Существуют такие организмы, автотрофы, которые могут получать энергию с помощью солнечного света. Вы, наверное, уже догадались, что к таким счастливчикам относятся растения. Кроме того, в группу включены и цианобактерии, но это уже совсем другая история.
Для восприятия сигналов у организмов есть рецепторы, в случае растений, это фоторецепторы. Рецепция – вообще штука сложная и многосоставная, мы поговорим о таком элементе фоторецепции как фитохромы.
Как это часто бывает, суть термина кроется в его корнях: фито – растения, хром – цвет/краска. Выходит, что это тип пигмента у растений, позволяющий им улавливать энергию солнца. Для жизни ресурсы нужны всем, от микроорганизмов до гигантских голубых китов, из чего мы делаем вывод, что чем лучше будет работать система «отлова» солнечных лучей, тем больше интенсивнее будут идти процессы в организме. В первую очередь это касается обмена веществ и физиологии: прорастание семени, его рост, цветение.
Свет не является абсолютной постоянной, он бывает разной интенсивности, разной длины волны. Для фитохромов ключевую роль играет красный свет.
При поглощении красного света длиной волны ~ 660 нм неактивный фитохром переходит в активную форму, а при поглощении дальнего красного света, длина волны которого составляет ~ 730 нм, происходит обратный переход. Сам процесс представляет собой поворот части молекулы фитохрома. Для наглядности возьмите в руки собранный кубик Рубика и поверните один ряд – это фитохром перешел в активное состояние. Верните все в первозданный вид, сделав обратное движение, — фитохром снова неактивен.
Выходит, что при большом количестве красного света, много активного фоторецептора, а при большом количестве дальнего красного света – неактивного
Уже становится понятно, что фитохромы – далеко не последние по своей важности структуры. Познакомимся с их валянием на жизнь растений поближе. Может, даже позавидуем.
В результате, по истине, магического превращения фитохромов, происходит образование антиоксидантов и антиоксидантных ферментов. Как сейчас популярны эти соединения! Маски для лица с антиоксидантами, напитки с антиоксидантами, косметика с антиоксидантами. Чего только нет, чтобы спасти наш организм от окисления, которое медленно, но верно ведет к изнашиванию. Растениям, как видите, не приходится делать процедуры для получения этих веществ. Такой номер, кстати говоря, позволяет представителям флоры притормозить окислительные реакции и даже замедлить старение, т.к ферменты и белки начинают распадаться в меньшей степени.
Также, предполагается, что выработка во время перестройки активируется образование других пигментов, которые способны поглощать ультрафиолетовый свет. В результате, получается практически защитный экран.
У растений, которые содержат больше активного фитохрома, чем неактивного, количество устьиц на поверхности листа больше. Устьица – некоторый аналог пор кожи человека. Они тоже могут расширяться, сужаться, секретировать, то есть выводить на поверхность, например, излишки воды или эфирные масла. Так как устьиц в таких листьях больше, то и фотосинтез там идет интенсивнее, ведь поступает больше углекислого газа, а вода используется эффективнее. В процессах фотосинтеза принимают участие мембранные органоиды, называемые хлоропластами. Они имеются только у автотрофных организмов. Большое количество активных фитохромов приводит к увеличению хлоропластов в клетках растений.
Выходит, что фитохромы – крайне полезные штуки, которые мы, к сожалению, не можем посмотреть и пощупать. Остается только удивляться тому, как же все-таки интересно устроены организмы.
Автор текста
студентка 3 курса направления «биология» БФУ им.Канта
Ефимова Ксения