Dlaczego rośliny zwracają się w stronę słońca. Dlaczego rośliny zwracają się w stronę światła? Naukowcy wyjaśniają, że ruch kwiatostanu słonecznika następuje z powodu nierównomiernego wzrostu rośliny

Hagop Atamian / U.C. Davisa

Amerykańscy naukowcy odkryli, jakie mechanizmy są odpowiedzialne za orientację słonecznika oleistego ( Helianthus annuus) na Słońcu i jakie ma znaczenie ewolucyjne. Okazało się, że zdolność obracania się pod wpływem światła słonecznego (heliotropizm) związana jest ze skoordynowaną pracą mechanizmów światłoczułych i rytmów okołodobowych rośliny. Wyniki prac opublikowano w czasopiśmie Nauka.

Młode słoneczniki w ciągu dnia podążają za Słońcem ze wschodu na zachód, a nocą zawracają, by rano ponownie spotkać się ze słońcem. Kwitnące rośliny zatrzymują ten ruch i zawsze skierowane są na wschód. Aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, pracownicy uniwersytetów Kalifornii i Wirginii przeprowadzili serię eksperymentów w terenie iw pomieszczeniach.

Na pierwszym etapie prac sztucznie naprawili część eksperymentalnych słoneczników, uniemożliwiając im podążanie za Słońcem. Całkowita biomasa i powierzchnia liści takich roślin okazała się średnio o 10 procent mniejsza niż roślin uprawianych bez ograniczeń. Tak więc zawracanie młodych roślin za Słońce jest konieczne dla intensywniejszego wzrostu.

Odwrotny zwrot w kierunku wschodnim w ciągu nocy wskazuje, że w proces ten zaangażowane są mechanizmy regulacji rytmów okołodobowych. Naukowcy potwierdzili to, przenosząc słoneczniki z pola do pokoju ze stałym oświetleniem (rośliny obracały się jeszcze przez kilka dni) i narzucając im sztuczny 30-godzinny cykl oświetlenia (rytm rotacji roślin zbłądził, powrót do normy w cyklu 24-godzinnym).

Słonecznik nie ma poduszek liściowych - specjalnych narządów ruchu, które zapewniają heliotropizm u niektórych gatunków roślin. Biorąc pod uwagę, że amplituda ruchów słonecznika zmniejsza się wraz ze wzrostem, aż do całkowitego braku dojrzałych roślin, naukowcy zasugerowali, że rotacja słonecznika za Słońcem zapewnia nierównomierne wydłużanie łodygi w ciągu dnia. Eksperymenty z roślinami pozbawionymi hormonu wzrostu gibereliny, a także badanie aktywności genów po zachodniej i wschodniej stronie łodygi potwierdziły tę hipotezę. Ponadto okazało się, że wzrost zachodniej strony łodygi, która jest bardziej intensywna w nocy, następuje „domyślnie”, a niezbędny w ciągu dnia wzrost wschodniej strony łodygi jest regulowany przez mechanizmy światłoczułe ( w szczególności redystrybucja hormonu auksyny pod wpływem fototropin).

Zmiany temperatury kwiatów w ciągu dnia

Evana Browna z Uniwersytetu Wirginii

Kiedy słonecznik przestaje rosnąć i kwitnie, mechanizmy okołodobowe i światłoczułe tracą na znaczeniu, pozostawiając roślinę zorientowaną na wschód. Zwracając część eksperymentalnych słoneczników na zachód, naukowcy byli przekonani, że takie rośliny, w przeciwieństwie do tych skierowanych na wschód, praktycznie nie są zainteresowane owadami zapylającymi. Całodobowe pomiary temperatury wykazały, że kwiaty skierowane na wschód znacznie lepiej i szybciej nagrzewają się, przyciągając owady. Kiedy sztucznie podgrzano kwiaty skierowane na zachód, powróciło zainteresowanie nimi zapylaczy.

Tak więc zawroty młodych słoneczników za Słońcem są zapewnione przez wspólną pracę mechanizmów okołodobowych i światłoczułych, służą intensywnemu przyrostowi biomasy. Orientacja dorosłych roślin na wschód jest niezbędna do ich ocieplenia, co przyciąga owady zapylające.

Słoneczniki pod słońcem.
Istnieje ugruntowana opinia, że ​​głowa słonecznika obraca się za słońcem.
Wczoraj byłem przekonany, że to mit.

Pod cięciem świeże zdjęcia potwierdzające, że słońce świeci w "tył głowy" słonecznika :)
I rzeczywisty stan rzeczy

Jak więc widzimy, słoneczniki nie obracają się wraz z ruchem słońca.
Ale w micie jest trochę prawdy.
Mianowicie, słonecznik patrzy na słońce w momencie wschodu słońca.
I zawsze patrzy na wschód.
Ale kiedy słońce zachodzi, słonecznik nie podąża za nim.
To jak czekanie na kolejny wschód słońca :)

Zjawisko, o którym mowa w micie, nazywa się heliotropizmem.
Oto, co mówi na ten temat Wikipedia.
Istnieje powszechne błędne przekonanie, że słoneczniki „rozciągają się” w kierunku słońca (heliotropizm)]. W rzeczywistości dojrzałe kwiaty słonecznika zwykle skierowane są na wschód i nie poruszają się.
Liście i pąki młodych słoneczników są heliotropowe. W ciągu dnia zmieniają orientację ze wschodu na zachód.

