Материалы портала «Научная Россия»

Биохимический «термометр» включает у растений весну

Биохимический «термометр» включает у растений весну
Чем теплее ночью, тем быстрее молекулы фитохрома переходят в неактивное состояние и разблокируют гены, отвечающие за рост тканей.

Ученые из Кембриджского университета, под руководством доктора Филипа Уигга (Philip Wigge) открыли биохимический «термометр», который запускает у растений процессы роста весной. Статью об этом, опубликованную в журнале Science, пересказывает пресс-релиз Кембриджского университета.

Этим «термометром» оказались молекулы пигмента фитохрома. Они существуют в двух формах — неактивной и активной; активация происходит на свету, а деактивация — напротив, в тени. При этом активная форма молекулы присоединяется к генам, отвечающим за рост растения и «отключает» их.

Таким образом, когда растению хватает света, оно практически не растет в высоту. Если же оно оказывается в тени (например, другого растения), фитохром деактивируется, и оно начинает снова тянуться к солнцу. Фитохромная система также запускает у растений цветение и другие важные процессы.

Но все это происходит днем, а ночью имеет место несколько другая картина. Вместо того, чтобы с наступлением темноты деактивироваться сразу, фитохром делает это постепенно, со скоростью, которая зависит от температуры воздуха. Чем холоднее, тем медленнее его молекулы деактивируются и, соответственно, тем дольше блокируют гены, которые отвечают за рост.

Именно по этой причине растения зимой практически не растут. Зато когда наступает весна и ночные температуры повышаются, фитохром начинает деактивироваться быстрее, и растение начинает быстро расти, у него распускаются почки и так далее.

Интересно, что у разных растений этот механизм влияет на рост в разной степени. Это объясняет закономерность, подмеченную в английской поговорке "Oak before Ash we'll have a splash, Ash before Oak we're in for a soak" (переводится примерно так: «Если дуб идет в рост раньше ясеня, будут брызги, а если ясень раньше дуба — то потоп»). Под «брызгами» и «потопом» в данном случае понимаются, соответственно, относительно сухое или очень влажное лето.

«Дуб больше полагается на температуру, используя фитохром в качестве "термометра" для запуска своего развития, в то время, как ясень скорее "замечает" наступление нового сезона по изменению длины дня. Более теплая весна и, соответственно, повышенная вероятность жаркого лета, приведет к тому, что дубы пойдут в рост раньше ясеней. Холодной весной мы увидим обратную ситуацию — а как британцы очень хорошо знают, более холодное лето обычно бывает и более влажным», — объяснил доктор Уигг.

Открытие кембриджских ученых имеет важное прикладное значение. В связи с глобальным изменением климата, сроки прихода весеннего тепла в разных уголках земного шара становятся менее предсказуемыми. Чтобы получать хорошие урожаи сельскохозяйственных культур и прокормить растущее население планеты, мы должны лучше понимать, как работают механизмы роста у растений.

Напомним, в 2014 году американские ученые, изучая все ту же фитохромную систему, придумали, как заставить растения цвести круглогодично (и, соответственно, давать больше урожаев).

растения температура фитохром

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий