Официальный сайт нияу мифи приемная комиссия нияу мифи сетевая школа нияу мифи

БИОФИЗИКА ФОТОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Свет является одним из важных факторов окружающей среды для большинства живых организмов. Способность восприятия света и его трансформация лежат в основе зрения, фотосинтеза и ряда фото- регуляторных процессов у растений.

Фотосинтез в прямом смысле – это синтез углеводов под дей- ствием видимого света. В более широком и ставшем популярным смысле – это весь комплекс процессов ассимиляции фотонов и хи- мических субстратов в растительном организме, которые приводят к его росту и развитию. К ним относят процессы синтеза пигментов, обеспечивающих поглощение фотонов и первичные фотохимиче- ские реакции, и других соединений, отвечающих за формирование органов растительного организма и его приспособление к условиям окружающей среды [23].
Также многие живые организмы способны к фотосинтезу. Напри- мер, в кожном слое млекопитающих под действием света происхо- дит синтез химических соединений (синтез витамина D и меланина). Свет может индуцировать не только рост и развитие живого ор- ганизма, но и инициировать процессы деструктивного характера. Стимулирующее или разрушающее действие будет оказывать свет, определяется многими факторами: длиной волны и интенсивностью излучения, наличием фотоактивных хромофоров, их внутриклеточ- ной локализацией, способностью клеток к фотозащите, восстанов-
лению фотоповреждений (рис. 9.1).
Формообразующее действие света сказывается на облике расти- тельного покрова разных областей планеты Земля. Состав и струк- тура растительных сообществ находятся в тесной зависимости от требований растений к свету. Поэтому регионы и конкретные место- обитания с разными условиями светообеспеченности населены раз- ными растениями. В условиях разных световых освещенностей, тем- пературы и воздействия внешних факторов (загрязнений), в том числе и стрессового характера, изменяется состояние фотосинтети- ческого аппарата, продуктивность фотосинтеза и, следовательно, продуктивность рассматриваемой экосистемы.

Рис. 9.1. Действие света на растения

Одной из важнейших фундаментальных проблем биофизики яв- ляется расшифровка механизмов первичных процессов действия света на разные биологические системы [24]. Основными объек- тами исследований в биофизике фотосинтеза являются растения и водоросли, в том числе микроорганизмы. Участники и механизмы фотосинтеза и фотобиологических процессов изучены пока недоста- точно, при этом действие света представляет большой научный и практический интерес.

Результаты биофизических исследований фотосинтеза создают научную основу методов управления ростом фотосинтезирующих структурных элементов, методов экспресс-диагностики состояния клеток в экологическом мониторинге. Управляя параметрами и ха- рактеристиками света, можно влиять на эффективность процесса ро- ста растений и запасания ими полезных веществ. Практически такие исследования важны для успешного выращивания культурных и сельскохозяйственных растений, например, при содержании оран- жерей и теплиц, поскольку правильная организация освещенности выращиваемых растений будет способствовать лучшему росту и развитию растений, повышению их урожайности. Исследования в этой области выделяются в отдельное крупное научное направление