Co to jest fitochrom?
Fitochrom jest pigmentem występującym w większości roślin i niektórych bakterii, który służy do monitorowania koloru światła. Rośliny mogą używać tego pigmentu do określania fotoperiodów, kiedy kiełkują nasiona, kiedy kwitną, a kiedy wytwarzają chloroplast, kluczową substancję chemiczną stosowaną w fotosyntezie. Fotosynteza to proces, w którym rośliny przekształcają światło słoneczne w pożywienie. Fitochrom może również odgrywać istotną rolę w kontrolowaniu kształtu i wielkości liści, długości nasion, liczby liści i optymalnej długości nasion, aby jak najlepiej wykorzystać dostępne światło.
Pigment jest substancją, która zmienia kolor obiektu poprzez odbijanie niektórych fal światła i selektywne pochłanianie niektórych innych. Wyobraź sobie na przykład, że na kuli świeciły czerwone, żółte i niebieskie promienie. Jeśli kula odbija się na niebiesko i pochłania wszystkie inne fale świetlne, będzie wyglądać na niebieską dla obserwatora. Fitochrom jest specjalnym pigmentem o dwóch formach, Pr i Pfr, które pochłaniają odpowiednio światło czerwone i światło dalekiej czerwieni, nadając odcień zielony do niebieskiego. Światło czerwone i dalekie czerwone są źródłami światła o stosunkowo niskiej energii i częstotliwości, w porównaniu z innymi falami świetlnymi w widmie elektromagnetycznym.
Fitochrom to fotoreceptor lub białko wykrywające światło w organizmie i wywołujące odpowiedź. Ma zarówno składnik białkowy, jak i chromoforowy, element odpowiedzialny za absorpcję światła czerwonego. Cząsteczka zaczyna przyjmować czerwone światło w postaci Pr, co powoduje, że fitochrom ulega chemicznej zmianie i staje się Pfr. Ten stan fitochromu Pfr jest stanem aktywnym lub stanem, który rozpoczyna procesy reakcji w roślinie i woli pochłaniać światło bardzo czerwone.
W roślinach kwitnących ta metoda wykrywania światła pomaga rozwijać fotoperiodyzm lub reakcje na dzień i noc. Rośliny mogą również wykorzystywać fitochrom do zmiany kształtu i wielkości liści oraz do rozpoczęcia syntezy chloroplastów. Dzięki temu fotosynteza może optymalnie wykorzystać dostępne światło. Ważne jest również monitorowanie światła, aby nasiona mogły z powodzeniem rosnąć bez wysychania lub zbyt małej ilości słońca.
Odkrycie fitochromu rozpoczęło się od obserwacji fotoperiodyzmu u roślin. Naukowcy zaczęli zauważać, że rośliny reagowały inaczej w dzień iw nocy; niektóre rośliny zmieniały procesy na dłuższe dni, niektóre preferowały kwitnienie podczas krótszych dni, a niektóre przestały kwitnąć, jeśli były wystawione na działanie światła nawet przez kilka minut w nocy. W latach 30. XX wieku w Beltsville Agricultural Research Center botanik Sterling Hendricks, fizjolog Marion Parker i chemik Harry Borthwick połączyli siły, aby zbadać to zjawisko.
W 1948 r. Testy spektrograficzne wykazały, że za fotoperiodis odpowiedzialny był pojedynczy pigment. W 1952 r. Testy wykazały, że kiełkowanie zostało zatrzymane, gdy roślina została wystawiona na działanie światła czerwonego, i wznowione po wystawieniu na działanie światła czerwonego. W 1959 r. Zespół przeprowadził rozstrzygające testy nasion rzepy i nazwał fitochrom pigmentowy.