Wat is Fotoreceptoren?

Voorbeeld 21.5 (De twee eigenaardigheden verklaard)

De zwakke ster verdwijnt wanneer je er recht naar kijkt, omdat de gele vlek alleen kegeltjes heeft, die meer licht nodig hebben dan de ster levert; kijk je er opzij naar, dan valt haar licht op staafjes, die haar wel opmerken. Het jack is ’s nachts grijs omdat de staafjes die het zien één enkele kleurstof hebben: zij kunnen melden hoeveel licht er is, niet welke golflengte. Kleur is een vergelijking tussen de drie typen kegeltjes, en de kegeltjes zwijgen in het donker.

Voorbeeld 21.7 (De krommen lezen)

Licht van $500\,\mathrm{nm}$: S-kegeltjes op 8%, M op 75%, L op 40% — dat wordt als blauwgroen gezien. Licht van $620\,\mathrm{nm}$: S op 0, M op 10%, L op 42% — rood. Iemand zonder L-kegeltjes ontvangt voor allebei alleen een S- en een M-waarde, en het tweede licht geeft S 0, M 10: nauwelijks te onderscheiden van een zwak groen. De kleuren die het ontbrekende type uit elkaar zou hebben gehouden, vallen samen tot één.

Voorbeeld 22.5 (Gravitropie en fototropie)

Leg een kiemplant op haar zij. In het wortelmutsje zakken dichte, met zetmeel gevulde plastiden binnen minuten naar de nieuwe onderkant van de columellacellen; de PIN3-transporteiwitten van die cellen verhuizen naar het onderste vlak; auxine stroomt bij voorkeur langs de onderste flank van de wortel, waar het, boven het optimum voor wortelcellen, de strekking remt, en de wortel buigt omlaag. In de scheut bevordert dezelfde zijdelingse stroom naar de onderkant de strekking (het optimum van scheutcellen ligt hoger), en de scheut buigt omhoog. Fototropie: fototropine aan de belichte kant van een scheut verandert de plaatsing van de PIN’s zodat auxine zich aan de beschaduwde kant ophoopt, die sneller groeit en de scheut naar het licht buigt. Beide bewegingen zijn traag — uren — omdat het groei is en geen beweging, en beide zijn onomkeerbaar in het weefsel dat is gegroeid. Darwin (1880) liet zien dat de top van een graskiemplant het licht waarneemt en dat het gebied eronder buigt; Went (1928) ving de invloed op in een agarblokje dat op een afgesneden top was gezet en toonde dat een blokje dat scheef op een onthoofde scheut werd gezet die deed buigen: de invloed was een diffundeerbare stof, die daarna auxine werd genoemd.

Voorbeeld 22.9 (De klok van de plant en de lengte van de dag)

Planten houden een circadiane klok van hetzelfde ontwerp als die van het dier en uit niet-verwante onderdelen: ochtendfactoren (CCA1, LHY) onderdrukken een avondgen (TOC1) wier product hen onderdrukt, met nog meer lussen die zelfs bij aanhoudend licht een robuuste cyclus van 24 uur opleveren en de dageraad een uur van tevoren aankondigen door de huidmondjes te openen en de genen van de fotosynthese aan te zetten. De gevolgrijkste uitvoer van de klok is het meten van de daglengte. Bij Arabidopsis, een langedagplant, laat de klok het CONSTANS-eiwit zich in de late middag ophopen; is die middag in een lange dag nog belicht, dan stabiliseren fytochroom en cryptochroom het eiwit en zet het FT in het blad aan; in een korte dag wordt het eiwit in het donker gemaakt en vernietigd. Het FT-eiwit, het florigeen waarop entproeven sinds Chailakhyan (1936) jacht maakten, reist door het floëem naar de scheuttop en zet die daar, met een partner, van het maken van bladeren om naar het maken van bloemen. Kortedagplanten (rijst, soja) gebruiken dezelfde klok met omgekeerd teken. Een plant leest dus de kalender door een intern ritme met het externe licht te vergelijken — het “uitwendige samenvallen” dat Bünning in 1936 voorstelde en dat de moleculaire genetica zeventig jaar later letterlijk maakte.