Давним-давно люди помітили, що молоді квіти соняшника протягом дня повертаються слідом за сонцем, а вночі повертаються на вихідну позицію, щоб вранці знову зустріти його на сході. Але до сих пір вчені не могли розкрити цю загадку: що змушує рослини здійснювати свій щоденний ритуал і чому з часом "поклоніння" світила припиняється?

У пошуках відповіді Стейсі Хармер (Stacey Harmer) з Каліфорнійського університету в Девісі та її колеги провели серію експериментів.

На першому етапі соняшникам, що росли в природному середовищі, змінили умови. Одну групу вчені "знерухомили", щоб рослини взагалі не могли повертатися, а іншу зафіксували таким чином, щоб соняшники на сході виявилися повернені на захід. Коли квіти підросли, виявилося, що листя в обох групах були на 10% менше, ніж у "вільних" рослин. Це підтвердило здогад про те, що спостереження за сонцем необхідно соняшникам для більш ефективного зростання.

Потім вчені вирішили перевірити, чим зумовлені ритмічні "танці" соняшників - внутрішнім годинником або умовами навколишнього середовища.

Вони перенесли рослини, що росли на вулиці, в приміщення з постійним верхнім освітленням і виявили, що соняшники протягом декількох днів продовжували повертатися з боку в бік точно так, як робили раніше.

Потім вчені помістили рослини в спеціальну кімнату з низкою ламп, які включалися по черзі, імітуючи рух сонця. Коли дослідники запрограмували штучне освітлення на трідцатічасовой цикл зміни "дня" і "ночі", рослини поверталися з боку в бік без регулярного розкладу. Але коли світловий режим знову став нормальним, соняшники чітко слідували за штучним "сонцем", показуючи, що внутрішні циркадні ритми відіграють важливу роль в русі квітки.

Але найбільше біологів цікавило питання, чому після цвітіння соняшники перестають повертатися з боку в бік і завмирають, "дивлячись" в сторону сходу. Тоді команда Хармер повернула частину рослин на захід, а потім підрахувала кількість бджіл і інших запилювачів, які сідали на квіти, звернені до різних сторонах світу.

Виявилося, що в ранкові години комахи в п'ять разів частіше відвідували квітки, звернені на схід, ніж повернені в протилежному напрямку.

"Ви можете переконатися, що бджоли просто божеволіють по квіткам, смотрящим на схід, і практично не звертають уваги на рослини, повернені на захід", - зазначає Стейсі Хармер.

Попередні дослідження показали, що запилювачі віддають перевагу більш теплі квіти, тому соняшники, які отримали велику дозу перших ранкових променів, виявляються більш популярними.

"Я постійно дивувалася, як складно влаштовані рослини, - продовжує Хармер. - Вони дійсно майстерно пристосовуються до умов навколишнього середовища".

Результати дослідження, опубліковані в журналі Science, піднімають більш складні питання. Наприклад, як рослини визначають час і як вони знаходять правильний напрямок, коли в темряві повертаються туди, де зійде сонце?

Але, на думку фахівців, сам факт того, що соняшники володіють внутрішнім годинником і керуються власними ритмами, є "Священним Граалем" у вивченні їх складного поведінки. І, як підкреслюється в прес-релізі університету, це перший приклад тимчасової синхронізації у рослин, що мешкають в природному середовищі, яка має прямий вплив на ефективність зростання.

Вчені виростили кілька соняшників, частина з них висадили в лабораторії, де постійно був включений світло, а іншу - на звичайному полі, повідомляє Science. Деякі рослини дослідники закріпили в діжках, щоб вони не могли повертатися за Сонцем.

Як соняшник повертається до Сонця

Фахівці поставили на стеблі декілька точок маркером, щоб вивчити, як рухається соняшник за Сонцем. За точками вчені стежили за допомогою відеокамери. Якщо відстань між ними змінювалося, це означало, що стебло квітки ріс там, де були намальовані ці точки.

З'ясувалося, що рух рослини залежало від його внутрішнього годинника - набору світлочутливих білків і «підключених» до них генів, які керують різними життєвими процесами, пов'язаними з настанням дня, ночі, ранку і вечора. «Годинник» контролюють швидкість росту і змушують одну сторону стебла рости швидше, ніж іншу. Завдяки цьому, соняшник поступово повертається слідом за Сонцем.

У лабораторії, де тривалість дня змінювалася штучним чином, соняшники втрачали здатність орієнтуватися на Сонце, навіть коли штучне джерело світла рухався, як і реальне світило. Це негативно позначалося на швидкості росту квітки, наборі біомаси і розвитку насіння.

За рахунок того, що соняшник рухається за Сонцем, квітка швидше прогрівається і привертає більше запилювачів, відзначили вчені.

Додамо, що здатність рослин приймати певне положення під впливом сонячного світла називається геліотропізм. Геліотропного квіти відстежують рух Сонця по небу протягом дня, зі сходу - на захід. Вночі квіти можуть орієнтуватися досить безсистемно, але на світанку вони повертаються на схід, до висхідного світила. Більшою чи меншою мірою, майже всі квіти є геліотропного.

МОСКВА 5 серпня - РІА Новини.Соняшники мають дивовижним вмінням постійно "дивитися" на Сонце завдяки мутації, поміняла роботу їх "внутрішнього годинника" таким чином, що вони вкрай незвично диригують зростанням його клітин, змушуючи суцвіття обертатися зі сходу на захід в світлий час доби, йдеться в статті, опублікованій в журналі Science.

