Количество хлоропластов в клетках служит одним из важнейших физиологических показателей продуктивности листа, поскольку ассимиляционная поверхность клеток зависит, безусловно, от этого показателя. Отсюда понятен тот большой практический интерес, который помогает выяснению природы пластидообразования и возможности управления этим процессом с целью повышения продуктивности фотосинтеза.
Численность хлоропластов в клетке варьирует в очень широких пределах, от 1—2 до 100 и больше. У высших растений клетки с 1—2 хлоропластами встречаются очень редко, обычно их насчитывается несколько десятков. Причем в клетках разных тканей у одного и того же растения число пластид может быть различным. Таким образом, этот показатель исключительно лабилен и зависит, как это было экспериментально показано, не только от вида растения, его возрастного состояния, яруса листа, но также и от условий вегетации. Улучшение снабжения растений минеральными элементами, особенно азотом, содействует увеличению количества хлоропластов. Под влиянием усиленного питания азотом и другими элементами минерального питания повышается жизнедеятельность клеток в целом, что положительно отражается и на пластидообразовании.
На число пластид, образующихся в клетке, оказывает влияние и водный режим почвы. При хорошем водообеспечении растений наблюдается заметное увеличение количества хлоропластов. Данные Л. И. Онищенко, полученные для сахарной свеклы, показывают, что при влажности почвы, равной 30% от полной полевой влагоемкости, в клетках листьев 14-го яруса в среднем содержится по 139 хлоропластов, а при 60%-ной влажности — 174 хлоропласта.
Фотосинтетическая активность растений зависит не только от количества хлоропластов, но и от их линейных размеров, которые колеблются в довольно широких пределах у разных систематических групп растений, особенно у водорослей. Некоторые виды водорослей отличаются гигантскими пластидами — до 100 мкм. У большинства же высших растений хлоропласты далеко не столь велики — обычно от 3 до 10 мкм, а в среднем 4—6 мкм, причем у растений, произрастающих в затененных местах, они крупнее, чем у растущих на открытых, незатененных местах, даже в клетках разных тканей одного и того же листа хлоропласты могут отличаться по величине. Так, для губчатой паренхимы листа характерны более крупные хлоропласты, чем для столбчатой паренхимы этого же листа. Размеры пластид не остаются постоянными и на протяжении жизни растения: развитие и превращение пропластид в хлоропласты сопровождается их увеличением, а по мере старения пластид размеры их, наоборот, неуклонно уменьшаются.
Совсем недавно установили, что хлоропласты могут быстро изменять свои размеры в зависимости от освещения. На свету их объем резко уменьшается, в темноте происходит возвращение к первоначальному размеру, причем это сопряжено с перестройкой их внутренней структуры. Уменьшение объема на свету происходит с затратой энергии, которую поставляют молекулы такого чрезвычайно богатого энергией соединения, каким является аденозинтрифосфат (АТФ). Считается, что сократительная способность хлоропластов обусловлена наличием в них белка, аналогичного по своим свойствам сократительному белку мышц. Есть полное основание полагать, что дальнейшее изучение этого явления, как и вообще влияния различных факторов внешней среды на размеры и количество пластид, позволит найти пути, которые дадут возможность более активно управлять фотосинтетической деятельностью растений.
Источник: Н.Н. Овчинников, Н.М. Шиханова. Фотосинтез. Пособие для учителей. Изд-во «Просвещение». Москва. 1972