Чтобы растение могло воспринимать длину дня, ему необходимо достигнуть определенной фазы готовности к цветению, компетентности.
Например, на стадии семядольных листьев или первых настоящих листьев растение еще не способно воспринять сигнал к цветению.
Как растение “ощущает” световой сигнал? Проанализируем следующий опыт. Если всю хризантему, кроме стебля или верхушечной почки, накрыть не пропускающим свет колпаком и освещать необходимое для зацветания время, то цветения не будет. Но если освещать сформировавшийся, зрелый лист, то из верхушечной почки вскоре образуется соцветие. Можно сделать вывод, что длину дня воспринимает лист. Он и передает сигнал верхушечной почке, из которой развивается соцветие.
Согласитесь, очень похожий опыт проделали Ч. и Ф. Дарвины, обнаружившие, что восприятие света верхушкой проростка приводит к изгибанию растения в сторону источника освещения. Позже был открыт ауксин, синтезирующийся в верхушке проростка и вызывающий изгибание. За восприятие же длины дня у хризантемы отвечает лист. Как вы думаете, какой гормон участвует в этой реакции? Свое предположение вы сможете проверить чуть позже.
А можно ли сигнал к цветению передавать от одних растений к другим? Оказывается, да. Если цветущую верхушку одного растения срезать и привить на другое, это растение тоже зацветет: даже если привой (то, что прививают) длиннодневный, а подвой (растение, на которое прививают) короткодневный. Успешная прививка говорит о том, что в цветущем растении вырабатываются вещества, необходимые для цветения. Цветение подвоя может вызвать прививка облиственного побега и даже одного листа от цветущего растения.
Опыты, о которых я рассказала, были поставлены полвека назад Михаилом Христофоровичем Чайлахяном. Этот замечательный ученый всю свою долгую научную жизнь посвятил изучению регуляции цветения. Он был одним из известнейших специалистов в этой области. Его работы побудили многих физиологов растений к изучению цветения.
Продолжая опыты Чайлахяна, американский исследователь Хамнер показал, что короткодневное растение дурнишник без освещения листьев не зацветет. Но если изменить световой режим лишь для одной восьмой части зрелого листа, то этого уже будет достаточно для цветения!
Много опытов провел Чайлахян, прежде чем заявил, что фактор, заставляющий растения цвести, имеет гормональную природу. Этот фактор Чайлахян назвал флориген (флори — цветок, ген — рождающий). Он показал, что флориген состоит из двух компонентов — известного вам гиббереллина и антезина.
Антезин пока, к сожалению, не выделен, но имеются косвенные доказательства его существования.
У короткодневных растений на длинном дне синтезируется много гиббереллина, но очень мало антезина; поэтому флориген не образуется и растения не цветут, у длиннодневных растений на коротком дне достаточно антезина, но мало гиббереллина; поэтому они тоже не способны цвести. Изменение длины дня приводит к синтезу недостающего компонента, и мы наблюдаем цветение.
Длиннодневное растение, оставленное на коротком дне, не цветет из-за нехватки гиббереллина. Обработав же листья длиннодневного растения гиббереллином, можно добиться цветения без воздействия фотопериода.
Интересно, что опрыскивание листьев некоторых короткодневных растений раствором сахарозы может вызвать их цветение в полной темноте.
Судя по всему, необходимая длина светового периода определяется потребностями растения в продуктах фотосинтеза. Но до конца понять эту взаимосвязь ученые пока не могут.