"Те, що рослина має уявлення про те, коли і звідки зійде Сонце, змусило мене припустити, що існує зв'язок між" біогодин "і тієї ланцюжком білків і генів, які керують ростом соняшників. Крім того, що так квітка отримує більше світла, він ще й більше привертає бджіл, так як вони люблять теплі поверхні ", - заявила Стейсі Хармер (Stacey Harmer) з університету Каліфорнії в Девісі (США).

Спираючись на це припущення, Хармер і її колеги розкрили одну з найстаріших і найцікавіших загадок ботаніки, вивчаючи роботу так званих циркадних ритмів, які керують усіма процесами всередині клітин рослин і тварин в залежності від часу доби, і їх впливу на роботу Оксин - білка-стимулятора зростання.

Для цього автори статті виростили кілька соняшників, частина з яких висадили в лабораторії, де постійно був включений світло, а інші - на звичайному полі. Частина рослин вчені закріпили в діжках таким чином, що вони не могли повертатися за Сонцем, що дозволило їм оцінити наслідки відмови від подібного еволюційного пристосування.

У розкритті принципів цього руху їм допоміг дотепний прийом, придуманий одним з авторів статті - біологи взяли маркер і нанесли на стебло соняшника кілька точок, за якими вони стежили за допомогою відеокамери. Якщо відстань між ними змінювалося, це означало, що стебло квітки ріс там, де були намальовані ці точки.

Як показали спостереження, "мотором" в русі квітки були внутрішній годинник рослини - набір світлочутливих білків і "підключених" до них генів, які управляють різними життєвими процесами, пов'язаними з настанням дня, ночі, ранку і вечора.

Якщо тривалість дня змінювалася штучним чином, то соняшники втрачали здатність орієнтуватися на Сонце, навіть якщо штучне джерело світла рухався по "небосхилу" так само, як і реальне світило. Це відразу ж негативно позначалося на швидкості росту квітки, наборі біомаси і розвитку насіння.

Фломастерние "точки" розповіли про те, як саме це відбувається - виявилося, що цей годинник впливають на рух квітки двома шляхами: контролюючи швидкість росту і змушуючи одну сторону стебла рости швидше, ніж іншу. Завдяки цьому, соняшник поступово повертається в світлий час доби, слідуючи за Сонцем.

У такий риси соняшнику може бути один несподіваний еволюційний плюс - як з'ясували Хармер і її колеги, бджолам подобаються теплі квіти, особливо в ранковий час, і поворот в сторону Сонця допомагає квітці швидше прогріватися і залучати більше запилювачів.

МОСКВА 5 серпня - РІА Новини.Соняшники мають дивовижним вмінням постійно "дивитися" на Сонце завдяки мутації, поміняла роботу їх "внутрішнього годинника" таким чином, що вони вкрай незвично диригують зростанням його клітин, змушуючи суцвіття обертатися зі сходу на захід в світлий час доби, йдеться в статті, опублікованій в журналі Science.

"Те, що рослина має уявлення про те, коли і звідки зійде Сонце, змусило мене припустити, що існує зв'язок між" біогодин "і тієї ланцюжком білків і генів, які керують ростом соняшників. Крім того, що так квітка отримує більше світла, він ще й більше привертає бджіл, так як вони люблять теплі поверхні ", - заявила Стейсі Хармер (Stacey Harmer) з університету Каліфорнії в Девісі (США).

Спираючись на це припущення, Хармер і її колеги розкрили одну з найстаріших і найцікавіших загадок ботаніки, вивчаючи роботу так званих циркадних ритмів, які керують усіма процесами всередині клітин рослин і тварин в залежності від часу доби, і їх впливу на роботу Оксин - білка-стимулятора зростання.

Для цього автори статті виростили кілька соняшників, частина з яких висадили в лабораторії, де постійно був включений світло, а інші - на звичайному полі. Частина рослин вчені закріпили в діжках таким чином, що вони не могли повертатися за Сонцем, що дозволило їм оцінити наслідки відмови від подібного еволюційного пристосування.

У розкритті принципів цього руху їм допоміг дотепний прийом, придуманий одним з авторів статті - біологи взяли маркер і нанесли на стебло соняшника кілька точок, за якими вони стежили за допомогою відеокамери. Якщо відстань між ними змінювалося, це означало, що стебло квітки ріс там, де були намальовані ці точки.

Як показали спостереження, "мотором" в русі квітки були внутрішній годинник рослини - набір світлочутливих білків і "підключених" до них генів, які управляють різними життєвими процесами, пов'язаними з настанням дня, ночі, ранку і вечора.

Якщо тривалість дня змінювалася штучним чином, то соняшники втрачали здатність орієнтуватися на Сонце, навіть якщо штучне джерело світла рухався по "небосхилу" так само, як і реальне світило. Це відразу ж негативно позначалося на швидкості росту квітки, наборі біомаси і розвитку насіння.

Фломастерние "точки" розповіли про те, як саме це відбувається - виявилося, що цей годинник впливають на рух квітки двома шляхами: контролюючи швидкість росту і змушуючи одну сторону стебла рости швидше, ніж іншу. Завдяки цьому, соняшник поступово повертається в світлий час доби, слідуючи за Сонцем.

У такий риси соняшнику може бути один несподіваний еволюційний плюс - як з'ясували Хармер і її колеги, бджолам подобаються теплі квіти, особливо в ранковий час, і поворот в сторону Сонця допомагає квітці швидше прогріватися і залучати більше запилювачів.