våren har äntligen kommit, och överallt ser du blommor börjar blomma. Men hur på jorden känner växter sin vår och att det är dags att börja blomstra?
kontroll över växtblomningstid är oerhört viktigt. Till exempel är insektsbestämare bara runt vid vissa tider på året. Om en växt skulle börja blomma för tidigt eller sent, skulle pollinering och produktion av nästa generations växter inte hända.
för att säkerställa blomning vid rätt tidpunkt är växter beroende av en rad miljöfaktorer som hjälper till att berätta för dem när de ska börja blomma, inklusive: mattillgänglighet, ljus och temperatur. Dessa faktorer är alla kopplade ihop i ett komplext nätverk. Detta komplexa nätverk hjälper också växter att inte felaktigt svara på en enda blommande miljökod. Till exempel, om en växt förlitade sig enbart på temperaturen som en signal, kan det sluta blomma för tidigt – tänk på de udda ’heta’ dagarna i början av vintern, följt strax efter av tung frost eller snö…
frågan om hur växter känner sin tid att blomma är väldigt komplex och är fortfarande unraveled nu. I det här inlägget kommer jag att prata mycket kort om hur dagsljus och temperatur kan påverka växtblomningstiden, jag kommer att länka en massa mycket mer djupgående artiklar i slutet om du vill läsa in detta mer!
dagsljus:
en av de viktigaste faktorerna som styr blomningstiden är fotoperioden – eller antalet timmar av ljus och mörker som en växt utsätts för. Ofta är det tänkt att det är antalet timmar av dagsljus som är viktigt för blommande växter men det är faktiskt längden på mörkret som är viktigast!
en växt som behöver en lång period av mörker kallas ’kort dag’ växter. Många vårväxter är korta dagväxter, dessa kräver mindre än 12 timmars dagsljus om dagen, mer än detta kommer att stoppa blommbildning.
Långdagsplantor å andra sidan börjar bara blomma när de börjar få mer än 12 timmars dagsljus om dagen. De flesta sommarväxter och grönsaker är långdagsväxter.
det finns också så kallade ’dagneutrala’ växter som faller utanför någon kategori, vilket innebär att de blommar oavsett dagslängd förmodligen förlitar sig på andra Miljösignaler istället.
så, hur känner växter denna förändring i nattlängd? Många blommande växter använder en fotoreceptormolekyl för att känna av förändringen i nattlängd.
det finns två typer av fotoreceptormolekyler: Fytokromer som känner av rött/långt rött ljus och kryptokromer som känner av blått/uva-ljus.
fytokromerna tillåter växter att känna när det är dag och natt – via exponering för rött ljus, som är närvarande i dagsljus. Fytokromer har två former-den aktiva röda ljusabsorberande formen och den inaktiva långt röda ljusabsorberande formen. När fytokromen är i sin aktiva form främjar den växttillväxt, medan den inaktiva formen förhindrar växttillväxt.
Kryptokromer är en annan typ av fotoreceptor som är viktig för fotoperiodism, som förbinder dygnsrytmen med ljus. Cirkadisk rytm är när en biologisk process går upp och ner inom en 24-timmarsperiod.
dessa två receptorer arbetar tillsammans i växten för att hjälpa till att kontrollera växternas svar på dagsljus – det här är en ganska komplex process, och mycket arbete görs fortfarande på detta område för att förstå hur dessa två fotoreceptorer kontrollerar blommans initiering.
vår kunskap om dessa fotoreceptorer, och växternas svar på rött och blått ljus, är något vi kan utnyttja. Vi manipulerar ofta ljusexponering av växter och sammansättningen av onaturligt ljus (i.e röd/blå mängder i LED-belysning) för att stimulera blommande av växter ur sin naturliga säsong betyder det att vi kan få frukt, grönsaker och blommor året runt trots de förändrade dag-nattlängderna.
temperatur:
många växter har en söt plats – en temperatur där deras frön gror bäst. Frön som är inställda på en under optimal temperatur (t.ex. för kallt) kommer ofta inte att gro. Detta innebär att växter måste ta hand när man tar signaler från temperaturen. Processen med temperaturavkänning är en komplex mekanism i växter – med växter som känner av både luft och marktemperatur. Cellsignalvägen som leder till blomutveckling är ofta beroende av aktivering och deaktivering av flera molekyler samtidigt för att ’aktivera’ blomningsvägen. Detta förhindrar blommor börjar blomma i förtid till exempel som svar på en varm dag i början av vintern.
många växter använder också en process som kallas vernalisering för blomning. Det här är när en växt behöver en period av långvarig kyla innan de kan sätta frö och börja blomma.
denna funktion är något som kan orsaka växter svårigheter inför klimatförändringen. I framtiden kan vi mycket väl ha mildare vintrar, med brist på långa kalla perioder. Eftersom många växter kräver dessa kalla perioder för blomning på våren och sommaren, kan frånvaron av kalla dagar påverka växternas spiring. Detta är ett särskilt viktigt övervägande med grödor.
vernalisering, och klimatpåverkan på växttillväxt och blomning är ett område för Växtvetenskap som för närvarande undersöks i mycket detalj. Även om vi vet en hel del om hur växter svarar på temperaturen, finns det fortfarande många okända. Om vi kan räkna ut dessa processer fullt ut kan vi kanske hjälpa till att hitta sätt att fullt ut framtidssäkra våra grödor oavsett vad årstiderna ger.
Detta är bara en mycket snabb introduktion till växtblomning – se till att du kolla in några av länkarna nedan om du vill ta reda på ännu mer om blomningens komplexitet!
http://extension.oregonstate.edu/gardening/what-are-short-day-and-long-day-plants
http://flor.hrt.msu.edu/assets/Uploads/Red-light3.pdf – kort artikel om påverkan av rött ljus på växttillväxt.
http://www.plantphysiol.org/content/123/1/39 – fördjupad uppsats om fotoreceptorer och reglering av blomningstid
http://plantcellbiology.masters.grkraj.org/html/Plant_Growth_And_Development11-Physiology_Of_Vernalization.htm – fördjupad artikel om vernalisering och blomning