Mengapa tumbuhan menghadap matahari? Mengapa tumbuhan menghadap ke arah cahaya? Para ilmuwan menjelaskan bahwa pergerakan bunga bunga matahari terjadi karena pertumbuhan tanaman yang tidak merata

Hagop Atamian/U.C. Davis

Ilmuwan Amerika telah menemukan mekanisme mana yang bertanggung jawab atas orientasi biji minyak bunga matahari ( Helianthus tahunan) di Matahari dan apa signifikansi evolusionernya. Ternyata kemampuan berputar di bawah pengaruh sinar matahari (heliotropisme) dikaitkan dengan kerja terkoordinasi mekanisme peka cahaya dan ritme sirkadian tumbuhan. Hasil karyanya dipublikasikan di jurnal Sains.

Bunga matahari muda selama siang hari berbelok mengikuti Matahari dari timur ke barat, dan pada malam hari - kembali, agar dapat bertemu kembali pada pagi hari sinar matahari. Tanaman berbunga menghentikan gerakan ini dan selalu menghadap ke timur. Untuk memahami mengapa hal ini terjadi, peneliti dari Universitas California dan Virginia melakukan serangkaian percobaan di lapangan dan di dalam ruangan.

Pada tahap pertama pekerjaan mereka, mereka secara artifisial memperbaiki beberapa bunga matahari percobaan, mencegah mereka mengikuti Matahari. Total biomassa dan luas daun tanaman tersebut rata-rata 10 persen lebih kecil dibandingkan yang ditanam tanpa batasan. Oleh karena itu, membalikkan matahari diperlukan bagi tanaman muda untuk pertumbuhan yang lebih intensif.

Perputaran terbalik ke arah timur pada malam hari menunjukkan bahwa mekanisme pengaturan ritme sirkadian terlibat dalam proses ini. Para ilmuwan mengkonfirmasi hal ini dengan membawa bunga matahari dari ladang ke ruangan dengan pencahayaan konstan (tanaman terus berputar selama beberapa hari lagi) dan menerapkan siklus pencahayaan buatan selama 30 jam (irama rotasi tanaman hilang, kembali ke normal dengan siklus 24 jam).

Bunga matahari tidak memiliki bantalan daun - organ motorik khusus yang memberikan heliotropisme pada beberapa spesies tumbuhan. Mengingat amplitudo pergerakan bunga matahari menurun seiring pertumbuhannya hingga tidak ada sama sekali pada tanaman dewasa, para ilmuwan berpendapat bahwa rotasi bunga matahari di belakang Matahari memastikan pemanjangan batang yang tidak merata di siang hari. Eksperimen dengan tanaman yang kekurangan hormon pertumbuhan giberelin, serta studi aktivitas gen di sisi barat dan timur batang, membenarkan hipotesis ini. Selain itu, ternyata pertumbuhan batang sisi barat, yang lebih intens pada malam hari, terjadi “secara default”, sedangkan pertumbuhan batang sisi timur, yang diperlukan pada siang hari, diatur oleh peka cahaya. mekanisme (khususnya, redistribusi hormon auksin di bawah pengaruh fototropin).

Perubahan suhu bunga pada siang hari

Evan Brown/Universitas Virginia

Ketika bunga matahari berhenti tumbuh dan berbunga, mekanisme sirkadian dan penginderaan cahaya kehilangan arti pentingnya, sehingga tanaman berorientasi ke timur. Dengan mengarahkan beberapa bunga matahari percobaan ke barat, para ilmuwan menjadi yakin bahwa serangga penyerbuk praktis tidak tertarik pada tanaman tersebut, tidak seperti serangga yang menghadap ke timur. Pencatatan suhu 24 jam menunjukkan bahwa bunga yang menghadap ke timur menjadi lebih hangat dan lebih cepat, sehingga menarik serangga. Ketika bunga yang menghadap ke barat dipanaskan secara artifisial, minat penyerbuk terhadap bunga tersebut kembali.

