Молекулярный календарь огородника резко повышает урожайность

Чтобы получить хороший урожай, одним растениям нужно не давать цвести, а другим наоборот. И добиться этого легко, если знать молекулярный календарь огородника, уверена Софья Герасимова, старший научный сотрудник Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН. 

Люди веками накапливали знания о том, когда нужно сажать растения, чтобы был лучший результат. Сейчас ученые могут объяснить то, что раньше было выведено интуитивно. 

На Руси люди создавали травники, в которых писали, когда и какое растение сажать. Многие даты огородников завязаны на Иванове дне. При этом уже тогда знали, что от времени суток, когда срываешь растение, зависит состояние его состояние и вкус. Например, травы для магии нужно было собирать в темное время суток. Но сейчас древние травники мало кому помогут.    

Современным огородникам часто предлагают обращаться к лунному календарю. Но, как говорит сотрудница института цитологии и генетики, этот совет работать, скорее всего, не будет. 

«Ни в древних травниках, ни в современных публикациях знания черпают не из фаз луны и не из созвездий. Исследования проводились и никакой связи между месячными циклами луны и созвездиями зодиака и физиологий растений не было найдено ни в эксперименте, ни в наблюдениях», –  рассказывает Софья Герасимова. 

Но космос тем не менее оказывает влияние на растения. И в первую очередь, это процесс вращения Земли вокруг своей оси. С этим в каждом из нас, и в растениях тоже, синхронизированы биологические часы. Второй процесс, с которым связаны циклы растений, – это вращение вокруг Солнца. Из-за него синхронизируется биологический календарь, который связан с изменением длины светового дня и с изменением температуры и влажности. 

Биологические часы важны растениям, чтобы понимать, когда наступает день, а когда ночь. Многие могли наблюдать этот процесс, когда подсолнух поворачивается к солнцу утром. 

«Когда подсолнух уже вырос и расцвел, ему это становится неактуально и он поворачивается на восток, потому что он знает, что пчелки утром приходят опылять. А если специально злой дядька повернет его на запад, то пчелы не заметят подсолнух. То есть подсолнух знает не только, с какой стороны будет солнышко, он знает как и когда пчелки будут его опылять», –  объясняет Софья Герасимова. 

В зависимости от того, что мы хотим от растения: постоянного цветения или отсутствия его, мы можем использовать механизмы данные эволюцией. 

Биологические часы в растениях задают ему приблизительные ритмы дня. В растениях они устроены также как наши механические и привычные часы. В них есть сам механизм, который и синхронизирован с вращением Земли, и передатчик сигнала, который приказывает остальному организму, что и когда делать. И есть способ эти часы регулировать. 

«Роль часового механизма играет так называемые центральный молекулярный осиллятор. Он воспринимает внешние сигналы, подстраивается под них и синхронизируется с ними, но работает автономно. Если его вырвать из этого ритма, то он будет продолжать работать и постепенно только рассинхронизируется с ним. И этот ритм передается всем системам растениям», –  рассказывает научная сотрудница ИЦиГ СО РАН.
 
Даже устойчивость к вредителям зависит от времени суток, с которыми синхронизируется растение. Для одного эксперимента взяли гусениц и овощи. Одну часть держали в синхронизированном ритме: и гусеницы, и овощи в одно время думали, что вокруг день, а в другое ночь. Вторую группу взяли с рассинхронизированными ритмами, когда у овощей был день, а у гусениц ночь и наоборот. И во втором случае гусеницы съели намного больше овощей, чем в первом. Вывод, к которому пришли ученые, что растения знают, когда гусеницы спят и бодрствуют, и они готовятся к атаке вредителей. 

Но если с часами всё более или менее понятно и человек может сам на себе почувствовать их влияние, то с календарем интереснее. Мы иногда просто видя растение, можем понять, какой месяц и сезон сейчас на улице. Например, если мы смотрим на распустившиеся тюльпаны, то скорее всего на улице весна. За то, как реагировать весной, зимой или летом отвечают гены растения. 

Огородные растения делятся на два основных типа: растения длинного дня и растения короткого дня. Первые цветут, когда день удлиняется, то есть до
Иванова дня. Вторые же, когда день укорачивается, то есть после Иванова дня. Благодаря пониманию работы биологического календаря можно заставить растение длинного дня цвести при коротком и наоборот. 

«Если растениям в течение ночи предложить какое-то количество света, то они могут зацвести. Например, при помощи красного света можно запустить цветение ирисов уже после того, как день стал короче», – объясняет Софья Герасимова. 

Но помимо света на развитие растение также влияет температура, и особенно зимние холода. Во время эволюции растения по-разному адаптировались к зиме, хотя и схожими способами. 

«Растения разными путями изобрели яровизацию. Это процесс, который разрешает растению цвести только тогда, когда растение пережило зиму. Яровизация осень предотвращает цветение, а весной наоборот запускает. Почки на деревьях пока не переживут зиму, не зацветут», – рассказывает сотрудница Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН.

По этой причине капуста, свёкла, морковка не зацветут, пока не переживут зиму. Так появляются огромная капуста, которые могут много лет расти в теплицах и не зацвести. 

У огородников часто возникает проблема, что редиска и шпинат начинают цвести и становятся не такими вкусными. 

«Есть такие механизмы, – рассказывает Софья Герасимова. – чтобы редиска и шпинат не уходили в стрелку и если их найти и идентифицировать и изменить, то можно до самой осени наблюдать как редиска растет как репа, и не бежать ее выдергивать, боясь, что она зацветет».