כיצד חושך משפיע על צמיחת הצמחים?

צמחים לא יכולים לשרוד בחושך מוחלט. כל הצמחים, למעט כמה שחיים על אורגניזמים אחרים, משתמשים בתהליך הנקרא פוטוסינתזה כדי להשיג את האנרגיה שהם צריכים. הרוב המכריע של הצמחים הם אוטוטרופים- הם מאכילים את עצמם ודורשים אור שמש כדי לשרוד. הם מייצרים אנרגיה באברונים מיוחדים בתוך תאיהם הנקראים כלורופלסטים. ברוב הצמחים כלורופלסטים מרוכזים בעלים.

לתקופות חושך יומיות יש תפקיד בצמיחת הצמחים, שכן לכל הצמחים יש שעון ביולוגי סלולרי נקרא מקצב היממה: אור והיעדר אור מפעילים תהליכים שונים בחילוף החומרים של הצמח, בצמיחה וב- התנהגות.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

הרוב המכריע של הצמחים תלוי באור לגידול; הם לא יכולים לחיות בחושך מוחלט. עם זאת, המחזורים ואורכי היום ממלאים תפקיד חשוב בצמיחת הצמחים.

צמחים החיים על אורגניזמים אחרים הם החריג ולא הכלל. צמחים אלה הם הטרוטרופים ואין להם כלורופלסטים. לכן, הם לא יוצרים את החומרים שהם צריכים להשתמש בהם מהשמש. בתיאוריה, פירוש הדבר שצמחים אלה יכולים לצמוח בחושך מוחלט. לעתים קרובות הם נמצאים בתנאי תאורה נמוכים כמו אלה שנמצאים על רצפת יער.

בעבר חשבו כי צמחים מסוימים יכולים לשרוד על רקע של חומר מתפורר, וצמחים אלה נקראו

למרות שצמחים אלה אינם פוטוסינתזים את עצמם, הם תלויים בסופו של דבר בצמחים שעושים פוטוסינתזה על כל האנרגיה שלהם. אז בעוד שהם עצמם יכולים לצמוח בחושך, האורגניזמים המארחים המייצרים אנרגיה שלהם לא יכולים.

הרוב המכריע של המינים בממלכת הצומח מייצרים את הדלק הדרוש להם מהשמש עם כניסות של מינרלים וחומר מהאוויר, האדמה והמים. עם זאת, כמות אור השמש הדרושה לצמחים משתנה מאוד.

צמחים בעלי עלים רחבים גדולים נוטים להיות מאזורים טרופיים חמים ורטובים עם שמש עילית יציבה ולא משתנה לאורך כל השנה. הם עשויים להיות גם צמחים שקיימים על קרקעית היער באזורים ממוזגים שבהם הם מגדלים עלים גדולים כדי לתפוס כמה שיותר קרינת שמש בתנאי תאורה נמוכה.

צמחים עם עלים קטנים נוטים להיות מביומים קרירים או יבשים יותר. עצים באזור ממוזג מאבדים את העלים שלהם מדי שנה ככל ששעות האור מתקצרות, ולכן העלים שלהם קטנים יותר כדי לחסוך באנרגיה. עם אור השמש השופע במדבר, ה"עלים "על הקקטוסים לובשים צורה של מחטים המגנות על המים היקרים שבפנים מפני הצרכנים בסביבה. קקטוסים עושים פוטוסינתזה, אך עיקר הפעילות הזו מתרחשת בגבעולים במקום במחטים.

בביומים ממוזגים, כמות אור השמש יכולה להיות קיצונית, מה שמביא לדפוסי גידול קיצוניים בצמחים ביתיים. למרות הטמפרטורות הקרירות, אלסקה מייצרת לעיתים קרובות דלעות וכרוביות שוברות שיא במהלך עונת הגידול הקצרה בשל ימי השמש החצות הארוכות במיוחד של הקיץ.

בעוד שכל הצמחים זקוקים לאור שמש בכושר מסוים כדי לשרוד, יש להם תהליכים מטבוליים שנמשכים בחושך. דוגמה אחת לתהליך שאינו תלוי באור היא מחזור קלווין, לפיו פחמן נלכד ו מומרים לאנרגיה מאוחסנת באמצעות אנרגיה המאוחסנת מתגובות פוטוסינתטיות אחרות במהלך היום. אחר הוא נשימה, שם משולבים חמצן עם מזון מאוחסן כדי להפוך אותו לשימוש. צמחים בדרך כלל מייצרים חמצן במהלך היום עקב תגובות פוטוסינתטיות ומשתמשים בחמצן בלילה עקב נשימה.

בגלל המקצבים הפנימיים שלהם, בעודו חשוך, הצמחים צופים את בוא השחר ומתכוננים אליו ברמה התאית לפני שהכלורופלסטים שלהם מגורה באור.

בקיצור, לחושך יש תפקיד משמעותי בצמיחת הצמחים, ומשפיע על חלוקת הכלורופלסט, צורת העלה, דפוסי הגדילה ומשך המחזורים היומיים.