Jadi, pergantian bunga matahari muda ke Matahari dipastikan melalui kerja sama mekanisme sirkadian dan peka cahaya; mereka berfungsi untuk peningkatan biomassa secara intensif. Orientasi tanaman dewasa ke timur diperlukan untuk menghangatkannya, yang menarik serangga penyerbuk.

Bunga matahari, di bawah sinar matahari.
Ada pendapat yang kuat bahwa kepala bunga matahari berputar setelah matahari.
Kemarin saya menjadi yakin bahwa ini adalah mitos.

Di bawah luka ada foto Terbaru memastikan bahwa matahari menyinari “belakang kepala” bunga matahari :)
Dan keadaan sebenarnya

Jadi, seperti yang kita lihat, bunga matahari tidak berputar mengikuti pergerakan matahari.
Namun ada beberapa kebenaran dalam mitos tersebut.
Yaitu bunga matahari yang memandang matahari pada saat matahari terbit.
Dan dia selalu melihat ke timur.
Namun saat matahari terbenam, bunga matahari tidak bergerak di belakangnya.
Sepertinya dia sedang menunggu matahari terbit berikutnya :)

Fenomena yang dimaksud dalam mitos tersebut disebut Heliotropisme.
Inilah yang dikatakan Wikipedia tentang hal itu.
Ada kepercayaan salah yang tersebar luas bahwa bunga matahari “mencapai” ke arah matahari (heliotropisme). Padahal, bunga matahari dewasa biasanya menghadap ke timur dan tidak bergerak.
Daun dan kuncup bunga matahari muda menunjukkan heliotropisme. Mereka mengubah orientasinya dari timur ke barat sepanjang hari.

Dahulu kala, orang memperhatikan bunga matahari yang masih muda berputar mengikuti matahari pada siang hari, dan pada malam hari mereka kembali ke posisi semula untuk bertemu lagi di timur pada pagi hari. Namun hingga saat ini, para ilmuwan belum mampu memecahkan misteri ini: apa yang membuat tumbuhan melakukan ritual sehari-harinya dan mengapa “pemujaan” terhadap sang termasyhur berhenti seiring berjalannya waktu?

Untuk mencari jawabannya, Stacey Harmer dari University of California di Davis dan rekan-rekannya melakukan serangkaian eksperimen.

Pada tahap pertama, kondisi bunga matahari yang tumbuh di lingkungan alaminya diubah. Para ilmuwan “melumpuhkan” satu kelompok sehingga tanaman tidak dapat berputar sama sekali, dan kelompok lainnya diperbaiki sedemikian rupa sehingga bunga matahari saat matahari terbit menghadap ke barat. Ketika bunganya tumbuh, ternyata daun pada kedua kelompok tersebut berukuran 10% lebih kecil dibandingkan pada tanaman “bebas”. Hal ini membenarkan dugaan bahwa bunga matahari perlu diamati pertumbuhan yang efisien.

Kemudian para ilmuwan memutuskan untuk memeriksa apakah “tarian” bunga matahari yang berirama disebabkan oleh jam internal atau kondisi lingkungan.

Mereka memindahkan tanaman yang tumbuh di luar ke dalam ruangan dengan pencahayaan konstan di atas kepala dan menemukan bahwa bunga matahari terus berputar dari sisi ke sisi persis seperti sebelumnya selama beberapa hari.

Para ilmuwan kemudian menempatkan tanaman tersebut di ruangan khusus dengan rangkaian lampu yang menyala satu per satu, meniru pergerakan matahari. Ketika para peneliti memprogram pencahayaan buatan Pada siklus tiga puluh jam "siang" dan "malam", tanaman berpindah-pindah tanpa jadwal yang teratur. Namun ketika cahaya kembali normal, bunga matahari secara ketat mengikuti "matahari" buatan, yang menunjukkan bahwa ritme sirkadian internal sedang berperan. peran penting dalam pergerakan bunga.

