Uzun müddət əvvəl insanlar gün ərzində gənc günəbaxan çiçəklərinin günəşdən sonra döndüyünü, gecə isə səhər yenidən şərqdə onunla görüşmək üçün orijinal vəziyyətinə qayıtdıqlarını fərq etdi. Amma indiyədək elm adamları bu tapmacanı həll edə bilmirdilər: bitkiləri gündəlik ritualını yerinə yetirməyə nə vadar edir və nə üçün zaman keçdikcə nurçuya “ibadət” dayanır?
Cavab axtarmaq üçün Davisdəki Kaliforniya Universitetindən Stacey Harmer və onun həmkarları bir sıra təcrübələr apardılar.
Birinci mərhələdə günəbaxanlar böyüyür təbii mühitşərtləri dəyişdi. Alimlər bir qrupu bitkilərin heç dönə bilməməsi üçün "hərəkətsizləşdirdi", digəri isə günəş çıxanda günəbaxanların qərbə döndüyü şəkildə sabitləndi. Çiçəklər böyüdükdə, hər iki qrupdakı yarpaqların "sərbəst" bitkilərə nisbətən 10% kiçik olduğu ortaya çıxdı. Bu, günəbaxanların günəşi daha çox müşahidə etmələri lazım olduğu ehtimalını təsdiqlədi effektiv artım.
Sonra alimlər günəbaxanların ritmik "rəqslərinə" nəyin səbəb olduğunu - daxili saatı və ya ətraf mühit şəraitini yoxlamaq qərarına gəldilər.
Onlar açıq havada böyüyən bitkiləri daimi işıqlandırılan otağa köçürdülər və gördülər ki, günəbaxanlar əvvəllər olduğu kimi bir neçə gün yan-yana fırlanmağa davam edir.
Daha sonra alimlər bitkiləri günəşin hərəkətini imitasiya edərək növbə ilə yanan lampaları olan xüsusi otağa yerləşdiriblər. Tədqiqatçılar süni işıqlandırmanı otuz saatlıq “gündüz” və “gecə” dövrünə proqramlaşdırdıqda, bitkilər nizamlı bir qrafik olmadan yan-bu yana çevrildi. Amma işıq rejimi normallaşanda günəbaxanlar süni “günəş”ə ciddi əməl edərək çiçəyin hərəkətində daxili sirkadiyalı ritmlərin mühüm rol oynadığını göstərirdilər.
Ancaq bioloqları ən çox maraqlandıran sual, niyə çiçəkləndikdən sonra günəbaxanların günəşin doğuşuna "baxaraq" yan-yana fırlanmağı dayandırır və donurlar. Sonra Harmer komandası bitkilərin bir hissəsini qərbə çevirdi, sonra üzbəüz çiçəklərin üzərinə düşən arıların və digər tozlandırıcıların sayını saydı. müxtəlif tərəflər Sveta.
Məlum olub ki, səhər saatlarında böcəklər şərqə baxan çiçəklərə əks istiqamətə dönənlərdən 5 dəfə çox baş çəkir.
Stacey Harmer qeyd edir: "Arıların şərqə baxan çiçəklərə görə dəli olduqlarını və qərbə baxan bitkilərə demək olar ki, əhəmiyyət vermədiyini görə bilərsiniz".
Əvvəlki araşdırmalar göstərdi ki, tozlandırıcılar daha isti çiçəklərə üstünlük verirlər, buna görə də səhər erkən şüaların daha yüksək dozasını alan günəbaxanlar daha populyardır.
"Bitkilərin nə qədər mürəkkəb olduğuna həmişə heyran olmuşam," Harmer davam edir, "Onlar ətraf mühitə uyğunlaşmaqda həqiqətən mahirdirlər".
Science jurnalında dərc olunan araşdırmanın nəticələri daha mürəkkəb suallar doğurur. Məsələn, bitkilər qaranlıqda günəşin doğacağı yerə dönərkən vaxtı necə deyir və doğru istiqaməti necə tapırlar?
