Защо растенията се обръщат към слънцето? Защо растенията се обръщат към светлината? Учените обясняват, че движението на слънчогледовото съцветие се дължи на неравномерния растеж на растението

Hagop Atamian/U.C. Дейвис

Американски учени са открили кои механизми са отговорни за ориентацията на маслодайния слънчоглед ( Helianthus annuus) на Слънцето и какво еволюционно значение има. Оказа се, че способността да се върти под въздействието на слънчева светлина (хелиотропизъм) е свързана с координираната работа на светлочувствителните механизми и циркадните ритми на растението. Резултатите от работата са публикувани в списанието Наука.

Млади слънчогледи по време на дневни часовеобръщат се след Слънцето от изток на запад, а през нощта - обратно, за да се срещнат отново на сутринта слънчева светлина. Цъфтящите растения спират това движение и винаги са обърнати на изток. За да разберат защо това се случва, изследователи от университетите на Калифорния и Вирджиния проведоха серия от експерименти на полето и на закрито.

На първия етап от работата си те изкуствено фиксираха някои от експерименталните слънчогледи, като им попречиха да следват Слънцето. Общата биомаса и листната площ на такива растения се оказаха средно с 10 процента по-малко от тези, отглеждани без ограничения. По този начин обръщането зад слънцето е необходимо на младите растения за по-интензивен растеж.

Обратното завиване на изток през нощта показва, че в този процес участват механизми за регулиране на циркадния ритъм. Учените потвърдиха това, като донесоха слънчогледите от полето в стая с постоянно осветление (растенията продължиха да се въртят още няколко дни) и им наложиха изкуствен 30-часов цикъл на осветление (ритъмът на ротациите на растенията беше изгубен, връщайки се към нормален с 24-часов цикъл).

Слънчогледите нямат листни подложки - специални двигателни органи, които осигуряват хелиотропизъм при някои видове растения. Като се има предвид, че амплитудата на движенията на слънчогледа намалява с растежа, докато напълно отсъства при зрелите растения, учените предполагат, че въртенето на слънчогледа зад Слънцето осигурява неравномерно удължаване на стъблото през деня. Експериментите с растения без хормона на растежа гиберелин, както и изследванията на генната активност в западната и източната страна на стъблото, потвърдиха тази хипотеза. Освен това се оказа, че растежът на западната страна на стъблото, който е по-интензивен през нощта, се случва „по подразбиране“, докато растежът на източната страна, който е необходим през деня, се регулира от светлочувствителни механизми (по-специално преразпределението на хормона ауксин под влияние на фототропините).

Промени в температурата на цветята през деня

Евън Браун/Университет на Вирджиния

Когато слънчогледът спре да расте и да цъфти, циркадните и светлочувствителните механизми губят значението си, оставяйки растението ориентирано на изток. Обръщайки някои от експерименталните слънчогледи на запад, учените се убедиха, че насекомите опрашители практически не се интересуват от такива растения, за разлика от обърнатите на изток. 24-часов температурен запис показа, че цветята, ориентирани на изток, се затоплят много по-добре и по-бързо, привличайки насекоми. Когато цветята, обърнати на запад, бяха изкуствено нагрявани, интересът на опрашителите към тях се върна.

По този начин завоите на младите слънчогледи зад Слънцето се осигуряват от съвместната работа на циркадните и светлочувствителните механизми, те служат за интензивно увеличаване на биомасата. Ориентацията на възрастните растения на изток е необходима за тяхното затопляне, което привлича опрашващи насекоми.

Слънчогледи, под слънцето.
Има установено мнение, че главата на слънчогледа се върти след слънцето.
Вчера се убедих, че това е мит.

Под разреза има най-новите снимкипотвърждавайки, че слънцето грее в „задната част на главата“ на слънчогледа :)
И реалното състояние на нещата

И така, както виждаме, слънчогледите не се въртят с движението на слънцето.
Но има известна истина в мита.
А именно слънчогледът гледа към слънцето в момента на изгрев.
И винаги гледа на изток.
Но когато слънцето залезе, слънчогледът не мърда зад него.
Сякаш чака следващия изгрев :)

Феноменът, споменат в мита, се нарича хелиотропизъм.
Ето какво казва Wikipedia по въпроса.
Има широко разпространено погрешно схващане, че слънчогледите „стигат“ към слънцето (хелиотропизъм). Всъщност зрелите слънчогледови цветя обикновено са обърнати на изток и не се движат.
Листата и пъпките на младите слънчогледи проявяват хелиотропизъм. Те променят ориентацията си от изток на запад през целия ден.

