Det forunderlige ur i levende organismer

HAR du lagt merke til den forunderlige tidsans som forskjellige levende organismer har? Hvert år spirer, vokser og blomstrer for eksempel plantene i samsvar med et bestemt tidsskjema. Ikke alle følger det samme skjemaet — noen blomstrer om våren, andre om sommeren og andre igjen om høsten eller tidlig på vinteren. Men hver art vet nøyaktig når den skal gjøre de forskjellige ting.

Det forholder seg på lignende måte med dyrene. De parrer seg, får unger, går i hi, foretar vandringer og utfører andre funksjoner som om de følger en bestemt timeplan. Tenk på insektene, som tilbringer vinteren i en dvaletilstand. Mot slutten av sommeren, mens været fremdeles er varmt, avbryter de sin travle virksomhet — matingen og formeringen opphører — og de begynner å komme i en dvaletilstand. Hvordan vet de at vinteren nærmer seg?

Det er dessuten mange fugler som drar til tropene for å tilbringe vinteren der. Når det blir vår i nord, drar de så hjemover igjen. Hvordan kan de vite at det er blitt varmere der, når temperaturen i tropene er omtrent den samme som da de kom dit? Det er mange som har stilt slike spørsmål. Har du det?

Den forunderlige tidsmåleren

En antar at den viktigste tidsmåleren for levende organismer er lyset. Tidligere var det en vanlig oppfatning at den forandring i temperaturen som følger med årstidene, på forskjellige måter påvirket planter og dyr. Men temperaturen varierer; den veksler fra år til år. Lyset er imidlertid pålitelig. Dagslysets varighet er alltid den samme på en bestemt dag i året. En levende organisme kan på den måten få nøyaktig beskjed om når de forskjellige årstider nærmer seg.

Det betyr ikke at temperatur og andre faktorer ikke har innvirkning på den rytme som gjør seg gjeldende hos planter og dyr i forbindelse med årstidene. Slike ting spiller tydeligvis også en rolle. Men den avgjørende faktor synes å være dagslysets varighet. At levende organismers virksomhet bestemmes av dette forunderlige ur, er en relativt ny oppdagelse.

En viktig undersøkelse

I 1920 studerte noen forskere en bestemt art tobakksplante. De forsøkte å bringe på det rene hvorfor den blomstret sent når den ble dyrket i nærheten av Washington, D.C. Selv om det så ut til at planten i flere dager var klar til å begynne å blomstre, var det et eller annet som hindret den i å gjøre det før det ble så sent at frøene ikke ble modne.

Det ble gjort mange forsøk, men det var ikke mulig å finne ut hvorfor blomstringen ble forsinket. Til slutt ble plantene plassert i et drivhus, hvor det på kunstig måte ble sørget for at de ble utsatt for dagslys i kortere perioder. Det ga resultater. Disse plantene blomstret tidligere enn de som vokste utenfor. Dette viste hva grunnen var til at denne tobakksplanten blomstrer så sent i nærheten av Washington, D.C. Grunnen er at dagslyset her først sent på sommeren er blitt redusert til den varighet det må ha for at denne planten skal blomstre!

Påvirker lyset andre planter på lignende måte? Andre forsøk som ble gjort av disse forskerne, viser at det gjør det. De oppdaget at plantene kan inndeles i tre grupper, alt etter hvordan de reagerer på dagslysets varighet.

Den første gruppen innbefatter slike planter som tomatplanten og agurkplanten, som ikke stiller bestemte krav med hensyn til dagslengden. Til den andre gruppen hører kortdagsplanter. Disse blomstrer ikke før den daglige dosen av lys er under et bestemt antall timer. Den tredje gruppen består av langdagsplanter. Disse blomstrer når dagslysets varighet har overskredet et bestemt antall timer.

Resultatet av undersøkelsene

Disse forsøkene besvarte mange spørsmål. De forklarer hvorfor planter av en bestemt art kan plantes til forskjellige tider på året og likevel alle blomstre til samme tid. Og de forklarer hvorfor enkelte planter blomstrer i noen strøk, mens de ikke vil blomstre andre steder.

Det er nå mange jordbrukere som tar nøye hensyn til de krav de forskjellige planter stiller til lyset. Enkelte planter stiller meget spesielle krav til dagslysets varighet. Forskjellige varieteter av løk og soyabønner trives for eksempel best innenfor et 240 kilometer bredt belte. Hvis de dyrkes enten nord eller sør for dette området, er det mulig at det ikke blir noen avling i det hele tatt.

De behov plantene har med hensyn til dagslys, kan føre til at blomsterelskere blir skuffet. En person som er ute på reise, kjøper kanskje med seg hjem en plante med fargerike blomster til hagen sin, men der blomstrer den kanskje ikke i det hele tatt. Hvorfor ikke? Dagslyset der hvor han bor, har kanskje ikke den varighet det må ha for at planten skal blomstre.

I den sørlige delen av Vermont vokser det for eksempel en steinbedplante hvis latinske navn er Sedum telephium, en bestemt art av bergknappen. For at den skal blomstre, må den imidlertid ha en daglig dose på 16 timer med dagslys eller mer. Det får den i Vermont. Hvis den ble plantet mye lenger sør, ville den imidlertid ikke blomstre, på grunn av mangel på dagslys.

