آیا گیاهان در شب رشد می‌کنند؟

اکثر افراد تا حدودی با آنچه که گیاه برای رشد نیاز دارد آشنا هستند. منبع نوری مناسب تقریباً ضروری به‌نظر می‌رسد. اما آیا این بدان معناست که با غروب خورشید رشد گیاهان متوقف می‌شود؟ برای انرژی ایجادشده در طول روز چه اتفاقی می‌افتد؟ آیا گیاهان در شب رشد می‌کنند؟

آیا گیاهان در شب رشد می‌کنند؟ بله! درواقع فقدان نور گیاهان را تحریک می‌کند تا در شب سریع‌تر رشد کنند. فیتوکروم‌های گیاهی تاریکی را تشخیص می‌دهند، تولید هورمون رشد را تحریک می‌کنند و باعث می‌شوند که گیاه در جستجوی نور رشد کنند. همین فرآیند باعث می‌شود شاخ‌وبرگ گیاهان به سمت نور هدایت شوند و نهال‌ها در جستجوی نور رشد کنند.

آیا گیاهان در شب رشد می‌کنند؟

بیایید با آنچه می‌دانیم شروع کنیم: گیاهان با استفاده از نور خورشید فتوسنتز می‌کنند. با تابش نور خورشید به برگ‌ها کلروپلاست‌های کوچک در سلول‌های گیاه فعال می‌شوند. کلروفیل درون کلروپلاستِ سلول‌های گیاهی تقریباً همانند پنل‌های خورشیدی مینیاتوری عمل می‌کنند و انرژی نور خورشید را جمع‌آوری و ذخیره می‌کنند.

گیاهان از این انرژی برای تبدیل دی‌‎اکسیدکربن و آب به گلوکز و اکسیژن استفاده می‌کنند. اکسیژن به هوا آزاد می‌شود. درحالی‌که گلوکزِ سرشاز از انرژی در سلول‌های گیاهان باقی می‌ماند و برای تغذیه و رشد استفاده می‌شود یا در ریشه‌ها، برگ‌ها و میوه‌ها ذخیره می‌شود تا در آینده به مصرف برسد.

در طول روز گیاهان از نور خورشید استفاده می‌کنند و تا حد امکان موادغذایی می‌سازند و مازاد آن را ذخیره می‌کنند. بنابراین، تا زمانی که آب و نور کافی در دسترس باشد، فتوسنتز ادامه می‌یابد.

اتفاقات زیادی در طول فتوسنتز رخ می‌دهند که موضوع بحث ما نیستند، اما همین توضیحاتی که در بالا ارائه دادیم برای فهم اینکه پس از غروب آفتاب چه اتفاقی برای رشد گیاهان می‌افتد کافی است.

در طول شب گیاهان به خواب نمی‌روند، به این معنی که آن‌ها درواقع در طول شب غیرفعال نمی‌شوند. وقتی خورشید غروب می‌کند یا چراغ‌ها خاموش می‌شوند، گیاهان قادر نیستند به فتوسنتز ادامه دهند، اما می‌توانند تنفس کنند. تنفس فرآیندی است که طی آن موجودات زنده مواد مغذی را به انرژی تبدیل می‌کنند تا از آن برای اعمال بیولوژیکی و رشد استفاده کنند.

تنفس چیست؟

تنفس این امکان را برای گیاه فراهم می‌کند تا از گلوکزی که در فتوسنتز ساخته است استفاده کند. در تنفس از اکسیژن و گلوکز استفاده می‌شود و در نتیجه دی‌اکسیدکربن و آب تولید و انرژی آزاد می‌شود.

نکته‌ی مهمی که باید به آن توجه داشت این است که گیاهان تمام وقت روز و شب با عمل تنفس انرژی موردنیازشان را از مولکول‌های پرانرژی آزاد می‌کنند و از آن برای عملکردهای ضروری و رشد استفاده می‌کنند. اکثر مردم معتقدند که گیاهان در طول روز از اکسیژن استفاده نمی‌کنند، اما این واقعیت ندارد. واقعیت این است که گیاهان در روز بیشتر از اکسیژن دی‌اکسیدکربن و در شب بیشتر از دی‌اکسیدکربن اکسیژن مصرف می‌کنند. به‌طورکلی، گیاهان تولیدکننده‌ی اکسیژن و مصرف‌کننده‌ی دی‌اکسیدکربن هستند.

