Forskare förklarade mekanismen och syftet med solrosvändningar bakom solen. Varför vänder sig en solrosblomma efter solen? Varför vänder sig solrosor bort från solen?

MOSKVA, 5 augusti - RIA Novosti. Solrosor har den fantastiska förmågan att ständigt "titta" på solen tack vare en mutation som har förändrat funktionen hos deras "inre klocka" på ett sådant sätt att de orkestrerar tillväxten av dess celler på ett extremt ovanligt sätt, vilket gör att blomställningen rotera från öst till väst under dagsljus, säger en artikel publicerad i tidningen Science.

"Det faktum att växten har en uppfattning om när och var solen kommer att gå upp fick mig att anta att det finns ett samband mellan "bioklockan" och kedjan av proteiner och gener som styr tillväxten av solrosor. faktum att på detta sätt får blomman mer ljus, det lockar också bin mer eftersom de älskar varma ytor”, säger Stacey Harmer från University of California i Davis (USA).

Baserat på detta antagande avslöjade Harmer och hennes kollegor ett av botanikens äldsta och mest intressanta mysterier genom att studera arbetet med de så kallade dygnsrytmerna, som styr alla processer inuti cellerna hos växter och djur beroende på tid på dygnet, och deras inflytande på arbetet med oxin, en stimulator för proteintillväxt.

För att göra detta odlade artikelförfattarna flera solrosor, varav några planterades i ett laboratorium där ljuset ständigt var på, och andra på en vanlig åker. Forskare fixade några av växterna i badkar på ett sådant sätt att de inte kunde vända sig bakom solen, vilket gjorde att de kunde bedöma konsekvenserna av att överge en sådan evolutionär anpassning.

När de avslöjade principerna för denna rörelse fick de hjälp av en genialisk teknik som uppfanns av en av artikelförfattarna - biologerna tog en markör och markerade flera punkter på stjälken av en solros, som de övervakade med en videokamera. Om avståndet mellan dem ändrades, innebar det att blomstjälken växte där dessa punkter ritades.

Som observationer har visat var "motorn" i rörelsen av en blomma växtens inre klocka - en uppsättning ljuskänsliga proteiner och gener "anslutna" till dem som styr olika livsprocesser som är förknippade med början av dagen, natten, morgonen och kväll.

Om längden på dagen förändrades artificiellt, förlorade solrosorna förmågan att orientera sig mot solen, även om den artificiella ljuskällan rörde sig över "himlen" på samma sätt som den riktiga stjärnan. Detta hade omedelbart en negativ inverkan på blommans tillväxthastighet, biomassaökning och fröutveckling.

Markören "prickar" avslöjade exakt hur detta hände - det visade sig att dessa klockor påverkar blommans rörelse på två sätt: genom att kontrollera tillväxthastigheten och genom att få ena sidan av stjälken att växa snabbare än den andra. Tack vare detta vänder solrosen gradvis under dagsljuset, efter solen.

Denna solrosegenskap kan ha en oväntad evolutionär fördel - Harmer och hennes kollegor fann att bin gillar varma blommor, särskilt på morgonen, och att vända sig mot solen hjälper blomman att värmas upp snabbare och attraherar fler pollinatörer.

Först är det värt att klargöra en mycket viktig sak. Påståendet att solrosor alltid följer solen är sant endast om vi talar om unga, ännu inte öppnade solrosblommor. I motsats till vad många tror vänder sig mogna solrosblommor inte för att följa solen och vänder sig vanligtvis österut.
Oöppnade solrosknoppar följer faktiskt solen och ändrar sin position under hela dagen. Detta fenomen kallas heliotropism (se stycket i slutet av artikeln).

Observation av solen är nödvändig för att solrosor ska växa mer effektivt. Forskare fixade växterna, hindrade dem från att vända, eller omvänt roterade krukorna, vilket störde det naturliga rörelseförloppet. I båda fallen visade sig växternas blad vara cirka 10 % mindre än hos grannarna, som lugnt vände sig bakom solen.

Dessutom placerade experter flera punkter på stjälken med en markör för att studera hur solrosen rör sig bakom solen. Forskare övervakade punkterna med en videokamera. Om avståndet mellan dem ändrades, innebar det att blomstjälken växte där dessa punkter ritades.
När plantorna vände sig för att följa solen under dagen, växte den östra sidan av stjälken i snabbare takt än den västra, vilket fick blomman att vända sig mot solen. Och på natten växte den västra sidan snabbare och stammen vände åt andra hållet.

