Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
вался на электрофитограмме лютика в течение всего дня и воспроизводился даже на следующий день. При воздействии на мимозу в течение 1 часа импульсами света с чередующейся частотой 8 и 22 гц по 5 сек. с перерывами между сериями раздражений по 10 мин. (каждая серия раздражений длилась 5 мин,) была выработана стереотипная реакция не на 8 или 22 гц, а на время чередования этих частот через каждые 5 сек. Поскольку явление динамической стереотипии связано с запоминающей информационной подсистемой организма, можно думать, что способность растений 'усваивать ритм*>'удерживать' и 'воспроизводить' его в последействии является их 'кратковременной памятью'.
Изучение электрофитограммы ритмов возбуждения импульсным светом (Семененко, 1969 ) показало, что листья бегонии при действии на них импульсным светом частотой 2 гц отвечали кратным увеличением частоты ритма биоэлектрических переменных потенциалов до 6 гц. Листья огурцов на импульсный свет частотой 1 гц отвечали кратным урежением частоты названных потенциалов* Автор отмечает ритм возбуждения с уре-женной частотой в виде }/2 гармоники или субгармоники, по** называющий, что растение огурцов модулировало частоту подачи импульсного света с запаздыванием на один сигнал. Выявленная в электрофитограммах модуляция частоты ритма у растений, дала основание отметить эффект автопараметрического возбуждения колебаний или эффект автопараметрического резонанса у растений (Семененко, 1969 ).
При импульсном освещении клеток эвглены изменение направ-
V __
ления их движения проявляется, по мнению Дайн ( Diehn,
1969 ), как суммация небольших резких изменений в ориентации клеток от каждого импульса. При благоприятных условиях время ориентации меньше 1 сек.
Как и следовало ожидать (Щахов, 1987), светоимпульсным облучением можно навязать растениям определенный ритм биохимических реакций, определяющих хемилюминесцентное высвечивание. Б.Китлаев (1969) после облучения растительных объектов (проростки, листья, побеги и т.д«) с частотой 6-10 вспышек/мин или 10 вспышек/мин при длительности вспышки 3 .10“^ сек. и длительности темнового промежутка 10"^ сек. изучал фотохемилюминесцентное высвечивание. Обнаружен пуль— сационный характер (ритм) процесса высвечивания индуцированной импульсным облучением люминесценции. Автор полагает, что длительное послесвечение сопровождает процесс миграции световой энергии в клетках зеленых растений.
Для эффективности колебательного импульсного режима облучения представляет несомненную важность устойчивость облучаемой системы к восприятию последующего импульса, сте-
пень ее инерционности, выраженности в ней релаксационных процессов, С этой точки зрения интересна реакция нервного волокна на световой импульс. По данным Людковской (1962 ), в нервном волокне лягушки в ответ на световой импульс возникает не одиночный ток действия, а множественный ответ, принимающий чисто ритмический характер и длительно (иногда несколько минут) остающийся в последействии. Если следующий световой импульс попадает во время ритмической активности, вызванной первым, он либо тормозит ее, либо остается без ответа. Возбуждающее действие свет оказывает только после исчезновения предшествующей реакции. Ответ на световой импульс имеет сравнительно большой 'латентный период' .(от 0,5 до нескольких секунд), который к тому же сильно меняется от предшествующих засветок. Для получения повторяющихся однотипных ответов вспышки должны действовать на волокно не чаще, чем через 5-10 мин. В противном случае световая возбудимость постепенно уменьшается. Период не возбудимости связан с утомлением нерва светом, тогда наступает необратимое падение возбудимости (при многократном воспроизведении эффекта) в результате фотодинамического действия.
Все это необходимо иметь в виду при светоимпульсном облучении растительных объектов, особенно фотосинтезирующих, несмотря на малую инерционность фотосинтетических процессов*
Заключение
С биофизической и биохимической сторон све то импульсное облучение представляет общетеоретический интерес: 1) для понимания взаимодействия большого количества фотонов (фотоимпульсов с высокой плотностью энергии) со светопоглощающими молекулами; 2) для изучения особенностей фотобиосинтеза веществ в растительной клетке. С общебиологической точки зрения оно важно как средство фотоимпульсной стимуляции растений, повышения урожайности и создания высокопродуктивных мутантов у растений,
В наших исследованиях облучение растений импульсным концентрированным светом (ИКСС ) осуществляется на фоне естественной солнечной освещенности; это предотвращает в процессе фотосинтеза индукционные потери, которые происходят Дри переходе от света к темноте, когда применяется светоимпульсное перемежающееся (чередование фотоимпульсов с темнотой) освещение. Продолжительное светоимпульсное облучение на фоне темноты оСГычно неэффективно и не повышает ни интен— оивности, ни продуктивности фотосинтеза из-за указанных индукционных потерь»
