61. Береза — растение комнатное!

Для опыта нужны семена березы бородав­чатой, светоустановка для дополнительного освещения растений, горшки с почвой.

Соберите осенью семена березы бородавча­той. Весной посейте их в горшки. Через год разделите их на 2 группы по 4—6 растений в каждой. Растения первой группы выращи­вайте при естественном освещении (контроль­ные растения).

Саженцам второй группы создайте усло­вия постоянного длинного дня—15 и более часов освещения

157

в сутки. Для соблюдения этого условия, начиная с середины августа, допол­нительно подсвечивайте растения в течение 1—3 ч. Опыт продолжайте до начала листопа­да у берез в природных условиях.

Если условия освещения соблюдены, березы, выращиваемые в условиях длинного дня, к листопаду не приступят, хотя у другой, контрольной группы, пожелтение и опадение листьев произойдет одновременно с растениями в природе.

Прекратив дополнительную подсветку, переведите растения на характерный для дан­ного месяца короткий день. Под влиянием ко­роткого фотопериода в черешках листьев сформируется отделительный слой, листья опадут.

Продолжите опыт. Контрольные растения, успешно и вовремя закончившие листопад, раз­делите на 2 группы. Растения одной из них пересадите из горшков в почву, а вторую оставь­те зимовать в тепле. В конце апреля — нача­ле мая у деревьев, растущих вне помещения, начнут распускаться почки, а комнатные бе­резки по-прежнему будут оставаться в состоя­нии покоя, без листьев, Вывести их из этого состояния можно только длительным, в течение 2-3 месяцев, воздействием низких температур.

Таким образом, выращивать березу в домашних условиях очень сложно. Листо­пад — обязательный этап онтогенеза всех лис­топадных видов растений. Главное условие его начала — укорочение светового дня, кото­рое является сигналом приближения зимы. Обычно для формирования отделительного слоя в черешках

158

листьев растениям доста­точно 10—15 коротких дней.

Возникает вопрос: каким образом растения определяют продолжительность дня?

Восприятие действия света осуществляется голубоватым пигментом фитохромом. Фитохром локализован в поверхностной мембране клетки, эндоплазматической сети и других мем­бранах. Общее количество фитохрома в клетках ничтожно по сравнению с содержанием хлорофилла. Фитохром — регуляторный пиг­мент, который координирует прохождение рас­тением практически всех этапов онтогенеза, в том числе листопада и перехода в состояние покоя.

В мембранах клетки фитохром находится в двух взаимопревращаемых формах. Одна форма голубого цвета имеет максимум погло­щения в светло-красной области спектра с длиной волны 660 нм (Ф₆₆₀), а вторая — в темно-красной области спектра с длиной вол­ны 730 нм (Ф₇₃₀). При освещении светло-красным светом Ф₆₆₀превышается в Ф₇₃₀, который малоустойчив и в темноте посте­пенно возвращается в исходную форму Ф₆₆₀. Более быстро возврат происходит при осве­щении растений темно-красным светом (дли­на волны 730 нм). Свет волны длиной 730 нм — это дальние красные лучи, гранича­щие с невидимой инфракрасной частью спект­ра, поэтому одна форма фитохрома полу­чила название фитохром 730 дальний крас­ный (Ф_дк), а другая форма—фитохром 660 красный (Ф_к).

Таким образом, в течение дня в листе посте­пенно накапливается фитохром дальний красный.

159

Именно эта форма является физиоло­гически активной. Ее количество определяется продолжительностью дня. Когда количество активной формы фитохрома достигает крити­ческого уровня для данного вида, происходит переход от одного этапа развития к другому. В данном случае идет усиление синтеза этилена, ферментов, формирующих отделительный слой, и, в конечном итоге, опадение листьев, переход растений в состояние покоя (рис. 43).

У каждого вида растения своя критиче­ская длина дня, приводящая в действие фитохромную систему. Причем, как выяснилось, главную роль играет не продолжительность светового периода как таковая, а именно уко­рочение его. Поэтому, хотя все особи одного вида приступают к листопаду практически одновременно, у разных видов эти сроки раз­личны, но не случайны. Критическая длина дня обусловлена климатическими условиями, в которых данный вид в процессе эволюции сформировался. Переход в состояние покоя дол­жен начаться не слишком рано, так как это при­ведет к истощению растения, но и без опозда­ния, чтобы перестройка организма закончи­лась к моменту наступления неблагоприятных условий.

В субтропиках СССР, на юге Европы благо­приятные климатические условия позволяют начать подготовку к зиме значительно позже, чем в средней полосе. Поэтому южные виды, выращиваемые в условиях средней полосы СССР, например робиния лжеакация, хризан­темы, не начинают этой подготовки до тех пор, пока длина дня не уменьшится до критической

160

величины. И конечно, запаздывают: листья их остаются зелеными до первых морозов.

Интересно, что де­ревья, растущие воз­ле уличных фонарей, осенью дольше оста­ются зелеными, что объясняется увеличе­нием продолжитель­ности светового перио­да в течение суток.

Задание. На чер­нике, голубике изучите зависимость наступле­ния листопада от про­должительности дня.

Рис 43 Отделительный слой у основания листового черешка.