данное явление у растений?
Первый вопрос простой. Когда у живых организмов что-то привязано ко времени года - это фотопериодизм. Явления природы в сезонном климате привязаны не к температуре, не к влажности, а к астрономической длине дня. И даже при теплом сентябре процесс подготовки к осени у деревьев всё равно идёт, потому что у них внутри четко зафиксировано: "При долготе дня меньше 14 часов начинай готовиться к зиме!!!". И оно начинает, как бы обманчиво тепло не было.
С фотопериодизмом связан очень важный процесс подготовки к зиме. Но про это я вам потом расскажу.
🌻 Длинно- и короткодневные растения
По условиям задачи известно, что растения умеренного климата зацветают, когда световой день превысит 12 часов (длиннодневные растения). Для зацветания тропических растений необходимо, чтобы световой день был меньше 12 часов (короткодневные растения). Здесь надо вспомнить, где у нас умеренный климат, а где - тропический.
Умеренный - у нас. Это там, где есть настоящая холодная зима со снегом. А почему она есть? "Ну, - отвечают дети, - потому что не так тепло... или не так долго тепло... ". А почему не тепло или не так долго? Да потому что солнце светит в тропиках (около экватора) и у нас по-разному.
На экваторе солнце висит всегда в зените - над головой. И день с ночью там по 12 часов ровно. И никакой сезонности нет вообще.
В тропиках солнце чуть ниже спускается из зенита, и день с ночью проявляют лёгкую тенденцию к неравномерности. Зимой день чуть короче, а летом - чуть длиннее - но всё равно короткий! А зима-о там какая? Тёплая! Растения не спят зимой. Но для них, неженок, 10-15°С это бр-р-р! Холодно. Так что цветут они все равно весной и летом, когда день начинает увеличиваться. В общем, цвести надо начинать, когда самый короткий день становится чуть длиннее. Для них это значит, что пришла весна.
Вот в Паттайе, например. Самый короткий день 11 часов 22 минуты. А самый длинный - 12 часов 53 минуты.
Наши же растения живут в совсем других условиях. У нас, например, в Новосибирске, самый короткий день - 7 часов 10 минут, а самый длинный - 17 часов 24 минуты. То есть у нас всё их изменение длинны для с 11 до 12 часов приходится на середину марта! В это время не то что цвести, расти может разве что мать-и-мачеха, да и то на теплотрассе. Нет, наши растения ждут дня подлиннее - скажем, в 15-16 часов хотя бы, это май-июнь. То есть, наши растения умеренного климата - они растения длинного светового дня. Потому что только в это время у нас уж точно будет тепло.
В общем, ответ на этот вопрос такой - в тропиках день в принципе короткий - что зимой, что летом. И растения "включаются" на цветение когда совсем короткий день становится чуточку длиннее. Но все равно он короткий.
У нас длина светового дня очень сильно различается. По-настоящему тепло становится тогда, когда день станет длинным, около 15-16 часов. Поэтому наши растения - растения длинного светового дня.
🕙 Эксперимент с длинной светового дня
А дальше, собственно, эксперимент.
Учёные провели эксперимент, в котором затеняли светонепроницаемым пакетом целое растение или его часть, сокращая таким образом световой день до 8 часов (см. рис). Предположите, длиннодневным или короткодневным является растение, изображённое на рисунке. Ответ поясните.
Некое растение (не будем говорить, что это хризантема) освещали светом по 16 часов в день - и оно не цвело (А). Потом завернули его в непроницаемый для света пакет так, чтобы день сказался всего 8 часов. И - вуаля! - оно зацвело (Б). Какое это растение? Ну конечно короткодневное!
А теперь ещё один вопрос.
Какой орган растения воспринимает длину дня? Ответ поясните, опираясь на данные рисунка.
Для этого мы укутывали от света не всё растение, а отдельные его части. Завернули верхушку - но нет, не сработало. Растение не зацвело (В).
Завернули листья - и да, сработало! Цветок раскрылся (Г).
А значит, что за слежение за световым днём отвечает лист. Ну это итак понятно, ведь светочувствительный пигмент хлорофилл у растений как раз в листьях.
Вот и все дела.
🥦 Короткодневные и длиннодневные растения у нас в садах и огородах
Это изменение цветового дня может шутки шутить как с цветоводами, так и с огородниками.
Замечали, наверное, что весенне-цветущие растения часто цветут и осенью? Примулы, прострелы, морозники всякие. Вишни, яблони, сирени. Это как раз потому что они растения относительно короткого светового дня. А осенью он такой же, как и весной. Только осенью в это время холодно, и все процессы у растений затухают. Но если вдруг тепло и день короткий, то они включаются и зацветают. особенно, если это растение растет в горах или на севере, а мы его перенесли на юг. Прострелы в Краснодаре легко процветут в октябре, но на родине в октябре уже снег лежит, и цвести они точно не станут.
А вот типичные растения длинного светового дня - капуста, редиска или репа. Они из наших мест родом, и цветут летом. Весной, когда день ещё длинный, они наращивают листья, или корнеплоды, или что там у капуст бывает. Если посеять, например, редиску летом, то она не будет ничего наращивать, а сразу зацветёт. Но нам-то не цветов от неё надо! И мы сеем её ранней весной. Ну или поздним летом! Скажем, в июле запросто можно посеять редис, листовую капусту или дайкон. В это время день укорачивается, и она опять принимается наращивать запасы. А тепла ещё хватит.
Конечно, селекционеры вовсю стараются "отвязать" растения от фотопериодизма. Чтобы они у нас могли расти когда надо нам, а не им. Такие сорта называются сорта "нейтрального" светового дня. Есть много сортов редиски, которые даже при посеве в июне дадут урожай. Их световые часы сломаны селекцией.
Ну, селекция - она такая. Надо что-то природное сломать, чтобы что-то другое улучшить. Не даром сорта растений не очень устойчивы в природе. Да и слава богу. В природе должно природное расти. В саду - садовое.
Но нам ничто не указ. Мы посадим растение из Анд рядом с растениями из Китая, Ирана и Греции, и они будут расти как миленькие! Знаете такие растения?
Конечно, знаете. А если не знаете, так я вам подсажу! Так что забегайте! Тут у нас весело.
Всегда ваша, Лл.