Namun yang terpenting, para ahli biologi tertarik pada pertanyaan mengapa, setelah berbunga, bunga matahari berhenti berputar dari sisi ke sisi dan membeku, “melihat” ke arah matahari terbit. Kemudian tim Harmer mengarahkan beberapa tanaman ke arah barat, lalu menghitung jumlah lebah dan penyerbuk lainnya yang hinggap pada bunga yang menghadap ke barat. ke berbagai pihak cahaya.

Ternyata pada pagi hari, serangga lima kali lebih sering mengunjungi bunga yang menghadap ke timur dibandingkan bunga yang menghadap ke arah sebaliknya.

“Anda dapat melihat bahwa lebah tergila-gila pada bunga yang menghadap ke timur dan kurang memperhatikan tanaman yang menghadap ke barat,” kata Stacy Harmer.

Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa penyerbuk lebih menyukai bunga hangat, sehingga bunga matahari yang menerima sinar pagi pertama dalam dosis besar ternyata lebih populer.

“Saya selalu kagum dengan betapa rumitnya tanaman,” lanjut Harmer. “Mereka benar-benar ahli dalam beradaptasi dengan kondisi lingkungan.”

Hasil penelitian yang dipublikasikan di Science, mengangkat lebih banyak lagi pertanyaan sulit. Misalnya, bagaimana tumbuhan mengetahui waktu dan bagaimana mereka menemukan arah yang benar ketika mereka berbelok dalam kegelapan menuju tempat matahari akan terbit?

Namun, menurut para ahli, fakta bahwa bunga matahari memiliki jam internal dan dipandu oleh ritmenya sendiri adalah “Cawan Suci” dalam mempelajari perilaku kompleks mereka. Dan, seperti yang disoroti oleh siaran pers universitas, ini adalah contoh pertama sinkronisasi temporal pada tanaman yang hidup di lingkungan alami, yang berdampak langsung pada efisiensi pertumbuhan.

Bahan. Perbedaan pemuaian bahan tersebut disebabkan oleh suhu. Lebih banyak di bawah sinar matahari daripada di tempat teduh. Setahu saya pangkal kepala tempat menempelnya batang tampak seperti “kapas keras” yang berisi cairan. Mungkin cairan di pori-pori ini berperan sebagai otot - apakah ada operator hidrolik?

[dilindungi email] 01.08.2011

VIVAT - GOOGLE!

Nama: berasal dari kombinasi dua kata Yunani "helios" - matahari dan "anthos" - bunga. Nama ini tidak diberikan secara kebetulan. Perbungaan bunga matahari yang besar, dibatasi oleh kelopak bunga yang bersinar terang, sangat mirip dengan matahari. Selain itu, tumbuhan ini memiliki kemampuan unik untuk memutar kepalanya mengikuti matahari, menelusuri seluruh jalurnya dari matahari terbit hingga terbenam.
Tumbuhan tidak memiliki otot; bunga dapat berubah orientasi hanya karena batang yang menahannya tumbuh lebih kuat di sisi yang cerah. Oleh karena itu, proses yang terjadi pada saat bunga matahari tumbuh: pada siang hari bunga tertutup benar-benar mengikuti arah matahari, sesuai dengan nama Prancisnya tournesol.

Trik yang lebih menakjubkan lagi: pada malam hari, bunga berhasil berputar sehingga pada pagi hari kembali menyambut matahari di timur.
Berkat rotasi ini, tanaman dalam fase pertumbuhan mampu menangkap energi matahari 10-15 persen lebih banyak. Bunga matahari yang ditanam dengan bunga terbuka tanpa bergerak melihat ke timur.
Daerah batang di bawah kelopak bunga berisi<гормон роста>. Hormon ini tidak tahan terhadap sinar matahari langsung. Saat terkena sinar matahari, bagian batang ini berputar menjauhinya. Ini berkonsentrasi<гормон роста>, sehingga tumbuh lebih cepat, dan akibatnya bunga itu sendiri menghadap matahari.