چرا گیاه به تنفس نیاز دارد؟

جابجایی و استفاده‌ی مجدد از منابع تولیدشده در فتوسنتز برای رشد سلول‌های جدید و در نتیجه برگ‌ها، ساقه‌ها و ریشه‌های جدید ضروری است. درست مثل ما انسان‌ها، گیاهان هم برای بزرگتر و قوی‌تر‌شدن باید تغذیه کنند.

جابه‌جایی موادغذایی به محل موردنیاز تمام ماجرا نیست. باور کنید یا نه، طبق اطلاعاتی که عکاسی در گذر زمان در اختیار ما قرار می‌دهد، گیاهان درست قبل از سپیده‌دم جهش قابل‌توجهی در رشدشان دارند. این جهش در رشد گیاه در نزدیکی سپیده‌دم تبدیل به ایده‌ای به نام رشد ریتمیک گیاه شد که با ریتم‌های شبانه‌روزی در انسان قابل‌مقایسه است.

برای کسانی که با مفهوم ریتم‌های شبانه‌روزی در انسان آشنایی ندارند، باید گفت که این ریتم‌ها زمانی رخ می‌دهند که شب هنگام هیپوتالاموس در مغز به سیگنال‌های اعصاب بینایی پاسخ می‌دهد. این سیگنال‌ها به هیپوتالاموس اطلاع می‌دهند که هوا تاریک شده است، بنابراین شب فرارسیده و زمان استراحت است. مغز با تولید ملاتونین از غده صنوبری به این سیگنال‌ها پاسخ می‌دهد و ما را خواب‌آلود می‌کند.

ریتم شبانه‌روزی بدن انسان معمولاً با چرخه‌ی طبیعی روز و شب منطبق است و روالی طبیعی از خواب شبانه و هوشیاری در طول روز را باعث می‌شود. باور کنید یا نه، چنین روالی را می‌توان علاوه بر انسان، در گیاهان نیز مشاهده کرد.

جهش رشد در گیاه:

آیا گیاهان در شب رشد می‌کنند؟ نه تنها رشد می‌کنند، بلکه رشد آن‌ها فوق‌العاده است!

تیمی از زیست‌شناسان از موسسه‌ی مطالعات بیولوژیکی سالک Salk در سن‌دیگوی کالیفرنیا و دانشگاه ایالتی اورگان قصد داشتند ثابت کنند که گیاهان درست قبل از طلوع آفتاب سریع‌ترین رشد را دارند و این رشد به شکل جهشی اتفاق می‌افتد و از سرعت رشد در زمان‌های دیگر روز بسیار بیشتر است. آن‌ها برای رسیدن به این هدف تلاش کردند چگونگی ارتباط بیوسنتز هورمون‌ها با رشد ریتمیک گیاه را کشف کنند.

برای انجام این کار، ابتدا فیتوکروم‌های گیاهی بررسی شدند. فیتوکروم‌ها میزان سایه‌ای که گیاه دریافت می‌کند را مشخص می‌کنند. اگر گیاه بیش‌ازحد در سایه باشد، هورمون‌های رشد به بخش‌های در معرض سایه فرستاده می‌شوند و در نتیجه احتمال اینکه گیاه به سمت نور بیشتر رشد کند افزایش می‌یابد.

شاید تابه‌حال برایتان پیش‌آمده که اشیایی را روی چمن‌ها جا بگذارید، و بعد متوجه شوید چمن‌هایی که زیر آن‌ها نسبت به چمن‌های اطراف رشد بیشتری کردند. اگر فکر کردید که چمن‌های حیاط در حال جنگ با شما هستند، کاملاً درست فکر کردید! این فرآیند برای بقای گیاه ضروری است، اما چه چیزی باعث شروع این رخدادها می‌شود؟

کشف دانشمندان در این مورد این بود: ژن‌های مورد نیاز برای آزادسازی این هورمون‌های رشد درست قبل از طلوع صبح یک توالی DNA مشترک دارند. آن‌ها نام این کنترل‌کننده‌ی اصلی را عنصر HUD گذاشتند که مخفف (Hormone Up at Dawn) است گذاردند.