Преди много време хората забелязали, че младите цветя на слънчогледа се обръщат, за да следват слънцето през деня, а през нощта се връщат в първоначалното си положение, за да го срещнат отново на изток сутрин. Но досега учените не са успели да разрешат тази мистерия: какво кара растенията да изпълняват ежедневния си ритуал и защо „поклонението“ на светилото спира с времето?

В търсене на отговор Стейси Хармър от Калифорнийския университет в Дейвис и нейните колеги проведоха серия от експерименти.

На първия етап бяха променени условията за отглеждане на слънчогледи в естествената им среда. Учените „обездвижиха“ едната група, така че растенията изобщо да не могат да се обърнат, а другата беше фиксирана по такъв начин, че слънчогледите при изгрев слънце да бяха обърнати на запад. Когато цветята пораснаха, се оказа, че листата и в двете групи са с 10% по-малки от тези на „свободните“ растения. Това потвърди предположението, че наблюдението на слънцето е необходимо на слънчогледите ефективен растеж.

Тогава учените решили да проверят дали ритмичните „танци” на слънчогледите се дължат на вътрешни часовници или условия на околната среда.

Те преместиха растенията, които растяха навън, в стая с постоянно горно осветление и откриха, че слънчогледите продължават да се въртят от една страна на друга точно както преди в продължение на няколко дни.

След това учените поставили растенията в специална стая с поредица от лампи, които се включвали една по една, имитирайки движението на слънцето. Когато изследователите програмираха изкуствено осветлениеПри тридесетчасов цикъл на "ден" и "нощ" растенията се обръщат от една страна на друга без редовен график. Но когато светлинният режим се нормализира, слънчогледите следваха стриктно изкуственото „слънце“, което показваше, че действат вътрешни циркадни ритми. важна роляв движението на цвете.

Но най-вече биолозите се интересуваха от въпроса защо след цъфтежа слънчогледите спират да се обръщат от една страна на друга и замръзват, „гледайки“ към изгрева. Тогава екипът на Хармър обърна някои от растенията на запад и след това преброи броя на пчелите и другите опрашители, които кацнаха върху цветя, обърнати на запад. на различни партииСвета.

Оказало се, че сутрин насекомите посещавали пет пъти по-често цветята, обърнати на изток, отколкото тези, обърнати в обратната посока.

„Можете да видите, че пчелите са полудели по цветя с източно изложение и не обръщат много внимание на растенията с изложение на запад“, казва Стейси Хармър.

Предишни проучвания показват, че опрашителите предпочитат повече топли цветя, така че слънчогледите, които получават голяма доза от първите сутрешни лъчи, се оказват по-популярни.

„Непрекъснато се изумявах колко сложни са растенията“, продължава Хармър, „Те са наистина майсторски в адаптирането към условията на околната среда.“

Резултатите от изследването, публикувани в Science, повдигат повече трудни въпроси. Например, как растенията определят времето и как намират правилната посока, когато се обърнат в тъмното към мястото, където ще изгрее слънцето?

Но според експертите самият факт, че слънчогледите имат вътрешен часовник и се ръководят от собствените си ритми, е „Светият Граал“ в изследването на сложното им поведение. И както се подчертава в прессъобщението на университета, това е първият пример за времева синхронизация в растения, живеещи в естествена среда, което има пряко въздействие върху ефективността на растежа.

Материал. Тези разлики в разширяването на материала поради температура. Повече на слънце, отколкото на сянка. Доколкото ми е известно, основата на главата на мястото, където е закрепено стъблото, изглежда като "твърда вата" с течност. Може би тази течност в порите играе ролята на мускули - има ли хидравлични оператори?

[имейл защитен] 01.08.2011

VIVAT - GOOGLE!

Име: идва от комбинация от две гръцки думи “helios” - слънце и “anthos” - цвете. Това име не е дадено случайно. Огромни слънчогледови съцветия, оградени с ярки лъчисти венчелистчета, наистина приличат на слънцето. В допълнение, това растение има уникалната способност да обръща главата си след слънцето, проследявайки целия му път от изгрев до залез.
Растенията нямат мускули; цветето може да промени ориентацията си само поради факта, че стъблото, което го държи, расте по-силно от слънчевата страна. Следователно процесът се случва, когато слънчогледът расте: през деня затворени цветянаистина следват хода на слънцето, отговаряйки на френското си име tournesol.

