Още от 1898 г. учените са наблюдавали как слънчогледите започват деня с лице към изток

От векове знаем как слънчотледите следят слънцето в небето, обръщайки цветовете си от изток на запад в течение на деня. Но едва сега учените успяха да разберат как се случва това.

Оказва се, че движенията на слънчогледите са следствие от техния циркаден ритъм, или вътрешен часовник и че тази промяна на позицията не само прави листата им по-големи, но ги прави и по-привлекателни за пчелите.

„Това е първият пример за това как часовникът едно на растение модулира растежа му в естествена среда и с реални последствия за растението“ – казва ръководителят на изследването Стейси Хармър от Калифорнийския университет в Дейвис.

Още от 1898 г. учените са наблюдавали как слънчогледите започват деня с лице към изток, постепенно се обръщат на запад и се връщат отново към изток през нощта. Но никой не е успял да разбере какво регулира този процес.

За да разберат дали растенията имат собствени биологични часовници, които се регулират от Слънцето, учените провеждат серия от експерименти.

Първо те поставили слънчогледите на запад, така че да им попречат на обичайните сигнали от Слънцето и показали, че по този начин могат да нарушат движението им.

След това поставили цветята в лаборатория при постоянна светлина и наблюдавали, че в продължение на няколко дни те продължават да се обръщат.

„Това е точно типът поведение, което бихте очаквали от един механизъм, задвижван от вътрешен часовник", обяснява Хармър.

След това учените създали изкуствен „дневен цикъл“, включвайки светлината на изток сутринта и на запад вечерта.
  Слънчогледите са били в състояние да се синхронизират движенията си с тази светлина, когато тя е следвала 24-часов цикъл, но не са можели да се справят, когато цикълът е бил удължен до 30 часа. Това предполага, че движението на слънчогледите е свързано с 24-часовия цикъл.

Но какво всъщност ги кара да се движат? Екипът показва, че причината е, че едната страна на стъблото им расте по-бързо от другата в зависимост от времето на деня, което кара растението да обръща глава.

Учените открили, че сутрин определени гени са били изразени повече от източната страна на стъблото, а следобед обратното.

Хармър обяснява, че този тип растеж е различен от обичайния растеж на растението и се случва всеки ден в 24-часов цикъл.

Важно е, че този тип движение е от голяма полза за растенията. По време на експеримента учените показват, че цветята, които били откъснати от слънчевия цикъл имали с 10 процента по-малки листа.
Върху растенията, обърнати на запад сутрин, кацали пет пъти по-малко пчели и други насекоми в сравнение с обърнатите на изток, което показва еволюционното предимство от следенето на слънцето.

„Пчелите обичат топли цветя“ – казва Хармър.

Всичко това може да звучи доста очевидно за градинарите и земеделците, които са гледали как слънчогледите се обръщат в продължение на години, но това е първият път, учените са успели да се свържат генната експресия с поведението на растение в естествени условия. Други учени в областта потвърждават значимостта на това изследване, което за първи път убедително демонстрира как циркадните ритми помагат за растежа и размножаването на растенията.

Изследването е публикувано в научното списание Science.

Източник: Science Alert