En person som bor i den nordlige delen av Maine, er kanskje på den annen side takknemlig for at det finnes lite av et bestemt slags ugress som heter ambrosia, der. Ambrosiaen blomstrer ikke før dagslysets varighet har kommet under 14,5 timer. I den nordlige delen av Maine skjer ikke dette før etter 1. august, og frøene vil derfor ikke ha nok tid til å modnes før det kalde været begynner.

Hvorfor plantene reagerer på lysets varighet

Det at en oppdaget disse kjensgjerninger med hensyn til hvordan plantene reagerer på dagslysets varighet, førte også til at en ble klar over en annen ting. Plantene må ha et eller annet i seg som registrerer forandringen i dagslysets varighet, og som får dem til å reagere på rette måte. Dette stoffet, som nylig er blitt oppdaget, kalles fytokrom.

Fytokrom er et blåaktig, lysfølsomt pigment som absorberer rødt lys. Det har vist seg at mange planter blir hurtigere utviklet når de blir utsatt for lys med rød bølgelengde. På en eller annen måte virker lyset på fytokromet, slik at plantens vekst blir regulert, fra frøstadiet til frukten er blitt moden. En vet imidlertid ikke nøyaktig hvordan dette foregår.

Hvordan lyset kan brukes

Mange gartnere gjør nå med gode resultater bruk av sin kjennskap til hvordan plantene reagerer på lyset. Ved å regulere varigheten av det lys en plante blir utsatt for, kan de få den til å blomstre når de ønsker det. Om vinteren kan de således glede seg over blomster som vanligvis bare vokser om sommeren, og blomster som normalt blomstrer om høsten, kan de få til å blomstre til andre tider.

Krysantemum er for eksempel en plante som normalt blomstrer om høsten. Men en kan også få den til å blomstre om sommeren. Det eneste en behøver å gjøre, er å sette en pappeske over den utpå ettermiddagen og så fjerne den om morgenen. Det at den mørke perioden på den måten blir forlenget, vil få krysantemumene til å reagere som om det var høst, og de vil blomstre sammen med sommerblomstene.

På den annen side kan det være at en person om vinteren ønsker å glede seg over blomster som vanligvis bare blomstrer om sommeren. Det at blomstene får en daglig dose med kunstig lys etter at dagen er slutt, kan få disse plantene til å reagere som om sommeren med dens lange dager allerede hadde kommet. Det vil få dem til å blomstre midt på vinteren, da dagene er korte.

Virkningen på dyr

Etter at en hadde oppdaget hvilken bemerkelsesverdig virkning dagslysets varighet har på plantene, ble det gjort forsøk for å undersøke om dyrene ble berørt på lignende måte. Resultatet ble at en fant at også dyrenes periodiske virksomhet ble bestemt av dagslysets varighet.

Den første fugl som det ble gjort forsøk med, var stæren. Hos stæren finner parringen vanligvis sted om våren, når dagene har begynt å bli lengre. De korte dagene i desember ble imidlertid på kunstig måte gjort lengre ved at lys ble rettet mot fuglene etter at solen hadde gått ned. Etter noen dager begynte stærene å skifte ham, idet de iførte seg den fargerike fjærdrakten de har i parringstiden om våren. Parringstiden ble framskyndt fire måneder ved at dagslysets varighet ble økt!

Lignende forsøk ble gjort med frittene, som også vanligvis har sin parringstid om våren eller tidlig om sommeren. Disse små dyrene parret seg også om vinteren når de ble utsatt for ekstra perioder med lys. Både stærer og fritter er langdagsdyr. De hører med til de skapninger hvis kjønnsdrift blir vakt av lange perioder med lys.

Mange andre dyr, for eksempel geiter, sauer og hjortedyr, parrer seg imidlertid om høsten. Det at dagslysets varighet blir kortere, påvirker deres kjønnsdrift. Saueoppdrettere som vil ha lam tidlig om våren, begrenser derfor om sommeren den mengde av dagslys dyrene blir utsatt for. Ved at sauene blir ført inn i mørke skur henimot slutten av juli eller i begynnelsen av august, kan de få forplantningen til å begynne tidligere.

Mange interessante forsøk er også blitt gjort med insekter, deriblant med silkespinneren. Dens egg, som blir lagt om høsten, befinner seg om vinteren i en hviletilstand. Larvene eller ormene klekkes om våren. Larvene forvandles snart til en puppe og deretter til en sommerfugl. Men egg som blir lagt tidlig om sommeren, kommer ikke i noen hviletilstand.

Forsøk har vist at det er dagslysets varighet som er årsak til at egg som blir lagt tidlig om sommeren, i motsetning til egg som blir lagt om høsten, ikke kommer i noen hviletilstand. Ved hjelp av kunstig regulering av lyset kan en få silkespinneren til å forplante seg i generasjon etter generasjon uten at dens egg kommer i noen hviletilstand. Men når lysets varighet blir forandret, legger den egg som kommer i en hviletilstand.

Det er tydeligvis en eller annen mekanisme hos dyrene som får dem til å reagere på forskjellige måter på lysets varighet, akkurat som tilfelle er hos plantene. En tror at det dreier seg om et hormon. En vet imidlertid svært lite om hvordan lysets stimulus blir mottatt og overført.

Selv om menneskene har lært mye om skaperverkets vidundere, blir de stadig minnet om hvor mye som fremdeles er en gåte for dem. Studiet av lysets virkninger på levende organismer er et typisk eksempel på dette.