این عنصر کنترل‌کننده‌ی بخش‌هایی است که وظیفه‌ی آن‌ها آزادکردن هورمون‌های رشد است. عنصر مذکور این بخش‌ها را در زمان مناسب تحریک می‌کند تا هورمون‌های رشد را آزاد کنند. جهش در میزان هورمون‌های رشد قبل از سپیده‌دم توسط همین عنصر تحریک می‌شود. سپس در ۲۴ ساعت بعد، هیچ‌گونه تحریکی برای آزادشدن این هورمون‌ها انجام نمی‌شود. دانشمندان معتقدند که عنصر HUD بخشی پروتئینی دارد که برای تنظیم عملکرد به آن متصل می‌شود. اما عملکرد این پروتئین ناشناخته باقی‌مانده است.

گیاهان روزبلند در مقایسه با گیاهان روزکوتاه

دلیل نامگذاری گیاهان تحت‌عنوان روزکوتاه یا روزبلند به دلیل اتفاقاتی است که در شب برای این گیاهان می‌افتد. این طبقه‌بندی بر اساس نورگرایی (فتوپریودیسم Photoperiodism) یا میزان نور و تاریکی است که گیاه برای رشد به آن نیاز دارد.

قبلاً اعتقاد بر این بود که طول روز عامل مهمی در این طبقه‌بندی است. اما براساس کشفیات بعدی، در واقع مدت زمان قرارگیری گیاه در معرض تاریکی در شروع گلدهی گیاهان روزبلند و روزکوتاه اهمیت دارد.

گیاهان روزکوتاه برای گلدهی به مدت چندین هفته باید بیش از ۱۲ ساعت در معرض تاریکی باشند. این نوع گیاهان در زمستان یا بهار شکوفا می‌شوند، چرا که این فصول از سال روزهای کوتاه‌تر و شب های طولانی‌تر دارند.

شاید برایتان پیش‌آمده باشد که در تحریک به شکوفایی بنت‌قنسول یا کالانکوئه موفق نشده باشید، احتمالاً این مسئله به این دلیل است که این گیاهان نیاز به دوره‌ا‌ی از شب‌های طولانی دارند تا فرآیند گلدهی را آغاز کنند.

گیاهان روزبلند برای شکوفه‌دادن به کمتر از ۱۲ ساعت تاریکی نیاز دارند. آن‌ها در تابستان زمانی که روزها طولانی است شکوفا می‌شوند. بسیاری از سبزیجات و گل‌های تابستانی جز گیاهان روزبلند محسوب می‌شوند. به همین دلیل از گل‌های این نوع از گیاهان در روزهای طولانی تابستان بهره می‌بریم.

برخی از گیاهان تحت تأثیر طول روز قرار نمی‌گیرند. به این دسته از گیاهان خنثی‌روز می‌گویند. از این دسته به عنوان مثال می‌توان به خیار، گوجه فرنگی و ذرت اشاره کرد.

گیاهان روزکوتاه و روزبلند به دو دسته‌ی گیاهان کمی و کیفی نیز تقسیم می‌شوند. مقدار مشخصی از نور خورشید یا تاریکی واکنش خاصی را در این گیاهان تحریک می‌کند. به عنوان مثال، بنت‌قنسول باید مدت زمان مشخصی در تاریکی قرار بگیرد تا به رنگ قرمز درآید. به عبارت دیگر، این گیاه به نور خورشید کمتری نیاز دارند تا صفت خاصی را به دست آورد. همین ویژگی آن‌ها را به گیاهان کیفی تبدیل می‌کند.

چاودار نمونه‌ای از گیاهان کمی است. این گیاه بدون‌توجه به اینکه چند ساعت در معرض نور خورشید یا تاریکی قرار دارد، دانه تولید می‌کند، اما زمانی‌که نور خورشید بیشتری دریافت کند، دانه‌های بیشتری تولید می‌کند. مدت زمان قرارگرفتن در معرض نور خورشید میزان تولید دانه در این گیاه را تعیین می‌کند.

