Техника - молодёжи 1982-09, страница 49

КРАСНЫЙ СВЕТ!

ЛАРИС/ БОЙКО, доктор биологических наук, заведующая кафедрой физиологии растений Периского государственного университета

высокоэнергетическими процессами. Мнение довольно спо ное.

Будем рассуждать так. Известно, что фоторегуляция — индукционный процесс. Это означает, что видимое излучение определенной длины волны служит только неким спусковым механи мом для инициации фоторегуляторной реакции, выступая в роли сигнала-иидукто-ра, а уж дальше все протекает по другим законам. Для выполнения этой функции нужны весьма малые дозы световой энергии, поскольку квант, образно говоря, только «нажимает кнопку звонка». И в этом заложен глубокий смысл. Как раз низкий световой порог фоторегуляции обеспечивает ее независимость от колебаний интенсивности освещения. Иначе растения реагировали бы только на определенную освещенность...

Итак, каким именно образом, каким участком спектра регулируют растения свой рост? Исследованием этого вопроса занялась профессор нашей кафедры Людмила Александровна Бойко. Она установила, что для этой цели растения и:пользуют сумеречный утренний или вечерний свет.

Чем Же он хорош? Да все очень просто. Сумерки — это преобладание красного света низкой интенсивности. В этом легко убедится каждый, наблюдая за восходом и заходом солнца в часы, когда небо окрашивается во все более и более красный тон.

Предположение позволило с совершенно новых позиций оценить значение длины дня для растений, реагирующих на ее изменение (фо-топериодически чувствительных растений). Продолжительность световых часов потому так и важна для них, что связана с про яженностью сумерек.

Кроме того, сигнал, «: впускающий» фоторегуляторную реакцию, должен отличаться высокой надежностью. Красный свет отвечает этому требованию. Он, как говорят нам геофизики, не гасится при прохождении через приземный слой атмосферы, как другие лучи солнечного спектра, поскольку не поглощается барьерными веществами — озоном, водой, углекислым газом. У красного света самый низкий коэффициент аэрозольного ослабления. И что еще характерно — в качестве сигнала-индуктора он (и это доказала многократными опытами JI. Бойко) «работает» только при низкой своей интенсивности.

Казалось бы, все ясно, и вскрыта еще одна тайна природы. Однако

нужно преодолеть утвердившиеся воззрения, согласно которым ин дуктором для запуска фотоперио дической реакции всегда выступает продолжительность дня или ночи, или соотношение светлых и темных отрезков суток в естественных и иск ;ственных фотопериодах.

И вот тогда исследователю помогла теория информации. Согласно представлениям биокибернетиков носителями информационных сигналов могут быть разные виды энергии или вещество. Но какую энергию несет темнота, тс зсть отсутствие света? Никакой А посему быть таким сигналом она не может. Бедь ре ептивный белок, воспринимающий информацию, должен получить пределенную дозу энергии, которая приведет его в возбужденное состояние Именно ато возбуждение станет первым этапом передачи сигнала к системам, вырабатывающим ответ. Итак, свет — носитель энергии, и только он может выступать в качестве информационного сигнала индуктора.

Избирательность рецептивного белка к поглощению излучение строго определенной частоты связана с резонансным мех низм м Каждая молекула такого белка может «вобрать» в себя только те из лучения, частота i-олебаний которых соответствует частоте колебаний ее собственных электронов.

И то, что имени красный сумеречный свет низкой интенсивности, а не темнота «запускает» фотопериодическую реакцию, доказал следующий опыт. JI. Бойко выращивала короткодневные тропические растения при кру . суточном сильном белом свете. Часть из них в момент наступления сумерек на их родине непродолжительно облуча лась красным светом низкой интен сивности. И что же? Облученные растения в отличие от остальных зацвели, восстановили программу своего развития! А на коротком дне с последующей см ной его абсолютной темнотой растения были сильно угнетены. Однако если в определенный период темноты их освещали все тем же красным светом, они буквально оживали, нормально росли и развивались (Кстати, в опы тах по изучению фотопериодизма многие исследователи «предлагают» растениям абсолютную темноту в ночное время суток. Но это неправильно, ведь абсолютной темноты ночью в природе не бывает.)

Еще в 1973 году Л. Бойко в докторской диссертации предложила гипотезу механизма действия красного света низкой интенсивности

на рост и развитие фотопериодиче-ски чувствительных растений. Два соединения — фитохром и хлорофилл, поглощающие красный свет, играют здесь главные роли. Фитохром как рецептивный белок запускает цепь реакций, связанных со считыванием генетической информации с ДНК о программе роста и развития растений, о синтезе веществ, регулирующих эти процессы. Хлорофилл же участвует в фотосинтезе, пост вляющем продукты для образования трофических и гормональных регуляторов роста и развития. Без обеспечения фотосинтеза (а такие опыты тоже ставились), красный свет низкой интеисивиости не действует ни на рост, ни на развитие растений. Другими словами, фитохром и хлорофилл должны работать «в одной упряжке».

Действительно, исследования Л. Бойко показали, что существует определенная взаимосвяз чувствительности растений к красному свету низкой интенсивности с их биоритмами. Это позволило на строго научной основе составить программу облучения растений из тропической и умеренной широтных климатических зон с целью ускорения роста и развития, повышения продуктивности. Например, томаты и огурцы, если их в определенное время суток освещать красным светом низкой интенсивности, ускоряют развити на две-три недели, а урожай возрастает в два-четыре раза. Эти результаты получены не только в лаборатории, но и в производственных условиях (в теплицах колхоза «Россия» Пермской области). На сегодняшний день испытано на отзывчивость к красному свету более 50 видов и огромное число сортов культурных растений.

Широкое признание и внедрение новых результатов в прак : к будет способствовать решению Продовольственной программы страны.

СОВЕТУЕМ ПРОЧИТАТЬ:

1. Лазер ра отает на >ож й. «Правда» от 30 ноября 1973 года.

2. Заслон перед лучом. «Советская Россия» от 13 декабря 1981 года.

3. Лазер в сельском хозяйстве. Сборник «Инструмент века». М., «Знание», 1980, с. 22—24.

4. В. И н ю ш и н, Г. Ильясов, Н. Федорова. Луч лазера и урожай Алма-Ата, «Кайнар», 1981.

ОПЕРАЦИЯ „ВНЕДРЕНИЕ"