Dawno temu ludzie zauważyli, że młode kwiaty słonecznika w ciągu dnia obracają się za słońcem, a nocą wracają do swojego pierwotnego położenia, by rano spotkać się z nim ponownie na wschodzie. Ale do tej pory naukowcom nie udało się rozwiązać tej zagadki: co sprawia, że ​​rośliny wykonują swój codzienny rytuał i dlaczego „kult” luminarza z czasem ustaje?

W poszukiwaniu odpowiedzi Stacey Harmer z University of California w Davis i jej współpracownicy przeprowadzili serię eksperymentów.

W pierwszym etapie zmieniono warunki dla słoneczników rosnących w ich naturalnym środowisku. Naukowcy „unieruchomili” jedną grupę, aby rośliny w ogóle nie mogły się obracać, a drugą unieruchomili w taki sposób, że słoneczniki o wschodzie słońca skręcały na zachód. Kiedy kwiaty dorosły, okazało się, że liście w obu grupach były o 10% mniejsze niż u „wolnych” roślin. Potwierdziło to przeczucie, że ekspozycja na słońce jest niezbędna, aby słoneczniki rosły wydajniej.

Wtedy naukowcy postanowili sprawdzić, co powoduje rytmiczne „tańce” słoneczników – wewnętrzny zegar czy warunki środowiskowe.

Przenieśli rośliny rosnące na zewnątrz do pokoju ze stałym oświetleniem górnym i odkryli, że słoneczniki nadal obracały się z boku na bok przez kilka dni, tak jak wcześniej.

Następnie naukowcy umieścili rośliny w specjalnym pomieszczeniu z ciągiem lamp, które kolejno włączały się, symulując ruch słońca. Kiedy naukowcy zaprogramowali sztuczne oświetlenie na trzydziestogodzinny cykl „dzień” i „noc”, rośliny obracały się z boku na bok bez regularnego harmonogramu. Ale kiedy reżim światła wrócił do normy, słoneczniki ściśle podążały za sztucznym „słońcem”, pokazując, że wewnętrzne rytmy okołodobowe odgrywają ważną rolę w ruchu kwiatu.

Ale przede wszystkim biologów interesowało pytanie, dlaczego po kwitnieniu słoneczniki przestają obracać się z boku na bok i zamarzają, „patrząc” w kierunku wschodu słońca. Następnie zespół Harmera skierował część roślin na zachód, a następnie policzył liczbę pszczół i innych zapylaczy, które wylądowały na kwiatach stojących w różnych częściach świata.

Okazało się, że w godzinach porannych owady pięć razy częściej odwiedzały kwiaty skierowane na wschód niż te skierowane w przeciwnym kierunku.

„Widać, że pszczoły po prostu szaleją za kwiatami skierowanymi na wschód i prawie nie zwracają uwagi na rośliny skierowane na zachód” – zauważa Stacey Harmer.

Wcześniejsze badania wykazały, że owady zapylające preferują cieplejsze kwiaty, dlatego większą popularnością cieszą się słoneczniki, które otrzymują większą dawkę wczesnoporannych promieni.

„Zawsze byłem zdumiony, jak złożone są rośliny" — kontynuuje Harmer. „Są naprawdę biegli w dostosowywaniu się do środowiska".

Wyniki badania, opublikowane w Science, stawiają bardziej złożone pytania. Na przykład, w jaki sposób rośliny określają czas i jak znajdują właściwy kierunek, gdy skręcają w ciemności do miejsca, w którym wzejdzie słońce?

Ale według ekspertów sam fakt, że słoneczniki mają wewnętrzny zegar i kierują się własnym rytmem, jest „Świętym Graalem” w badaniu ich złożonego zachowania. I jak podkreślono w komunikacie prasowym uczelni, jest to pierwszy przykład synchronizacji czasu u roślin żyjących w środowisku naturalnym, która ma bezpośredni wpływ na efektywność wzrostu.

Materiał. Różnica rozszerzalności materiału pod wpływem temperatury. Więcej słońca niż cienia. O ile mi wiadomo, podstawa główki w miejscu mocowania łodygi wygląda jak "twarda wata" z płynem. Może ten płyn w porach pełni rolę mięśni - czy tam jest hydraulika?

[e-mail chroniony] 01.08.2011

VIVAT – GOOGLE!

Nazwa: pochodzi z połączenia dwóch greckich słów „helios” – słońce i „anthos” – kwiat. Imię to zostało mu nadane nie bez powodu. Ogromne kwiatostany słonecznika, otoczone jasnymi promiennymi płatkami, naprawdę przypominają słońce. Ponadto roślina ta ma wyjątkową zdolność obracania głowy w kierunku słońca, śledząc całą swoją drogę od wschodu do zachodu słońca.
Rośliny nie mają mięśni, kwiat może zmienić orientację tylko dzięki temu, że łodyga, która go trzyma, rośnie mocniej po nasłonecznionej stronie. Dlatego proces ten ma miejsce, gdy słonecznik rośnie: w ciągu dnia zamknięte kwiaty naprawdę podążają za słońcem, co uzasadnia ich francuską nazwę tournesol.