Jadi saya berpikir ke arah yang benar, saya tidak bisa membayangkan tanaman bisa tumbuh begitu cepat. Berkat Google, saya entah bagaimana tidak memikirkan pertanyaan ini di Google. Namun gambar-gambar indah muncul di topik tersebut. Tahukah Anda bahwa di Jerman merupakan kebiasaan membuat karangan bunga matahari? Anda mungkin diberikan karangan bunga seperti itu untuk ulang tahun Anda.

Alexei.n.pop***@u*****.ua Guru 08/03/2011

Tidak, terima kasih kepada Google! Tidak ada yang jelas - kelayakan gerakan ini hanya ditunjukkan, tapi bagaimana mekanismenya? Dan mengapa rotasi terjadi pada malam hari - apakah itu berarti ada memori atau navigasi angkasa?

Itu hanya khayalan. Dia tidak berbalik MENGIKUTI MATAHARI. Itu terus-menerus diarahkan ke arah yang kecerahan rata-rata hariannya paling besar... Seperti daun mentimun di rumah kaca, seperti bunga dalam ruangan di ambang jendela.

Lihat lebih dekat. Dan di pagi hari, saat fajar, dan sore hari saat matahari terbenam lapangan terbuka Kepala bunga matahari akan mengarah ke Selatan. Dan di tempat yang teduh - jauh dari bayangan yang menimpanya.

5 Agustus 2016, 17:59

Orang telah lama memperhatikan bahwa bunga matahari muda berputar mengikuti Matahari pada siang hari, dan pada malam hari mereka kembali ke posisi semula untuk bertemu lagi di timur pada pagi hari. Apa yang membuat tumbuhan melakukan ritual sehari-harinya dan mengapa, seiring berjalannya waktu, “pemujaan” terhadap sang termasyhur berhenti dan bunga bunga matahari yang matang tidak berbalik ke belakang Matahari, tetapi tetap mengarah ke timur saja.

Untuk mencari jawabannya, Stacey Harmer dari Universitas California, Davis, dan rekan-rekannya melakukan serangkaian eksperimen yang membenarkan dugaan bahwa pengamatan terhadap Matahari diperlukan agar bunga matahari dapat tumbuh lebih efisien. Para ilmuwan memperbaiki tanaman, mencegahnya berputar, atau, sebaliknya, memutar pot, mengganggu pergerakan alaminya. Dalam kedua kasus tersebut, daun tanaman tersebut ternyata berukuran sekitar 10% lebih kecil dibandingkan daun tanaman tetangganya, yang dengan tenang menghadap ke arah Matahari.

Selain itu, para ahli menempatkan beberapa titik pada batangnya dengan spidol untuk mempelajari bagaimana bunga matahari bergerak di belakang Matahari. Para ilmuwan memantau titik-titik tersebut menggunakan kamera video. Jika jarak antara keduanya berubah, berarti batang bunga tumbuh di tempat titik-titik tersebut digambar.
Ketika tanaman berputar mengikuti Matahari pada siang hari, batang sisi timur tumbuh lebih cepat daripada batang barat, menyebabkan bunga itu sendiri menghadap Matahari. Dan pada malam hari, sisi barat tumbuh lebih cepat, dan batangnya berbelok ke arah lain.

Pergerakan tumbuhan dilakukan dengan bantuan sel motorik khusus yang berperan dalam mekanisme pertumbuhan dan terletak di pangkal fleksibel bunga. Ternyata gerakan ini bergantung pada jam internal tumbuhan – ritme sirkadian yang mengontrol berbagai macam proses kehidupan berhubungan dengan permulaan siang, malam, pagi dan sore. "Jam" mengontrol laju pertumbuhan dan menyebabkan satu sisi batang tumbuh lebih cepat dibandingkan sisi lainnya. Berkat ini, bunga matahari berangsur-angsur berputar mengikuti Matahari.

Saat bunga matahari matang dan bunganya terbuka, pertumbuhan keseluruhan melambat dan tanaman berhenti bergerak di siang hari, tetap berorientasi ke timur. Faktanya adalah tanaman bereaksi lebih kuat terhadap sinar matahari di pagi hari dibandingkan di sore hari, sehingga secara bertahap berhenti bergerak ke arah barat pada siang hari.