آیا گیاهان روز و شب را تشخیص می دهند؟

چگونه گیاهان روز و شب را تشخیص می دهند؟

گیاهان تعدادی مکانیسم دارند که به آنها اجازه می دهد بین روز و شب تمایز قائل شوند. مکانیسم اولیه شامل درک نور است که توسط پروتئین های گیرنده نوری در سلول های گیاهی تسهیل می شود. این پروتئین های گیرنده نوری مانند فیتوکروم ها، کریپتوکروم ها و فتوتروپین ها به طول موج های مختلف نور حساس هستند و در تنظیم انواع فرآیندهای فیزیولوژیکی از جمله جوانه زنی بذر، طویل شدن ساقه، حرکت برگ ها و باز و بسته شدن روزنه ها نقش دارند.

به عنوان مثال، فیتوکروم ها گیرنده های نور قرمز/قرمز دور هستند که نقش عمده ای در تنظیم گذار از رشد رویشی به گلدهی دارند. آنها این کار را با حس کردن محیط نور و تنظیم الگوهای بیان ژن بر اساس آن انجام می دهند. در حضور نور قرمز، فیتوکروم‌ها فعال می‌شوند و باعث بیان ژن‌هایی می‌شوند که گلدهی را افزایش می‌دهند، در حالی که در حضور نور قرمز دور، فیتوکروم‌ها مهار شده و از گلدهی جلوگیری می‌کنند.

از طرف دیگر کریپتوکروم ها گیرنده های نور آبی هستند که در تنظیم ریتم های شبانه روزی نقش دارند. این پروتئین ها به گیاهان کمک می کنند تا با تشخیص وجود یا عدم وجود نور و تنظیم الگوهای بیان ژن ها، زمان روز را پیگیری کنند. برای مثال، در حضور نور، کریپتوکروم‌ها بیان ژن‌های دخیل در غیرفعال کردن ساعت شبانه‌روزی را تحریک می‌کنند، در حالی که در تاریکی، بیان ژن‌های دخیل در فعال‌سازی ساعت شبانه‌روزی را تحریک می‌کنند.

فتوتروپین ها، نوع دیگری از گیرنده های نور، گیرنده های نور آبی هستند که در تنظیم نور تروپیسم یا خم شدن گیاهان در پاسخ به نور نقش دارند. هنگامی که فتوتروپین ها در معرض نور آبی قرار می گیرند، یک آبشار سیگنال را ایجاد می کنند که منجر به انحنای ساقه گیاه می شود یا به سمت منبع نور شلیک می کند.

به طور خلاصه، گیاهان از پروتئین های گیرنده نوری برای تشخیص روز و شب استفاده می کنند و این پروتئین ها در تنظیم انواع فرآیندهای فیزیولوژیکی نقش دارند. با سنجش طول موج های مختلف نور و تنظیم الگوهای بیان ژن بر این اساس، گیاهان قادرند با محیط خود سازگار شوند و چرخه زندگی خود را به موقع و کارآمد انجام دهند.

آیا گیاهان می توانند شب و روز را در خواب زمستانی تشخیص دهند؟

در طول خواب زمستانی، رشد و نمو بسیاری از گونه های گیاهی کند می شود یا به طور کامل متوقف می شود. در نتیجه توانایی گیاهان در تشخیص روز و شب نیز کاهش می یابد. با این حال، توانایی گیاهان در درک نور در طول خواب زمستانی به طور کامل از بین نمی رود. در برخی موارد، حساسیت پروتئین‌های گیرنده نور ممکن است کاهش یابد، اما همچنان در تنظیم تعداد محدودی از فرآیندهای فیزیولوژیکی نقش دارند.

به عنوان مثال، برخی از گیاهانی که تحت خواب زمستانی قرار می گیرند، هنوز توانایی درک نور و پاسخ به تغییرات در دوره نوری (طول نور روز) را دارند تا به تنظیم زمان شکستن جوانه و گل دهی کمک کنند. در این موارد، گیاهان از پروتئین‌های گیرنده نوری مانند فیتوکروم‌ها و کریپتوکروم‌ها استفاده می‌کنند تا طول روز در حال تغییر را حس کنند و الگوهای بیان ژن را متناسب با آن تنظیم کنند.

در نتیجه، در حالی که توانایی گیاهان برای تمایز بین روز و شب در طول خواب زمستانی کاهش می‌یابد، آنها هنوز سطحی از دریافت نور دارند و پروتئین‌های گیرنده نور در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی خاص، از جمله زمان شکستن جوانه و گلدهی، نقش دارند.

نویسنده: کاظم دروگریان