Rastliny nemôžu prežiť v úplnej tme. Všetky rastliny, s výnimkou niekoľkých, ktoré žijú v iných organizmoch, používajú na získanie potrebnej energie proces nazývaný fotosyntéza. Prevažná väčšina rastlín je autotrofy—Sýtia samy seba a na prežitie vyžadujú slnečné svetlo. Produkujú energiu v špecializovaných organelách vo vnútri svojich buniek, ktoré sa nazývajú chloroplasty. Vo väčšine rastlín sú chloroplasty koncentrované v listoch.
Denné obdobia tmy majú svoju úlohu pri raste rastlín, pretože všetky rastliny majú bunkové biologické hodiny nazývaný cirkadiánny rytmus: Svetlo a absencia svetla spúšťajú rôzne procesy v metabolizme, raste a správanie.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Prevažná väčšina rastlín závisí od rastu svetla; nemôžu žiť v úplnej tme. Cykly a dĺžka dňa však hrajú dôležitú úlohu v raste rastlín.
Nefotosyntetizujúce rastliny: heterotrofy
Rastliny, ktoré žijú na iných organizmoch, sú skôr výnimkou ako pravidlom. Tieto rastliny sú heterotrofy a nemaj chloroplasty. Preto zo slnka nevytvárajú materiály, ktoré potrebujú. Teoreticky to znamená, že tieto rastliny mohli rásť v úplnej tme. Často sa vyskytujú v podmienkach slabého osvetlenia, napríklad v lesnom prostredí.
Predtým sa myslelo, že niektoré rastliny môžu prežiť iba z rozpadajúcej sa hmoty a tieto rastliny sa nazývajú saprofyty. Zistilo sa však, že všetky tieto rastliny majú symbiotický alebo parazitický vzťah k hubám, a preto sa správnejšie nazývajú myko-heterotrofy. Napríklad indické fajky získavajú energiu z húb, ktoré zase získavajú energiu z koreňov stromov. Ostatné heterotropné rastliny sú parazity priamo na rastlinách. Squawroot je parazit napríklad na koreňoch červeného duba.
Aj keď tieto rastliny sami fotosyntetizujú, sú nakoniec závislé od rastlín, ktoré fotosyntetizujú všetku svoju energiu. Takže aj keď samy môžu rásť v tme, ich hostiteľské organizmy produkujúce energiu nie.
Fotosyntetizujúce rastliny: autotrofy
Drvivá väčšina druhov v rastlinnej ríši vyrába potrebné palivo zo slnka pomocou vstupov minerálov a látok zo vzduchu, pôdy a vody. Množstvo slnečného žiarenia, ktoré rastliny potrebujú, je však veľmi variabilné.
Rastliny s veľkými širokými listami pochádzajú zvyčajne z teplých a vlhkých tropických oblastí so stabilným, nefluktívnym celoročným slnečným žiarením. Môžu to byť tiež rastliny, ktoré existujú na lesnom poraste miernych oblastí, kde im rastú veľké listy, aby zachytili čo najviac slnečného žiarenia za slabého osvetlenia.
Rastliny s malými listami bývajú z chladnejších alebo suchších biómov. Stromy mierneho pásma každý rok strácajú listy, pretože sa skracuje denné svetlo, takže ich listy sú z dôvodu úspory energie menšie. Vďaka dostatočnému slnečnému žiareniu v púšti majú „listy“ na kaktusoch formu ihiel, ktoré chránia vzácnu vodu vo vnútri pred spotrebiteľmi v životnom prostredí. Kaktusy sa fotosyntetizujú, ale väčšina tejto činnosti sa odohráva v stonkách namiesto ihiel.
V miernych biomoch môže byť množstvo slnečného žiarenia extrémne vysoké, čo vedie k extrémnym rastovým modelom domácich rastlín. Napriek nižším teplotám Aljaška často produkuje počas krátkeho vegetačného obdobia rekordné tekvice a kapustu vďaka extrémne dlhým letným polnočným slnečným dňom.
Rastlinný metabolizmus a cirkadiánne rytmy
Aj keď všetky rastliny potrebujú určitú kapacitu slnečného žiarenia, aby prežili, majú metabolické procesy, ktoré pokračujú v tme. Jedným príkladom procesu nezávislého od svetla je Calvinov cyklus, pri ktorom sa zachytáva uhlík a sa premení na uloženú energiu pomocou energie, ktorá sa uloží z iných fotosyntetických reakcií počas deň. Ďalším je dýchanie, kedy sa kyslík kombinuje s uloženými potravinami, aby boli použiteľné. Rastliny zvyčajne produkujú kyslík počas dňa v dôsledku fotosyntetických reakcií a v noci používajú kyslík kvôli dýchaniu.
Vďaka ich vnútorným cirkadiánnym rytmom, keď je tma, rastliny očakávajú príchod svitania a pripravujú sa na ňom na bunkovej úrovni predtým, ako sú ich chloroplasty stimulované svetlom.
Stručne povedané, tma zohráva významnú úlohu v raste rastlín, ovplyvňuje distribúciu chloroplastov, tvar listov, rastové vzorce a dĺžku denných cyklov.