Введение

Диапазон света в дальнем красном конце видимого спектра — это диапазон света в крайней красной области видимого спектра, непосредственно перед инфракрасным излучением. Обычно его рассматривают как область с длиной волны от 700 до 750 нм, он едва различим для человеческого глаза. Растения в значительной степени отражают или пропускают его из-за спектра поглощения хлорофилла, и он воспринимается растительным фоторецептором фитохромом. Однако некоторые организмы могут использовать его в качестве источника энергии для фотосинтеза. Дальний красный свет также используется для зрения некоторыми организмами, такими как некоторые виды глубоководных рыб и креветки-богомолы.

В садоводстве

Растения воспринимают свет через внутренние фоторецепторы, поглощающие сигналы определенной длины волны (фотоморфогенез) или передающие энергию в растительный процесс (фотосинтез). В растениях фоторецепторы криптохром и фототропин поглощают излучение в синем спектре (B: λ = 400–500 нм) и регулируют внутреннюю сигнализацию, такую как ингибирование гипокотилей, время цветения и фототропизм. Дополнительные рецепторы, называемые фитохромами, поглощают излучение в красном (R: λ = 660–730 нм) и дальнекрасном (FR: λ > 730 нм) спектрах и влияют на многие аспекты развития растений, такие как прорастание, этиоляция сеянцев, переход к цветению, избегание затенения и тропизмы. Фитохром обладает способностью изменять свою конформацию в зависимости от количества или качества воспринимаемого им света и делает это посредством фотоконверсии из фитохрома красного (Pr) в фитохром дальнекрасный (Pfr). Pr – это неактивная форма фитохрома, готовая воспринимать красный свет. В среде с высоким соотношением R:FR, Pr изменяет конформацию в активную форму фитохрома Pfr. После активации Pfr перемещается в клеточное ядро, связывается с фитохром-интерактивными факторами (PIF) и направляет PIF к протеасоме для деградации. Под воздействием низкой R:FR среды Pfr поглощает FR и изменяет конформацию обратно в неактивную Pr. Неактивная конформация остается в цитозоле, позволяя PIF нацеливаться на их связывающее место в геноме и индуцировать экспрессию (т.е. избегание затенения через удлинение клеток). Облучение FR может приводить к ослаблению иммунитета растений и повышению восприимчивости к патогенам. FR долгое время считался минимальным вкладом в фотосинтез. В начале 1970-х годов доктор физических наук и профессор почвоведения доктор Кит Дж. Маккри выступал за стандартное определение фотосинтетически активного излучения (PAR: λ = 400–700 нм), которое не включало FR. В последнее время ученые предоставили доказательства того, что более широкий спектр, называемый фотобиологически активным излучением (PBAR: λ = 280–800 нм), является более подходящей терминологией. Этот диапазон длин волн включает не только FR, но и UV A и UV B. Эффект Эмерсона установил, что скорость фотосинтеза у красных и зеленых водорослей выше при воздействии R и FR, чем сумма этих двух излучений по отдельности. Это исследование заложило основу для выяснения двойных фотосистем у растений. Фотосистема I (PSI) и фотосистема II (PSII) работают синергически; посредством фотохимических процессов PSII транспортирует электроны в PSI. Любой дисбаланс между R и FR приводит к неравномерному возбуждению PSI и PSII, тем самым снижая эффективность фотохимии.