צמחים חשים בשינויים

צמחים חשים בשינויים  \  אהוד קלפון

איך יודעים הצמחים מתי עת לשלכת ועת לפריחה וללבלוב?  הצמחים מגיבים בדרך כלל לאחד או לכמה גירויים וגורמים סביבתיים כגון שינויי טמפרטורה, שינויים באורך היום ועוד. יש קשר הדוק בין מועד הפריחה לבין אורך היום והטמפרטורה. הגנים שבתאי הצמחים אחראים על הפעלת מפסק ביולוגי, הגורם להם לפעול או לחדול.
הצמחים הנכנסים לתרדמת חורף או לתרדמת קיץ, עושים זאת כדי להגן על עצמם מתנאי אקלים קיצוניים. הפחתת היצור של הורמון אוקסין, גורמת לצמח להפסיק לגדול בחורף. התרבות ההורמון באביב, גורמת להתחדשות הצמיחה שהולכת ומתעצמת. מולקולת הפיטוכרום שבתאי הצמח הירוק רגישה לאור. היא מודדת את אורך היום ונותנת סימן לצמח, להתחיל לפרוח. יש צמחים הפורחים בשעות מסוימות של היום או בעונות שנה בהתאם לפעילותם של חרקים מאביקים.   

הנשירים עוברים תקופת תרדמה בחורף הקר שבה אין צמיחה, להוציא פעילות מריסטמטית בניצנים הסגורים. העצים הנשירים נכנסים לתרדמה עמוקה בקור העז של החורף ועוצמת התרדמה היא כעוצמת הקור. לאחר חורפים קרים, מתעוררים העצים הנשירים באביב, עם פריחה רבה ועם שפע של פרי. בחורפים קצרים עם טמפרטורות גבוהות, אין כמעט תרדמה בנשירים ובאביב הפריחה מועטה, כי הם זקוקים למנת קור. אם נחזיק עצים נשירים בתוך חממה מחוממת בחורף, הם לא יכנסו לתרדמה, לא תהיה כמעט שלכת בעלים ובאביב לא תהיה פריחה. 

בזמן שהנשירים נמצאים בתרדמה עמוקה של חורף קר, ממשיכה פעילות פיזיולוגית איטית עם התחלקות תאים ברקמות היוצרות שבניצנים. הניצנים מתפתחים בבסיסם של עלים שנשרו, אך הם עטופים ומוגנים היטב מהקור על ידי קשקשים. העטיפה ההרמטית הזאת של הניצן מונעת גם קליטת חמצן על ידי הרקמות היוצרות שבתוכו ובכך נמנעת התעוררותו באמצע החורף הקר. אומנם חלוקת התאים נמשכת כול העת, אולם הקשקשים נפתחים והניצנים יוצאים רק במועד הנכון בראשית האביב. פריחה מוקדמת עלולה להסתיים בנבילת הפרחים בגל קור עם טמפרטורות נמוכות. 
העצים הנשירים מתעוררים בדרך כלל באזורנו בחודש שבט (פברואר) כאשר הטמפרטורות מתחילות לעלות ובעיקר בהשפעת אורך היום (פוטופריודיזם). היום מתחיל להתארך כבר למחרת היום הקצר ביותר בשנה שהוא ה21 בדצמבר. ככול שהימים מתארכים ויש יותר שעות אור, הצמחים חשים את ההבדל באמצעות פיטוכרום שברקמותיו. מכאן שהאור ההולך ומתרבה, מפעיל את הפיטוכרום, המאותת לצמח מתי להתחיל את הפריחה ואת הלבלוב.
פוטוטרופיזם היא התנועה של הצמח הירוק לעבר האור שהיא תוצאה של הורמון צמיחה הנקרא אוקסין. ריכוז גבוה של הורמון אוקסין גורם לגדילה מהירה ולהיפך. פוטופריודיזם היא תגובה של הצמח לשינויים החלים באורך היום, הכוללת גם את מועד הפריחה שלו. יש צמחים של יום קצר הפורחים בסתיו ובחורף וצמחים של יום ארוך הפורחים באביב ובקיץ.
מולקולות הפיטוכרום הנמצאות בתוך התאים, מודדות את אורך היום על ידי קליטת אנרגיית אור בעוצמות שונות. זה גורם לצמחי היום הקצר (צמחי החורף) להתחיל לפרוח לאורך האביב ולגרום לצמחי היום הארוך (צמחי קיץ) להתחיל לפרוח בראשית הקיץ. פיטוכרום נותן גם איתות לצמח על התקרבות החורף כדי שיגן על הניצנים בעזרת קשקשים ולגרום לנשירת העלים מהעץ. כתוצאה מתהליך הפוטוסינתזה (בצמחים ירוקים) שנעשה בעזרת אור, נוצרות מולקולות גלוקוז ונפלטות מולקולות חמצן. אולם לקרני השמש בחורף אין די עוצמת אנרגיה, כדי לפצח את מולקולות המים למימן וחמצן. לכן בעונה זו נפסק תהליך הפוטוסינתזה ומתחדש רק עם התעוררות הנשירים, כשהשמש גבוהה בשמים וקרניה מרוכזות עם הרבה אנרגיה.
האור הלבן הנראה לעין, מורכב מספקטרום אלקטרומגנטי שבו יש גלים באורך שונה. כאשר מפרידים את האור בעזרת מנסרה, או כשהוא מופרד באופן טבעי בקשת שבענן, רואים את הצבעים שמהם הוא מורכב, כגון גלים ארוכים בתדירות נמוכה וגלים קצרים בתדירות גבוהה. 
בקצה האחד של הספקטרום נמצא האור האדום בעל הגל הארוך ביותר (0.7 מיקרון ) ואחריו באים הגלים ההולכים ומתקצרים לפי הסדר הבא: כתום, צהוב, ירוק, כחול  וסגול שהוא בעל אורך גל של 0.4 מיקרון. גלים קצרים בתדירות גבוהה יותר, כגון האור האולטרה סגול וגלים קצרים עוד יותר, אינם נראים לעינו של אדם.
במחקרים בחקלאות, התגלה גן האחראי על הפריחה, המופעל בתנאי טמפרטורה וכמות האור הרצויים לצמח. כך הוא "מפקח" שלא תהיה פריחה מוקמת באמצע החורף הקר, ולא תתאחר מדי באביב. בעתיד הקרוב יוכלו החוקרים להשתמש בהנדסה גנטית (בעזרת הגן האחראי לפריחה) כדי לקבוע את מועד הפריחה הרצוי לחקלאים ולא להסתמך על פוטופריודיזם טבעי של הצמחים. אפשר גם לספק יותר שעות אור מלכותי בחממה לגידולי היום הארוך (גידולי קיץ) כדי להקדים את מועד הפריחתם. 

באקלים הים תיכוני בארץ, אפשר לראות  עצים שפורחים קודם ואחר כך מלבלבים כגון קטלב וכליל החורש, ועצים נשירים שמלבלבים קודם ואחר כך פורחים כגון אלון תבור, לבנה רפואי, עוזרר ועוד.

במטעים מלבלבים קודם עצי תפוח, אגס, שזיף, אפרסק, רימון ועוד, ופורח קודם הוא השקד. הרותם המדברי למשל (כמו צמחי מדבר אחרים), משיר את עליו בקיץ ונכנס ל"תרדמת קיץ" כדי להימנע מאיבוד מים. בתקופה זו, גבעוליו הירוקים של הרותם מבצעים פוטוסינתזה במקום העלים המופיעים בעונת החורף והאביב ונושרים בקיץ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                  

 

 

 


Comments