Введение

Закрытая исследовательская теплица

Фитотрон – это закрытая исследовательская теплица, предназначенная для изучения взаимодействия растений с окружающей средой. Он возник на стыке дисциплин физиологии и ботаники растений.

Обзор

Фитотроны объединили и расширили предшествующие разрозненные попытки установить полный контроль над всей окружающей средой. В как в помещениях для входа, так и в небольших камерах-шкафах, фитотроны создавали и воспроизводили целые сложные климаты, состоящие из множества переменных. В первых фитотронах каждая отдельная комната поддерживалась при постоянной, уникальной температуре. Например, в австралийском фитотроне помещения поддерживали температуры 9°C, 12°C, 16°C, 20°C, 23°C, 26°C, 30°C и 34°C. Поскольку некоторые из первых экспериментов с контролируемой средой показали, что растения по-разному реагируют на дневную и ночную температуры, первые эксперименты, направленные на изучение влияния изменения дневной и ночной температур, заставили исследователей перемещать растения из более теплых в более холодные помещения в течение дня, или в соответствии с любой другой переменной или постоянной схемой. Это сделало переменную "температура" экспериментально контролируемой. Даже грубый подход, при котором проверялась каждая последовательная переменная среды и каждый сорт растения, позволил бы точно определить конкретные условия окружающей среды для максимизации роста. Ожидая, что более глубокие знания придут благодаря более совершенным технологиям, следующее поколение фитотронов расширило свои технологические возможности, диапазон переменных окружающей среды и степень контроля над каждой переменной. Фитотрон в Стокгольме предлагал помещение с регулируемой влажностью и специально разработанный компьютер, а также низкотемпературную камеру, которая расширяла температурный диапазон до -25°C для изучения нордических лесов. После этого технология фитотронов позволила сжать целые среды в более компактные шкафы, которые можно было настроить на любую желаемую комбинацию условий окружающей среды, и которые используются до сих пор.

История

Первый фитотрон был построен под руководством Фрица Вармольта Вента в Калифорнийском технологическом институте в 1949 году. Он был финансирован Фондом Эрхарт и официально назывался Лаборатория исследований растений Эрхарт. Свое более запоминающееся прозвище он получил, по всей видимости, из шутливого разговора биологов из Калифорнийского технологического института Джеймса Боннера и Сэма Уайлдмана. Вспоминая об этом в 1980-х годах, Боннер отметил: «Лаборатория исследований растений Эрхарт называлась экологически контролируемой теплицей, но мой первый постдокторант [Сэм Уайлдман] и я, сидя в 1950 году за чашкой кофе, решили, что она заслуживает более удачного или благозвучного названия. Мы решили назвать её фитотроном – *phytos* от греческого слова, означающего «растение», и *tron* как в циклотроне, большой и сложной машине. Вент поначалу был крайне недоволен этим словом. Но доктор Милликан тут же поддержал его, сказав: «Это сооружение, финансируемое мистером Эрхартом, совершит в биологии растений то же самое, что циклотрон – в физике», и он нарек его фитотроном». Фитотроны распространились по всему миру с 1945 года по настоящее время – в Австралию, Францию, Венгрию, Советский Союз, Англию и Соединенные Штаты. Кроме того, они послужили основой для создания подобных установок, таких как Климатрон в Ботаническом саду Миссури, Биотрон в Университете Висконсина-Мэдисон, Экотрон в Имперском колледже Лондона и Брисатрон в Лаборатории экологии реки Саванна.