Hemligheten med solrosrörelser ligger i den ojämna tillväxten av dess stjälk. Enligt forskare dödar direkt solljus tillväxthormoner som finns i stammen, som kallas auxiner. Den ojämna fördelningen av dessa hormoner längs stjälken gör att solrosen växer långsammare på solsidan och snabbare på skuggsidan och lutar därmed hela stammen mot solen. När solens läge ändras ändras också fördelningen av auxiner längs stjälken, vilket i sin tur leder till en förändring av blommans lutning.

Således utförs växtens rörelse med hjälp av speciella motorceller som deltar i tillväxtmekanismen och är belägna i blommans flexibla bas. Det visade sig att denna rörelse berodde på växtens inre klocka - dygnsrytm som styr olika livsprocesser i samband med början av dagen, natten, morgonen och kvällen. "Klockan" styr tillväxttakten och gör att ena sidan av stjälken växer snabbare än den andra. Tack vare detta vänder sig solrosen gradvis för att följa solen.

När solrosen mognar och blomman öppnar sig saktar den övergripande tillväxten ner och växterna slutar röra sig under dagen och förblir orienterade mot öster. Faktum är att växten reagerar starkare på solljus tidigt på morgonen än på eftermiddagen, så den slutar gradvis att röra sig västerut under dagen.

Hur rör sig solrosor på natten?
Som vi alla vet möter oöppnade solrosknoppar solen i öster på morgonen och på kvällen ser de bort den i väster. Här kunde vi ha avslutat vår artikel, om inte för ett "men": på morgonen riktas solrosknopparna igen österut! En helt logisk fråga uppstår: "hur?" Varför fortsätter solrosen att röra sig på natten, utan någon påverkan från solen? Dessutom sker solrosrörelserna på natten i mycket högre hastighet än på dagen.
Till vår allmänna besvikelse kan forskare ännu inte svara på denna fråga med säkerhet. Enligt en teori frigör solrosceller på natten den energi som ackumulerats när stjälken lutade, och "fjädrar" blomman tillbaka. Enligt en annan teori är stjälkens nattrörelse inte beroende av solen och bestäms av själva solrosens "inre klocka".
Varför är en vuxen solros alltid vänd mot öster?
När stjälken växer och blomman blir tyngre ger omfördelningen av tillväxthormoner en allt mindre märkbar effekt. Så småningom blir solrosen för tung för att flytta. Därför, efter mognad, följer solrosen inte längre solen och är alltid riktad mot öster. Men varför just österut?
Forskare har inte heller något exakt svar på denna fråga. Vissa forskare hävdar att blomman en natt "springer tillbaka" österut och inte längre kan upprepa sin resa västerut.
Hur det än är så fortsätter forskare att studera solrosen, som oväntat för många visade sig vara något mycket mer komplext än bara en blomma som ständigt följer solen.

Heliotropism av blommor
Heliotropblommor spårar solens rörelse över himlen hela dagen, från öst till väst. På natten kan blommor orientera sig ganska slumpartat, men i gryningen vänder de sig österut, mot den stigande ljuskällan. Rörelse utförs med hjälp av speciella motorceller placerade i den flexibla basen av blomman. Dessa celler är jonpumpar som levererar kaliumjoner till närliggande vävnader, vilket förändrar deras turgor. Segmentet böjs på grund av förlängningen av motorcellerna på skuggsidan (på grund av en ökning av det hydrostatiska inre trycket). Heliotropism är en växts svar på blått ljus. En av de mest heliotropiska blommorna är solrosen, som mer än någon annan färg "följer" solen, särskilt i tidig ålder, tills dess huvud växer till en stor storlek och blir för tungt för att flytta (vid denna tid krafterna är koncentrerade på fröns mognad). I större eller mindre utsträckning är nästan alla blommor heliotropa.
Vissa solskådande växter är inte rena heliotroper: deras dygnsrörelser initieras av solljus och fortsätter ofta en tid efter att de försvunnit.
Det finns en utbredd falsk tro att solrosor "når" mot solen (heliotropism). Faktum är att mogna solrosblommor vanligtvis är vända mot öster och rör sig inte. Solrosknoppar (före blomningen) är dock heliotropa. De ändrar sin orientering från öst till väst under hela dagen.

MOSKVA, 5 augusti - RIA Novosti. Solrosor har den fantastiska förmågan att ständigt "titta" på solen tack vare en mutation som har förändrat funktionen hos deras "inre klocka" på ett sådant sätt att de orkestrerar tillväxten av dess celler på ett extremt ovanligt sätt, vilket gör att blomställningen rotera från öst till väst under dagsljus, säger en artikel publicerad i tidningen Science.

