Plants and near-ultraviolet radiation

Conclusions

That the near UV has profound effects on biological material in general and plants in particular seems well established, but the implications of these findings in plant biology seem not to have been exploited. With a significant proportion of the solar spectrum at the earth’s surface in the 280–390 nm range the effects of near-UV wavelengths on ecosystems and in biosystematics should be considered. There is some evidence that alpine flora has, over evolutionary time, become adapted to the increased intensities of near UV, but whether this is a cause/effect situation has not been determined. The known ability of near UV to cause alterations in genomes-explored to date primarily in procaryotes-needs to be examined in vascular plants as a possible cause in ecotypic variation and as a factor in somatic and genome mutation.

One is struck by the paucity of information now available on the receptor systems for the various near-UV wavelengths known to affect physiological and biochemical systems within plants. Cells of higher plants contain many compounds capable of absorbing near-UV radiation and capable of reacting by excitation, photodegradation, photo-oxidation, etc., but in only a few instances have the photoreceptors for observed biological reactions been unequivocally identified and in almost none of these cases has the chain of reactions leading from absorption to observable reaction been traced with any assurance. In part, these lacunae in our knowledge are due to our ignorance of just what cells really do, but there is also a gulf between the information accumulated by the photochemist or photophysicist and that known to the botanist. One obvious example of this is the general failure of the photobiologist to specify adequately the physical parameters of their experiments; merely stating that near-UV “light” was supplied is grossly inadequate.

To end on an upbeat, it should be pointed out that plant photobiology is of growing importance in all areas of botany, that the instrumentation and techniques are now available, and that the concepts that must form the basis for research are at hand.

Conclusions

Il semble donc bien établi que les proches rayons ultraviolets aient des effets profonds sur la matière biologique en général et sur les plantes en particulier, mais on n’a pas encore exploité les implications de ces découvertes dans la biologie des plantes. Etant donné la part importante du spectre solaire à la surface de la terre qui se trouve entre 280 et 390 nm, on devrait aussi examiner les effets des proches rayons ultraviolets en biosystématique et sur les écosystèmes. On a constaté que dans une cortaine mesure la flore alpine, à travers les âges évolutionnaires, s’était adaptée aux intensités grandissantes des proches rayons ultraviolets, mais on n’a jamais pu établir si c’était une relation de cause à effet. C’est un fait bien établi que les proches rayons ultraviolets altèrent les formations héréditaires-et ceci a été essentiellement étudié jusqu’à maintenant dans les procaryotes-mais en devrait aussi étudier leur action sur les plantes vasculaires pour savior s’ils sont à l’erigine de variations écotypiques et s’ils contribuent à la mutation somatique et génétique.

On est frappé par l’insuffisance de renseignements disponibles à l’égard des systèmes récepteurs des proches rayons ultraviolets qui sont connus pour leur effet sur les systèmes biochimiques et physiologiques des plantes. Les cellules des plantes supérieures contiennent de nombreux corps composés capables d’absorber la radiation des proches rayons ultraviolets et capables aussi de réagir à l’excitation, à la photo-dégradation, à la photooxydation, etc. Mais il n’y a que peu de cas où l’on ait identifié de façon non-équivoque les photorécepteurs des réactions biologiques observées, et dans pratiquement aucun de ces cas a-t-on suivi de façon sûre la chaîne des réactions menant de l’absorption à la réaction observée. Ces lacunes dans nos informations proviennent, en partie, de notre ignorance du rôle précis des cellules, mais il existe aussi un fossé entre les connaissances acquises par le photochimiste ou le photophysicien et celles du botaniste. Un exemple évident de cet état de choses se trouve dans l’échec général des photobiologistes à définir de façon satisfaisante les limites réelles de leurs expériences. Il est totalement insuffisant de déclarer tout simplement qu’il y a eu une production de proches rayons ultraviolets.

Pour terminer d’une façon positive, il nous faut signaler que la photobiologie des plantes est une branche de plus en plus importante dans tous les domaines de la botanique, que les instruments et les techniques de recherche sont aujourd’hui à notre disposition, et que les concepts qui doivent être à la base des recherches sont là.