Рис. 15.31. Типичные спектры действия для реакции, контролируемой фитохромом

Кроме того, эти исследователи показали, что достаточно кратковременного освещения и что эффект красного света снимается дальним красным светом и наоборот. Поэтому при попеременном освещении растения красным и дальним красным светом эффект будет определяться длиной волны при последней экспозиции. В 1960 г. американским ученым удалось в конце концов выделить пигмент, ответственный за эту реакцию, и он был назван фитохромом. Как они и предсказывали, фитохром оказался сине-зеленым пигментом, который существует в двух взаимопревращающихся формах. Одна форма Ф_дк (Ф₇₃₀) поглощает дальний красный свет, а вторая Ф_к (Ф₆₆₀) — красный. Поглотив свет, фитохром быстро переходит из одной формы в другую (за несколько секунд или минут, это зависит от интенсивности освещения):

В обычном солнечном свете преобладают красные лучи, их больше, чем дальних красных, поэтому днем преобладает форма Ф_дк. Это физиологически активная форма, но ночью она медленно переходит в более устойчивую, но неактивную форму Ф_к. Было показано, что фитохром состоит из белка и присоединенной к нему пигментной части. Он содержится во всех органах растения в ничтожных количествах (поэтому его не видно, хотя он и окрашен), но в растущих верхушках его концентрация повышена. Спектр поглощения фитохрома показан на рис. 15.32.

Рис. 15.32. Спектры поглощения двух форм фитохрома

15.25. В чем различие между спектром поглощения и спектром действия?

Целый ряд процессов развития инициируется слабым красным светом, и этот эффект можно снять темнотой или дальним красным светом; все это говорит об участии фитохрома (рис. 15.31 и табл. 15.5). Самый важный из таких процессов — цветение, о котором речь пойдет в следующем разделе. Об участии фитохрома в том или ином процессе судят по тому, насколько спектр действия для данной реакции на свет совпадает со спектром поглощения фитохрома.

Таблица 15.5. Некоторые реакции растений, контролируемые фитохромом

Затрагиваемая область физиологических процессов — Конкретный процесс, которому способствует красный свет Прорастание[20] — Прорастание некоторых семян, например определенных сортов латука; прорастание спор папоротников Фотоморфогенез (контролируемое светом развитие формы и структуры) — Расширение листовой пластинки у двудольных. Раскручивание листьев у злаков (однодольных). Развитие пластов (этиопласты превращаются в хромопласты: см. разд. 15.4.1) Позеленение (протохлорофилл превращается в хлорофилл). Подавление роста междоузлий, включая надсемядольное колено, подсемядольное колено и мезокотиль (т.е. красный свет предотващает этиоляцию). Выпрямление ростовой почечки у двудольных Фотопериодизм — Цветение у растений длинного дня (однако цветение у растений короткого дня подавляется)