"Det faktum att växten har en uppfattning om när och var solen kommer att gå upp fick mig att anta att det finns ett samband mellan "bioklockan" och kedjan av proteiner och gener som styr tillväxten av solrosor. faktum att på detta sätt får blomman mer ljus, det lockar också bin mer eftersom de älskar varma ytor”, säger Stacey Harmer från University of California i Davis (USA).

Baserat på detta antagande avslöjade Harmer och hennes kollegor ett av botanikens äldsta och mest intressanta mysterier genom att studera arbetet med de så kallade dygnsrytmerna, som styr alla processer inuti cellerna hos växter och djur beroende på tid på dygnet, och deras inflytande på arbetet med oxin, en stimulator för proteintillväxt.

För att göra detta odlade artikelförfattarna flera solrosor, varav några planterades i ett laboratorium där ljuset ständigt var på, och andra på en vanlig åker. Forskare fixade några av växterna i badkar på ett sådant sätt att de inte kunde vända sig bakom solen, vilket gjorde att de kunde bedöma konsekvenserna av att överge en sådan evolutionär anpassning.

När de avslöjade principerna för denna rörelse fick de hjälp av en genialisk teknik som uppfanns av en av artikelförfattarna - biologerna tog en markör och markerade flera punkter på stjälken av en solros, som de övervakade med en videokamera. Om avståndet mellan dem ändrades, innebar det att blomstjälken växte där dessa punkter ritades.

Som observationer har visat var "motorn" i rörelsen av en blomma växtens inre klocka - en uppsättning ljuskänsliga proteiner och gener "anslutna" till dem som styr olika livsprocesser som är förknippade med början av dagen, natten, morgonen och kväll.

Om längden på dagen förändrades artificiellt, förlorade solrosorna förmågan att orientera sig mot solen, även om den artificiella ljuskällan rörde sig över "himlen" på samma sätt som den riktiga stjärnan. Detta hade omedelbart en negativ inverkan på blommans tillväxthastighet, biomassaökning och fröutveckling.

Markören "prickar" avslöjade exakt hur detta hände - det visade sig att dessa klockor påverkar blommans rörelse på två sätt: genom att kontrollera tillväxthastigheten och genom att få ena sidan av stjälken att växa snabbare än den andra. Tack vare detta vänder solrosen gradvis under dagsljuset, efter solen.

Denna solrosegenskap kan ha en oväntad evolutionär fördel - Harmer och hennes kollegor fann att bin gillar varma blommor, särskilt på morgonen, och att vända sig mot solen hjälper blomman att värmas upp snabbare och attraherar fler pollinatörer.

5 augusti 2016, 17:59

Människor har länge märkt att unga solrosblommor vänder sig efter solen under dagen och på natten återgår de till sin ursprungliga position för att möta den igen i öster på morgonen. Vad får växter att utföra sin dagliga ritual och varför, med tiden, "dyrkan" av ljuset stannar och mogna solrosblommor inte vänder sig bakom solen, utan förblir riktade bara mot öster.

På jakt efter ett svar genomförde Stacey Harmer från University of California, Davis, och hennes kollegor en serie experiment som bekräftade aningen att observation av solen är nödvändig för att solrosor ska växa mer effektivt. Forskare fixade växterna, hindrade dem från att vända, eller omvänt roterade krukorna, vilket störde det naturliga rörelseförloppet. I båda fallen visade sig växternas blad vara cirka 10 % mindre än hos grannarna, som lugnt vände sig bakom solen.

Dessutom placerade experter flera punkter på stjälken med en markör för att studera hur solrosen rör sig bakom solen. Forskare övervakade punkterna med en videokamera. Om avståndet mellan dem ändrades, innebar det att blomstjälken växte där dessa punkter ritades.
När plantorna vände sig för att följa solen under dagen, växte den östra sidan av stjälken i snabbare takt än den västra, vilket fick blomman att vända sig mot solen. Och på natten växte den västra sidan snabbare och stammen vände åt andra hållet.

Växtens rörelse utförs med hjälp av speciella motorceller som deltar i tillväxtmekanismen och är belägna i blommans flexibla bas. Det visade sig att denna rörelse berodde på växtens inre klocka - dygnsrytm som styr olika livsprocesser i samband med början av dagen, natten, morgonen och kvällen. "Klockan" styr tillväxttakten och gör att ena sidan av stjälken växer snabbare än den andra. Tack vare detta vänder sig solrosen gradvis för att följa solen.

När solrosen mognar och blomman öppnar sig saktar den övergripande tillväxten ner och växterna slutar röra sig under dagen och förblir orienterade mot öster. Faktum är att växten reagerar starkare på solljus tidigt på morgonen än på eftermiddagen, så den slutar gradvis att röra sig västerut under dagen.