Още по-невероятен трик: през нощта цветята успяват да се обърнат така, че на сутринта отново да поздравят слънцето на изток.
Благодарение на това въртене растенията във фаза на растеж са в състояние да уловят 10-15 процента повече слънчева енергия. Отгледан слънчоглед с отворено цветенеподвижно гледайки на изток.
Площта на стъблото под цветните венчелистчета съдържа<гормон роста>. Този хормон не издържа на пряка слънчева светлина. Когато е изложена на слънце, тази част от стъблото се обръща, за да се отдалечи от него. Концентрира се<гормон роста>, така расте по-бързо и в резултат самото цвете се обръща към слънцето.

Така че мислех в правилната посока, просто не можех да си представя, че едно растение може да расте толкова бързо. Благодарение на Google, някак си не се сетих за този въпрос, но в темата се появиха красиви снимки. Знаете ли, че в Германия е обичайно да се правят букети от слънчогледови цветя? Може да ви бъде подарен такъв букет за рождения ви ден.

Alexey.n.pop***@u*****.ua Учител 08/03/2011

Не, благодарение на Google! Нищо не е ясно - просто се посочва целесъобразността на това движение, но какъв е механизмът? И защо се получава въртене през нощта - означава ли, че има памет или небесна навигация?

Това е заблуда. Той не се обръща СЛЕД СЛЪНЦЕТО. Постоянно се насочва в посоката, чиято среднодневна яркост е най-голяма... Също като листата на краставицата в оранжерия, точно като стайните цветя на перваза на прозореца.

Погледни отблизо. И рано сутрин, на зазоряване, и късно вечер при залез открито полеГлавите на слънчогледовите цветя ще бъдат насочени на юг. И в сенчесто място - далеч от сянката, падаща върху него.

5 август 2016 г., 17:59 ч

Хората отдавна са забелязали, че младите слънчогледови цветя се обръщат след слънцето през деня, а през нощта се връщат в първоначалното си положение, за да го срещнат отново на изток сутрин. Какво кара растенията да изпълняват ежедневния си ритуал и защо с течение на времето „преклонението” пред светилото спира и зрелите цветя на слънчогледа не се обръщат зад Слънцето, а остават насочени само на изток.

В търсене на отговор Стейси Хармър от Калифорнийския университет в Дейвис и нейните колеги проведоха серия от експерименти, които потвърдиха предчувствието, че наблюдението на Слънцето е необходимо, за да растат слънчогледите по-ефективно. Учените фиксираха растенията, като им попречиха да се обърнат, или, обратно, завъртяха саксиите, нарушавайки естествения ход на движение. И в двата случая листата на растенията се оказаха с около 10% по-малки от тези на съседите им, които спокойно се обърнаха зад Слънцето.

Освен това експертите поставиха няколко точки върху стъблото с маркер, за да проучат как слънчогледът се движи зад Слънцето. Учените наблюдават точките с помощта на видеокамера. Ако разстоянието между тях се промени, това означава, че стъблото на цветето расте там, където са начертани тези точки.
Когато растенията се обърнаха да следват Слънцето през деня, източната страна на стъблото растеше по-бързо от западната, карайки самото цвете да се обърне към Слънцето. А през нощта западната страна растеше по-бързо и стъблото се обърна в другата посока.

Движението на растението се осъществява с помощта на специални двигателни клетки, които участват в механизма на растеж и се намират в гъвкавата основа на цветето. Оказа се, че това движение зависи от вътрешния часовник на растението - циркадните ритми, които контролират различни жизнени процесисвързани с настъпването на деня, нощта, сутринта и вечерта. „Часовникът“ контролира скоростта на растеж и кара едната страна на стъблото да расте по-бързо от другата. Благодарение на това слънчогледът постепенно се обръща, за да следва Слънцето.

Когато слънчогледът узрее и цветето се отвори, общият растеж се забавя и растенията спират да се движат през деня, като остават ориентирани на изток. Факт е, че растението реагира по-силно на слънчевата светлина рано сутрин, отколкото следобед, така че постепенно спира да се движи на запад през деня.