Изучение синхронизации спонтанных движений листьев Drosera и Arabidopsis методами спектрального анализа: корреляции с космофизическими факторами

Шуклин А.В., Осташева Н.В.

Российский кардиологичский центр, Москва, Россия

e-mail: Center65@yandex.ru

Помимо движений, связанных с фототаксисом листовой пластинки, высшие зелёные растения обладают спонтанными движениями листьев, функциональное значение которых трудно сопоставить с каким-либо фактором, непосредственно влияющим на физиологическое состояние растения.

Наблюдение за движениями листовой пластинки Drosera показало наличие суточной ритмики и влияния места произрастания с различной длиной светового дня. В пользу того, что эти движения не связаны прямо с фототаксисом свидетельствует наличие их в лабораторных условиях в условиях непрерывного освещения и непрерывной темноты, а также то, что несмотря на наличие циркадной ритмики общей подвижности листьев, цикл движения каждого отдельного листа был значительно меньше суток.

В настоящей работе использовалась запись  спонтанных движений листовых пластинок проводилась на у двух родов  растений – Drosera и Arabidopsis. Drosera была использована в связи с тем, что этим растениям-хищникам свойственны выраженные, хорошо заметные спонтанные сворачивания листовой пластины. Выбор Arabidopsis был обусловлен экспериментом на орбите: это небольшое, сравнительно быстро развивающееся растение, подробно исследованное генетиками и физиологами растений.

Во всех экспериментах регистрировалось положение листьев названных растений – визуально или на цифровых фотографиях.

Визуальную регистрацию стадий «схлопывания» листовых пластинок Drosera проводили в природе в условиях полярного и обычного светового дня. В лабораторных условиях определяли влияние на ритмику спонтанных движений листьев непрерывной освещённости или непрерывной темноты, а также искусственного навязывания светового дня с помощью длинноволнового ультрафиолета и пульсового включения красного света.

Движения гипокотилей молодых растений Arabidopsis регистрировали при помощи цифровой камеры с интервалом 0,5-1 час. в лабораторных и условиях околоземной орбиты.

Взаимосвязь между движениями листьев росянки выявлена методом «мгновенных спектров» Вигнер-Вильсона. Для анализа движений листьев Arabidopsis использовался спектральный анализ при помощи дискретного преобразования Фурье, а также метод «наложения эпох».

В природных условиях Drosera обладает суточной ритмикой движений листьев – в Вологодской области ритм движений примерно равен 12 часам, на Беломорском побережье он нестабильный.

В лабораторных условиях, при непрерывном освещении белым светом (люминесцентная лампа) ритмика отсутствовала, и сами движения постепенно угасали. При непрерывной темноте ритмика угасала в течении 3 суток.

Световой ритм, смоделированный ультрафиолетом, легко захватывался и воспроизводился растением. Световой промежуток составлял 18 часов, а темновой - 6 часов. При этом максимум сжатия листьев приходился на темновой промежуток.

В эксперименте, проведенном на орбите Земли, гипокотили и черешки листьев Arabidopsis не утратили ритмических движений, близких к 24 часам.

Таким образом из визуальных наблюдений мы пришли к заключению, что в движении листьев росянки наблюдается определенная синхронизация подвижности листьев между отдельными растениями. Для синхронизации движений листьев Arabidopsis требуются экзогенные факторы, которые изменяются в условиях околоземной орбиты.

© Copyright 2008. All rights reserved. Contact to Victor Martynyuk: ubs@science-center.net  tel.: +38 050 6535592