Totaler Dunkelentzug bei tagneutralen Pflanzen

Zunächst einmal bin ich kein Biologe.

Seit fast einer Woche geht mir eine Frage durch den Kopf:

"Ist es schädlich, eine Pflanze ständig dem Licht auszusetzen?"
(Ich meine mit natürlichem und künstlichem Licht mit dem richtigen Spektrum)

Ich habe eine Woche lang gesucht und bin auf viele seltsame und wunderbare Dinge gestoßen, und durch sie bin ich in der Lage geworden, dieses Thema tiefer zu betrachten und meine ursprüngliche Frage zu verfeinern. Allerdings habe ich die Antwort immer noch nicht gefunden.

Diese Themen kenne ich bereits:

  • Lichtabhängige Reaktionen
  • Lichtunabhängige Reaktionen
  • Calvin-Zyklus
  • Photoperiodismus
  • Phytochrom
  • Kryptochrom
  • Langtag-, Kurztag-, Tagneutrale Pflanzen
  • Wachsen Sie leicht

Also meine Hauptfrage:

Wirkt sich eine ununterbrochene Lichteinwirkung mit dem richtigen Spektrum nachteilig auf eine tagneutrale Pflanze aus?

Als Laie habe ich angefangen, in Richtung lichtunabhängiger Reaktionen zu fummeln, aber ich habe keinen starken Anspruch gefunden. Ich habe gelernt, dass es Prozesse gibt, die während der Dunkelphase stattfinden, aber sind diese Reaktionen in Gegenwart von Licht unmöglich?

Aber wahrscheinlich gibt es noch andere Faktoren.

Meine Ressourcen waren: Google, Wikipedia, (eine Menge) wissenschaftlicher Artikel, viele Artikel aus der Botanical Gazette, viele Blogs und Webseiten über Botanik und Gewächshäuser usw.

Antworten (1)

Ich kann nichts über den allgemeinen Fall oder speziell für tagneutrale Pflanzen sagen. Sforza et al . (2012) haben die Auswirkungen von Lichtverhältnissen auf Algen (die für die Biokraftstoffproduktion verwendet werden) untersucht, und ihre Ergebnisse weisen auf mehrere Probleme mit kontinuierlichem Licht hin. Bei Dauerlicht finden sie niedrigere Chlorophyllgehalte und höhere Carotinoidkonzentrationen in den Zellen, was zu einer geringeren photosynthetischen Effizienz führt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Diese Abbildung zeigt den Chlorophyllgehalt (schwarz) und das Chlorophyll/Carotinoid-Verhältnis (rot) unter verschiedenen Bedingungen, wobei die beiden Behandlungen links kontinuierliches Licht darstellen. ( Grafik von Plos One )

Die Ergebnisse zeigen, dass Nannochloropsis selbst sehr intensives Licht effizient nutzen kann, vorausgesetzt, dass Dunkelzyklen auftreten, um eine Reoxidation der Elektronentransporter des photosynthetischen Apparats zu ermöglichen. Wenn der Hell-Dunkel-Wechsel nicht optimal ist, erleiden Algen Strahlenschäden und die photosynthetische Produktivität wird stark reduziert.

Sie experimentieren aber auch mit gepulstem Licht, was teilweise zu noch geringeren Photosyntheseraten führt:

Ähnliche Experimente bei unterschiedlichen Frequenzen zeigten jedoch auch, dass abwechselnd dunkel und hell schädlich sein können, wie durch die in den 1200-1- und –5-Hz-Kurven beobachtete Wachstumshemmung gezeigt wird. Diese Zellen zeigten eine Abnahme der Fv/Fm-Werte, ähnlich der, die unter konstant starkem Licht beobachtet wurde, was darauf hinweist, dass die Wachstumshemmung auf einer Photohemmung beruhte.

Sie stellen auch fest, dass Lichtimpulse sehr kurz sein können und dennoch ein Zurücksetzen des Photosystems ermöglichen:

Es wurde festgestellt, dass die optimale Dauer von Lichtimpulsen bei etwa 10 ms liegt, was mit der vorgeschlagenen PSII-Umsatzrate in ganzen Zellen übereinstimmt [4], [46]. Dementsprechend werden nach der Photonenabsorption durch das Photosystem 1–15 ms benötigt, um das System zurückzusetzen, bevor es bereit ist, ein weiteres Photon zu empfangen [22]. Wenn die Beleuchtung so kurz ist, werden die meisten Photonen für die Photosynthese genutzt und führen nicht zur Bildung von ROS, was dann eine Photoinhibition verursacht. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass auch starkes Licht keinen Schaden anrichtet, wenn es nur kurz anhält. Umgekehrt ermöglicht eine längere Exposition die Erzeugung von ROS und Schäden, und in diesem Fall sind die abrupten Änderungen der Beleuchtung, denen die Zellen ausgesetzt sind, für den Photosyntheseapparat genauso schädlich wie konstantes starkes Licht.

Verschiedene Pflanzenarten können Mechanismen haben, um auf unterschiedliche Weise mit Lichtstress umzugehen, sodass die Auswirkungen auf verschiedene Pflanzenarten und -arten wahrscheinlich unterschiedlich sind. Ihre Ergebnisse sollten jedoch bis zu einem gewissen Grad/für einige Pflanzenarten verallgemeinert werden.

Sie können auch dieses Papier von Li et al. (2013) interessant.

Erstaunlich!!! Das ist viel mehr, als ich als Antwort erwartet hatte.
@osiixy Ich bin froh, dass Sie es nützlich fanden. Ich möchte Sie auch zu einer netten ersten Frage mit einem guten Hintergrund beglückwünschen.
Ihre Antwort war ein erstaunlicher Ausgangspunkt. Eines der wichtigsten Schlüsselwörter war leichter Stress, der mir einen enormen Impuls gab (wie sich herausstellte, ist es ein sehr grundlegendes Konzept - aber da ich kein Biologe bin, dachte ich nicht einmal daran, diesen Weg zu suchen).
Zum Thema Dunkelprozesse: Ich habe eine Abhandlung gefunden, in der erwähnt wird, dass Spirulina zum Beispiel lange Dunkelphasen braucht, weil in dieser Phase die Proteinsynthese stattfindet.
@osiixy Zeigt, dass die richtigen Schlüsselwörter einen großen Teil dazu beitragen können, nützliche Informationen zu finden, insbesondere wenn Sie neu in einem Bereich sind. Sie können auch gerne eine Antwort auf Ihre Frage posten, wenn Sie während Ihres Studiums gute Informationen finden - das Posten vollständiger oder teilweiser Antworten auf Ihre eigenen Fragen wird auf StackExchange-Websites empfohlen.
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