گیاهان به چه میزان تاریکی نیاز دارند؟

بستگی به نوع گیاه دارد، همانطور که گفته شد، گیاهان روزبلند به مقدار کمی نور خورشید نیاز دارند، درحالی‌که گیاهان روزکوتاه آن‌چنان نیازی به نور خورشید ندارند. برخی از نمونه‌های گیاهان روز بلند شامل اکثر سبزیجات و گیاهان رایج، به‌ویژه اسفناج و شوید، چچم، شبدر، آستر، چای‌ترش و میخک هستند.

گیاهان روزکوتاه عبارتند از گل داوودی، بابونه، سویا، پیاز، پنبه، بنفشه، برنج، نیشکر و بنت‌قنسول.

گیاهان آپارتمانی چطور؟

در رابطه با دوره‌های روشنایی و تاریکی گیاهان آپارتمانی باید گفت که بهتر است در بیشتر موارد گیاهی را انتخاب کنید که کمی بیشتر تاریکی را تحمل کند.

کمتر پیش می‌آید که گیاهان آپارتمانی همان مقدار نوری را دریافت کنند که گیاهان در فضای باز در معرض آن قرار دارند. اکثر گیاهان روزبلند به حداقل ۱۲ ساعت نور خورشید نیاز دارند. فراهم‌آوردن این شرایط برای گیاهی که در فضای داخل ساختمان کاشته شده بسیار دشوار است.

در رابطه با انتخاب گیاهان آپارتمانی ابتدا باید میزان نورگیربودن خانه‌تان را در نظربگیرید. بررسی کنید و ببینید جائی که قرار است گیاه موردنظر را در آن قرار دهید چه میزان نور دریافت می‌کند. در نظر داشته باشید که منزلتان چند پنجره دارد. پنجره‌ها رو به شمال، جنوب، شرق یا غرب هستند. به دلیل ماهیت گیاهان آپارتمانی، بهتر است در نظر داشته باشید که چقدر می‌توان آن‌ها را در معرض نور خوشید قرار داد. در معرض تاریکی بودن هم که به‌طورکلی مشکل‌ساز نخواهد بود.

نور مصنوعی و گیاهان آپارتمانی؟

حتی در شرایطی که گیاهان آپارتمانی نور طبیعی کمی دریافت می‌کنند، برای اطمینان از یک الگوی رشد سالم به تاریکی نیاز دارند. بااین‌حال شاید بخواهید میزان نور مصنوعی دریافتی گیاهان را هم در نظر بگیرید.

گیاهان در نور طبیعی عملکرد خوبی دارند، اما قرارگرفتن در معرض نور مصنوعی برای گیاهانی که از در معرض نور طبیعی کافی نیستند، تفاوت بزرگی ایجاد خواهد کرد. برای این نوع گیاهان می‌توانید میزان نور مصنوعی دریافتی را کنترل کنید. این درحالی‌ است که برخی افراد اصلاً به این موضوع فکر نمی‌کنند. اگر گیاهان آپارتمانی دارید، چراغ‌های خانه، منبع نور مصنوعی، را همیشه روشن نگذارید، زیرا ممکن است منجر به بروز مشکلات قابل‌توجهی در رشد، گلدهی و رشد جوانه‌های گیاهان شود.

اگر یک یا دو بار قبل از رفتن به رختخواب فراموش کردید چراغ‌ها را خاموش کنید، استرس نداشته باشید. قرارگرفتن در معرض نور مصنوعی بیشتر به مدت یک یا دو شب آن هم هرچند وقت یکبار احتمالاً اثرات طولانی مدتی بر سلامت گیاه آپارتمانی شما نخواهد داشت. اما گفته می‌شود روشن‌ماندن چراغ‌ها به طور مداوم بر گیاهان تأثیرات بدی خواهد گذاشت.

نور اضافی علاوه بر اینکه میزان ساعات تاریکی موردنیاز گیاه برای رشد را کاهش می‌دهد، گرمای داخل و اطراف گیاه را نیز افزایش می‌دهد. این امر منجر به کم آبی می‌شود و در نهایت گیاه را از بین خواهد برد.

بنابراین اکنون اگر از شما بپرسند، گیاهان در شب رشد می‌کنند، می‌توانید این جنبه جالب از زیست‌شناسی گیاهان را برای افراد دیگر توضیح دهید.