Биологичният часовник на растенията
Оказва се, че всички живи организми - от най-простите до най-високите гръбначни животни и хората, са в състояние да се ориентират във времето.
През вековете на еволюцията се е формирал ежедневен, сезонен и годишен ритъм на физиологичните процеси.
Промяната в ритмите, в зависимост от наследствени и външни фактори, се нарича биологичен часовник.
При растенията се проявява в периодичността на процеси като клетъчно делене, метаболизъм, покълване на семена, цъфтеж, спороношение, отваряне и затваряне на цветя, секреция на нектар.
Биологичният часовник на растенията им позволява не само да разпознават деня и нощта, но и да се подготвят за смяната на сезоните и промените в продължителността на светлинните часове.
Някои растения предпочитат кратки дни на ранна пролет за цъфтеж, докато други, напротив, цъфтят по време на лятното слънцестоене, когато светлият период от деня е най-дълъг.
Какво им помага да се ориентират в продължителността на осветлението и да изберат най-подходящия момент за цъфтежа?
Отговорен за това е специален пигмент, фитохром, който съществува в две форми: фитохром червен (Fc) и фитохром далеч червен (Fdc) и реагира на промените в спектралния състав на слънчевата светлина.
И двете форми на пигмент, в зависимост от периода на деня, се трансформират една в друга: Fc, поглъщайки светлината на "дневните" вълни (660nm), се превръща във Fdc; Fdc, поглъщащ здрача на здрача (730nm), се трансформира обратно във fc.
Физиологията на растенията е свързана с този цикъл: процесите на цъфтеж, растеж и много други. Техните клетки използват фитохром, за да четат информация за тъмното и светлото време на деня.
Дълго време се смяташе, че само външните фактори влияят върху ежедневните ритми на растенията, промяната в степента на осветеност денем и нощем.
През 1729 г. обаче, френският астроном Жан-Жак дьо Меран направи фундаментално откритие за биоритмологията: растенията сгъват и пускат листата си по същия начин в тъмна, изолирана от слънцето стая.
Експериментите на Де Меран бяха продължени от ботаника Дюамел. Той занесе хелиотропа си във винарската изба, напълно тъмен, дори без вентилационен люк. Наблюдавайки растението дълго време, Дюамел се увери, че хелиотропът не променя ежедневните си навици: през деня изправя листата, а през нощта се сгъва.
Сто години по-късно швейцарският ботаник Декандол проведе експерименти с мимоза: той я осветяваше денем и нощем с шест ярки лампи, но тя стриктно спазваше ежедневието, заспиваше през нощта и съживяваше сутринта.
Тогава Декандол започнал да осветява мимоза само през нощта, а през деня лишавал от светлина. Растението се промени в нов ритъм - то спеше през деня и беше будно през нощта. В края на експеримента мимозата се върна към предишните си навици.
От тези изследвания може да се заключи,
че растенията имат както наследствена, така и индивидуална памет. Освен това наследствената памет, изразена в придържане към циркадния ритъм, е по-силна.