Jeszcze bardziej niesamowita sztuczka: w nocy kwiaty obracają się tak, że rano ponownie witają słońce na wschodzie.
Dzięki tej rotacji rośliny w fazie wzrostu potrafią złapać 10-15 proc. więcej energii słonecznej. Dorosły słonecznik z otwartym kwiatem patrzy nieruchomo na wschód.
Sekcja łodygi pod płatkami kwiatu zawiera<гормон роста>. Hormon ten nie wytrzymuje bezpośredniego światła słonecznego. Gdy znajdzie się na słońcu, ta część łodygi obraca się, aby się od niego oddalić. Koncentruje się<гормон роста>, więc rośnie szybciej, w wyniku czego sam kwiat zwraca się w stronę słońca.

Więc myślałem we właściwym kierunku, po prostu nie mogłem sobie wyobrazić, że roślina może rosnąć tak szybko. Dzięki Google jakoś nie przyszło mi do głowy googlować tego pytania, ale w temacie pojawiły się piękne obrazki. Czy wiesz, że w Niemczech zwyczajowo robi się bukiety kwiatów słonecznika? Na urodziny możesz otrzymać taki bukiet.

Alexey.n.pop***@u*****.ua Nauczyciel 03.08.2011

Dzięki Google! Nic nie jest jasne - celowość tego ruchu jest po prostu wskazana, ale jaki mechanizm? I dlaczego rotacja występuje w nocy - czy to znaczy, że istnieje pamięć lub niebiańska nawigacja?

To złudzenie. On nie odwraca się PODĄŻAJĄC ZA SŁOŃCEM. Jest stale skierowany w tym kierunku, którego średnia dzienna jasność jest największa… Tak jak liście ogórków w szklarni, tak jak kwiaty w pomieszczeniu na parapecie.

Przyjrzyj się bliżej. A wczesnym rankiem, o świcie i późnym wieczorem o zachodzie słońca na otwartym polu główki słoneczników będą kierowane na południe. I w zacienionym miejscu - z dala od padającego na niego cienia.

5 sierpnia 2016 17:59

Od dawna ludzie zauważyli, że młode kwiaty słonecznika w ciągu dnia obracają się za Słońcem, a nocą wracają do pierwotnego położenia, aby rano spotkać się z nim ponownie na wschodzie. Co sprawia, że ​​rośliny wykonują swój codzienny rytuał i dlaczego z czasem „kult” luminarza zatrzymuje się, a dojrzałe kwiaty słonecznika nie odwracają się za Słońcem, lecz pozostają skierowane wyłącznie na wschód.

W poszukiwaniu odpowiedzi Stacey Harmer z University of California w Davis wraz ze współpracownikami przeprowadziła serię eksperymentów, które potwierdziły przeczucie, że słoneczniki muszą obserwować Słońce, aby rosnąć wydajniej. Naukowcy naprawiali rośliny, uniemożliwiając im obracanie się lub odwrotnie, obracali doniczki, zakłócając naturalny tok ruchu. W obu przypadkach liście roślin okazały się o około 10% mniejsze niż u sąsiadów, którzy spokojnie kręcili się za Słońcem.

Ponadto eksperci umieszczają kilka kropek na łodydze za pomocą markera, aby zbadać, jak słonecznik porusza się za Słońcem. Naukowcy monitorowali kropki za pomocą kamery wideo. Jeśli zmieniała się odległość między nimi, oznaczało to, że łodyga kwiatu rosła w miejscu, w którym te punkty zostały narysowane.
Kiedy rośliny obracały się, by podążać za Słońcem w ciągu dnia, wschodnia strona łodygi rosła szybciej niż zachodnia, powodując, że sam kwiat zwracał się w stronę Słońca. A w nocy strona zachodnia rosła szybciej, a łodyga obracała się w drugą stronę.

Ruch rośliny odbywa się za pomocą specjalnych komórek motorycznych zaangażowanych w mechanizm wzrostu i znajdujących się w elastycznej podstawie kwiatu. Okazało się, że ruch ten zależał od wewnętrznego zegara rośliny – rytmów okołodobowych, które kontrolują różne procesy życiowe związane z nadejściem dnia, nocy, poranka i wieczora. „Zegar” kontroluje tempo wzrostu i powoduje, że jedna strona łodygi rośnie szybciej niż druga. Z tego powodu słonecznik stopniowo obraca się za Słońcem.

Gdy słonecznik dojrzewa i otwiera się kwiat, ogólny wzrost spowalnia, a rośliny przestają się poruszać w ciągu dnia, pozostając zorientowane na wschód. Faktem jest, że roślina silniej reaguje na światło słoneczne wczesnym rankiem niż po południu, dlatego w ciągu dnia stopniowo przestaje przesuwać się na zachód.