השאלה המקורית: בקשר לנביטת זרעי חיטה בזמני הארה שונים, מהו הזמן שנדרש לנבט חיטה אטיולנטי כדי לבטא את כל הכלורופיל שהוא זקוק לו לניצול מקסימלי של האור? כמו כן, מהו הזמן המינימלי שנדרש לנבט חיטה אטיולנטי כדי להתחיל את ייצור הכלורופיל מרגע חשיפתו לאור?
קורן שלום, ותודה על שאלתך.
האם תהית פעם מדוע המבנה של הנבטים שמעטרים את הסלט שלנו הוא דקיק ומאורך? כבר בגן למדנו שצמחים זקוקים לאור בשביל לגדול ולצמוח, אז מה עושים צמחים שגדלים במקומות חשוכים יחסית? ומה קורה לזרעים שנטמנו באדמה ואינם רואים אור יום?
נבטים | צילום:Tamago91, ויקיפדיה
צמחים שגדלים במקומות חשוכים או בחשיפה מועטה לאור נכנסים ל"מצב אטיולנטי", שקרוי גם "מצב חיוורון". המצב הזה מתאפיין בצבע צהוב חיוור, גבעול דק ומאורך ומעט עלים. הגבעול מתארך "על חשבון" גדילת העלים, בשאיפה לצמוח למעלה כמה שיותר מהר עד שיאתר מקור אור מספק.
צמחים שנחשפים לאור בכמות מספקת מבצעים פוטוסינתזה, שהוא תהליך הטמעה שבו אנרגיית השמש ממירה פחמן דו-חמצני ומים לחומרים אורגניים דוגמת סוכר. תהליך הפוטוסינתזה תלוי באברון ייחודי לתאים צמחיים שנקרא כלורופלסט. הכלורופלסט מכיל את הכלורופיל – צבען שקולט את אנרגיית השמש, מניע את תהליך הפוטוסינתזה ומקנה לצמח את צבעו הירוק. בצמחים אטיולנטיים הכלורופלסטים נשארים במצב בוסר ואין בהם כלורופיל. הם נקראים "אטיופלסטים". במצב הזה לא מתבצעת פוטוסינתזה.
צמח במצב חיוורון. צילום:סנצ'יבי סיבקומאר, ויקיפדיה
כשהצמח האטיולנטי נחשף לאור מתרחשת בו דה-אטיולציה. קולטני אור כחול (פוטוטרופינים וקריפטוכרומים) וקולטני אור אדום (פיטוכרומים) קולטים את אנרגיית האור ומפעילים שרשרת אירועים תוך-תאיים שמובילה לייצור כלורופיל. בעקבות זאת האטיופלסט מתפתח והופך לכלורופלסט.
החשיפה לאור משנה לחלוטין ובמהירות את אסטרטגיית ההתפתחות של הצמח. הגבעול מפסיק לצמוח לגובה ועלים ראשוניים מתפתחים, הופכים ירוקים ומתחילים לבצע פוטוסינתזה. האות לייצור הכלורופיל ניתן סמוך למועד החשיפה. לצורך זה די בחשיפה לעוצמות אור נמוכות. ייצור הכלורופיל יכול להיות מיידי תוך שעות ספורות, כשקצב הייצור עולה בצורה מעריכית.
נביטה של חיטה | סרטון מאת Luke Gaschk, מתוך YouTube
הזמן המזערי שנדרש לייצור כלורופיל ולניצול יעיל של אנרגיית האור תלוי בגורמים רבים. הם כוללים גורמים פנימיים, כגון כמות קולטני האור, רמות ההורמונים הרלוונטיים והאנזימים שמעורבים בתהליך, וגורמים חיצוניים כמו אורך הגל, הלחות, הטמפרטורה, סוג הקרקע וכו'.
חשוב לציין שסוגים רבים של נבטים אינם זקוקים לאור לצורך הנביטה עצמה. הנבטים שרויים במצב חיוורון ומנצלים חומרי תשמורת שנאגרו בזרע כדי להצמיח את הגבעול הראשוני לגובה במהלך החיפוש אחרי מקור אור. רק כשהם נחשפים לבסוף למקור אור, הצמח יעבור דה-אטיולציה ויתפתח לצמח מלא ומתפקד. עוצמת האור ואורך הגל הדרושים לדה-אטיולציה שונים מאלו הדרושים לפוטוסינתזה. אלו שני אירועים מרכזיים בחיי הצמח שתלויים באור, אך בצורה שונה.
בומרנג – בחזרה אליך
על סמך המידע שצברת, האם תוכל לגדל נבטים לסלט בעצמך? באילו תנאי הארה תבחר? מה יקרה לנבטים אם תנאי התאורה ישתנו?
בהצלחה ובתאבון!
ד"ר ענת לונדון
המחלקה לנוירוביולוגיה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
