Оказывается, растения, находящиеся в тени соседей, получают больше света, чем считали ученые ранее. Группа исследователей из Утрехтского университета и Университета Вагенингена и исследований (WUR) описывают это в недавней статье в журнале Plant Cell & Environment. Их выводы не только продвигают исследования функционирования фотосинтеза в теневых условиях, но и могут принести пользу тепличному садоводству.
«Когда вы лучше понимаете, как разные цвета света влияют на фотосинтез и рост растений, вы можете помочь производителям разработать разумные способы дополнения естественного солнечного света цветным светом. Эффект проявляется у растений, затененных другими растениями», - объясняет эколог Утрехтского университета Хьюго де Бур, инициировавший исследование.
Это происходит потому, что растения захватывают только часть солнечного света для фотосинтеза, процесса, который растения используют для преобразования солнечного света и CO2 в глюкозу. Часть света также проходит через их листья, в основном в форме зеленого света. Вы можете увидеть это сами, когда во время прогулки в лиственном лесу посмотрите вверх: листья немного похожи на зеленые фильтры над вами. Тот же эффект происходит со светом за пределами видимой части красного цветового спектра, в диапазоне частот от 700 до 750 нм. Ученые называют этот цвет «дальнекрасным».
«Растения, которые растут в тени других растений, получают большую долю зеленого и дальнего красного света, чем растения, которые растут на полном солнечном свете. Наши исследования показывают, что растения обладают особым способом использования дальнего красного участка цветового спектра для фотосинтеза», - поясняет Хьюго де Бур.
«До сих пор исследователи редко рассматривали возможность использования растениями дальнего красного света для фотосинтеза. Это связано с тем, что предыдущие эксперименты с монохроматическим светом показали, что растения в основном используют свет видимого диапазона длин волн (от 400 до 700 нм) для фотосинтеза, а свет с более короткими или длинными длинами волн вносит незначительный вклад в этот процесс. Но когда вы объединяете дальний красный свет с небольшим количеством видимого света, он на самом деле вносит значительный вклад в фотосинтез. Поэтому мы разработали новый метод измерения и моделирования того, как дополнительный дальний красный свет вносит вклад в фотосинтез», - говорит кандидат наук WUR Тинко Янс.
Известно, что растения могут использовать дальнюю красную часть цветового спектра, чтобы распознавать соседние растения по отбрасываемой ими тени.
Янс говорит: «Многие растения реагируют на относительное увеличение дальнего красного света, вырастая прямо вверх, чтобы выиграть конкуренцию за свет. Эта реакция избегания тени также помогает производителям, поскольку она позволяет им выращивать больше растений ближе друг к другу. Последние разработки в области светодиодных технологий дали мощный стимул для исследований реакции растений на тень и использования дальнего красного света в садоводстве и тепличном растениеводстве».
«В более ранних экспериментах мы также изучали реакцию избегания тени, - добавляет Де Бур. - Помимо демонстрации морфологических изменений, наши теневые растения начали расти намного быстрее, когда мы попытались обмануть их, установив светодиодные лампы дальнего красного. К нашему удивлению, наши растения были вполне способны использовать дополнительный дальний красный свет для фотосинтеза».
Экспериментальное растение (древогубец) в экспериментальных условиях освещения с дополнительным красным и дальним красным светом. Источник: Утрехтский университет.
Исследователи провели большое количество измерений фотосинтеза, используя различные цвета и интенсивности света. Де Бур отмечает: «Но оказалось, что гораздо сложнее количественно оценить влияние цвета на фотосинтез, поскольку доступные математические модели и методы измерения основывались на предположении, что растения используют только свет видимого спектра. Поэтому мы адаптировали общепринятую модель фотосинтеза для количественной оценки влияния цвета с использованием комбинированных измерений фотосинтеза и полного спектра света, достигающего листа».
Источник: Utrecht University.
На заглавном фото исследователь доктор Хуго де Бур помещает древогубец в экспериментальные условия освещения с уменьшенным красным и дальним красным светом. Источник: Утрехтский университет.
