Глава 11. Регулирование роста светом

Зеленое растение - не просто машина, работающая на солнечной энергии: сама структура этой машины частично определяется количеством и качеством лучистой энергии, которую она получает. На проросток, выращенный в темноте, глубокое влияние оказывают поглощение даже немногих квантов света: изменяются скорость и направление роста листьев и стебля, выпрямляется изгиб листовой подушечки (плюмулы), развиваются эпидермальные волоски, происходят изменения в пигментации листьев и стебля и во многих деталях внутренней анатомии проростка. В более поздний период жизни от света зависят цветение и плодообразование. Наконец, опадение листьев, переход почек и семян в состояние покоя и феномен старения - это тоже следствие полученных ранее световых и иных сигналов.

Разнообразные процессы, опосредующие влияние света на форму растений, обобщенно были названы фотоморфогенезом. Хлорофилл и различные вспомогательные пигменты фотосинтетического аппарата не играют в этих процессах главной роли: она принадлежит фикобилиновому пигменту фитохрому и какому-то еще не охарактеризованному желтому веществу - возможно, флавопротеидному ферменту. Содержание этих пигментов в растениях чрезвычайно мало; поэтому не удивительно, что количества энергии, необходимые для насыщения соответствующих фотопроцессов, на несколько порядков ниже, чем при фотосинтезе. Продукты этих световых реакций не регулируют рост растений стехиометрически, как это делает сахар, образующийся при фотосинтезе. Скорее они влияют на такие параметры, как проницаемость мембран, функция генов и активность ферментов, измененное состояние которых намного усиливает действие каждого поглощенного кванта. Таким образом, в то время как при фотосинтезе 8-10 квантов света необходимо для высвобождения всего лишь одной молекулы O₂, то же число квантов на одну клетку может полностью определить репродуктивную судьбу растения или направление роста всего стебля. В этой главе мы узнаем о пигментах, фотопроцессах и дальнейших физиологических механизмах, участвующих в контроле фотоморфогенеза.