végre eljött a tavasz, és bárhová nézel, virágok kezdenek virágozni. De honnan a fenéből tudják a növények, hogy itt az ideje a virágzásnak?
a növények virágzási idejének ellenőrzése rendkívül fontos. Például a rovarok beporzói csak az év bizonyos időszakaiban vannak. Ha egy növény túl korán vagy későn kezdene virágozni, a beporzás és a növények következő generációjának termelése nem történne meg.
a megfelelő időben történő virágzás biztosítása érdekében a növények számos környezeti tényezőre támaszkodnak, amelyek segítenek megmondani nekik, hogy mikor kezdjék el a virágzást, többek között: az élelmiszer rendelkezésre állása, a fény és a hőmérséklet. Ezek a tényezők mind összekapcsolódnak egy összetett hálózatban. Ez a komplex hálózat segít a növényeknek abban is, hogy ne reagáljanak helytelenül egyetlen virágzó környezeti jelre. Például, ha egy növény pusztán a hőmérsékletre támaszkodik jelzésként, akkor túl hamar virágzhat – gondoljunk csak azokra a furcsa ‘forró’ napokra a tél elején, amelyeket nem sokkal később erős fagy vagy hó követ…
a kérdés, hogy a növények hogyan érzékelik a virágzás idejét, nagyon összetett, és még mindig bontatlan. Ebben a bejegyzésben nagyon röviden beszélek arról, hogy a napfény és a hőmérséklet hogyan befolyásolhatja a növény virágzási idejét, a végén egy csomó sokkal mélyebb cikket fogok összekapcsolni, ha többet szeretne olvasni!
napfény:
a virágzási időt szabályozó egyik legfontosabb tényező a fotoperiódus, vagyis a fény és sötétség óráinak száma, amelyeknek a növény ki van téve. Gyakran azt gondolják, hogy a napfény óráinak száma fontos a növények virágzásához, de valójában a sötétség hossza a legfontosabb!
azokat a növényeket, amelyeknek hosszú sötétségre van szükségük, rövid napos növényeknek nevezzük. Sok tavaszi növény rövid napos növény, ezek kevesebb, mint 12 órányi napfényt igényelnek naponta, annál többet, mint ez megállítja a virágképződést.
a hosszú napos növények viszont csak akkor kezdenek virágozni, ha naponta több mint 12 órányi napfényt kapnak. A legtöbb nyári növény, a zöldségek pedig hosszú napos növények.
vannak úgynevezett ‘nap semleges’ növények is, amelyek bármelyik kategórián kívül esnek, vagyis a nap hosszától függetlenül virágoznak, valószínűleg más környezeti jelzésekre támaszkodva.
szóval, hogyan érzékelik a növények ezt az éjszakai hosszúság változását? Sok virágos növény fotoreceptor molekulát használ az éjszakai hossz változásának érzékelésére.
kétféle fotoreceptor molekula létezik: a Fitokrómok, amelyek érzékelik a vörös/távol-vörös fényt, és a kriptokrómok, amelyek érzékelik a kék/uva fényt.
a fitokrómok lehetővé teszik a növények számára, hogy érzékeljék, mikor van nappal és éjszaka – a vörös fénynek való kitettség révén, amely nappali fényben van jelen. A fitokrómoknak két formája van: az aktív vörös fényelnyelő forma és az inaktív távol-vörös fényelnyelő forma. Amikor a fitokróm aktív formában van, elősegíti a növény növekedését, míg az inaktív forma megakadályozza a növény növekedését.
a Kriptokrómok egy másik típusú fotoreceptor, amely fontos a fotoperiodizmus szempontjából, összekapcsolva a cirkadián ritmust a fénnyel. A cirkadián ritmus az, amikor egy biológiai folyamat 24 órán belül fel-le megy.
ez a két receptor együtt dolgozik a növényben, hogy segítsen szabályozni a növények napfényre adott válaszát – ez egy meglehetősen összetett folyamat, és még sok munka folyik ezen a területen annak teljes megértése érdekében, hogy ez a két fotoreceptor hogyan szabályozza a virág iniciációját.
a fotoreceptorokról és a növények vörös és kék fényre adott reakcióiról szerzett ismereteinket ki tudjuk használni. Gyakran manipuláljuk a növények fényexpozícióját és a természetellenes fény összetételét (i.e Piros / kék mennyiség a LED-es világításban), hogy ösztönözze a növények virágzását a természetes évszakon kívül, ez azt jelenti, hogy egész évben gyümölcsöt, zöldséget és virágot kaphatunk a változó nappali-éjszakai hossz ellenére.
hőmérséklet:
sok növénynek van egy édes foltja – olyan hőmérséklet, amelyen a magok a legjobban csíráznak. Az optimális hőmérsékleten (például túl hideg) beállított magok gyakran nem csíráznak. Ez azt jelenti, hogy a növényeknek gondoskodniuk kell a hőmérséklet jelzéseiről. A hőmérséklet-érzékelés folyamata összetett mechanizmus a növényekben – a növények érzékelik mind a levegő, mind a talaj hőmérsékletét. A virágfejlődéshez vezető sejtjelzési útvonal gyakran több molekula egyidejű aktiválásától és deaktiválásától függ, hogy bekapcsolja-e a virágzási utat. Ez megakadályozza, hogy a virágok idő előtt virágozzanak, például a tél elején egy forró napra reagálva.
sok növény a virágzáshoz vernalizációnak nevezett eljárást is alkalmaz. Ez az, amikor egy növénynek hosszabb ideig tartó hidegre van szüksége, mielőtt képes lesz a vetőmagot és a virágzást megkezdeni.
ez a tulajdonság olyan dolog, ami nehézséget okozhat a növényeknek az éghajlatváltozással szemben. A jövőben enyhébb tél lehet, hosszú hideg időszakok hiányában. Mivel sok növény igényli ezeket a hideg időszakokat a tavaszi és nyári virágzáshoz, a hideg napok hiánya befolyásolhatja a növények csírázását. Ez különösen fontos szempont a növényi növényeknél.
a vernalizáció és az éghajlat hatása a növények növekedésére és virágzására a növénytudomány olyan területe, amelyet jelenleg nagyon részletesen vizsgálnak. Bár elég sokat tudunk arról, hogy a növények hogyan reagálnak a hőmérsékletre, még mindig sok ismeretlen. Ha képesek vagyunk teljes mértékben kitalálni ezeket a folyamatokat, akkor segíthetünk megtalálni a módját, hogy teljes mértékben jövőbiztossá tegyük növényeinket, függetlenül attól, hogy mit hoznak az évszakok.
ez csak egy nagyon gyors bevezetés a növények virágzásába – feltétlenül nézze meg az alábbi linkeket, ha még többet szeretne megtudni a virágzás összetettségéről!
http://extension.oregonstate.edu/gardening/what-are-short-day-and-long-day-plants
http://flor.hrt.msu.edu/assets/Uploads/Red-light3.pdf – rövid cikk a vörös fény növénynövekedésre gyakorolt hatásáról.
http://www.plantphysiol.org/content/123/1/39 – részletes kutatási cikk a fotoreceptorokról és a virágzási idő szabályozásáról
http://plantcellbiology.masters.grkraj.org/html/Plant_Growth_And_Development11-Physiology_Of_Vernalization.htm – részletes cikk a vernalizációról és a virágzásról