Ancaq mütəxəssislərin fikrincə, günəbaxanların daxili saatına sahib olması və öz ritmlərini rəhbər tutması onların mürəkkəb davranışlarını öyrənməkdə "Müqəddəs Grail"dir. Və universitetin press-relizində vurğulandığı kimi, bu, təbii mühitdə yaşayan bitkilərdə böyümənin səmərəliliyinə birbaşa təsir göstərən zaman sinxronizasiyasının ilk nümunəsidir.
5 avqust 2016-cı il, saat 17:59
Uzun müddətdir ki, insanlar gənc günəbaxan çiçəklərinin gün ərzində Günəşdən sonra döndüyünü, gecə isə səhər yenidən şərqdə onunla görüşmək üçün ilkin vəziyyətinə qayıtdıqlarını müşahidə etdilər. Bitkiləri gündəlik rituallarını yerinə yetirməyə vadar edən nədir və niyə zaman keçdikcə işıqlandırmanın "ibadəti" dayanır və yetkin günəbaxan çiçəkləri Günəşdən sonra dönmür, ancaq şərqə yönəldilir.
Cavab axtarmaq üçün Davis Kaliforniya Universitetindən Stacey Harmer və onun həmkarları günəbaxanların daha səmərəli böyüməsi üçün Günəşi müşahidə etməli olduğu ehtimalını təsdiqləyən bir sıra təcrübələr apardılar. Alimlər bitkiləri düzəldib, onların dönməsinə mane oldular və ya əksinə, qabları fırladıb, hərəkətin təbii gedişatını pozdular. Hər iki halda, bitkilərin yarpaqları Günəşdən sonra sakitcə dönən qonşulardan təxminən 10% kiçik oldu.
Bundan əlavə, mütəxəssislər günəbaxanın Günəşin arxasında necə hərəkət etdiyini öyrənmək üçün gövdəyə markerlə bir neçə nöqtə qoyurlar. Alimlər videokamera ilə nöqtələri izləyiblər. Aralarındakı məsafə dəyişdisə, bu o demək idi ki, çiçək sapı bu nöqtələrin çəkildiyi yerdə böyüyür.
Bitkilər gün ərzində Günəşin arxasınca çevrildikdə, gövdənin şərq tərəfi qərb tərəfinə nisbətən daha sürətli böyüyərək çiçəyin özünü Günəşə doğru çevirdi. Və gecə Qərb tərəf daha sürətlə böyüdü və gövdə başqa tərəfə çevrildi.
Bitkinin hərəkəti böyümə mexanizmində iştirak edən və çiçəyin çevik bazasında yerləşən xüsusi motor hüceyrələrinin köməyi ilə həyata keçirilir. Məlum oldu ki, bu hərəkət asılıdır daxili saat bitkilər - sirkadiyalı ritmlər gündüz, gecə, səhər və axşam başlaması ilə bağlı müxtəlif həyat proseslərinə nəzarət edən . "Saat" böyümə sürətini idarə edir və gövdənin bir tərəfinin digərindən daha sürətli böyüməsinə səbəb olur. Buna görə günəbaxan tədricən Günəşdən sonra çevrilir.
Günəbaxan yetişdikcə və çiçək açdıqca, ümumi artım yavaşlayır və bitkilər gün ərzində hərəkətini dayandırır, şərqə yönəlib. Fakt budur ki, bitki səhər tezdən günəş işığına günortadan sonra daha güclü reaksiya verir, buna görə də gün ərzində tədricən qərbə doğru hərəkətini dayandırır.
Hagop Atamian / U.C. Davis
Amerikalı alimlər yağlı günəbaxan bitkisinin oriyentasiyası üçün hansı mexanizmlərin cavabdeh olduğunu müəyyən ediblər ( Helianthus annuus) Günəşdə və onun hansı təkamül əhəmiyyəti var. Məlum oldu ki, günəş işığının təsiri altında dönmə qabiliyyəti (heliotropizm) bitkinin işığa həssas mexanizmlərinin və sirkadiyalı ritmlərinin əlaqələndirilmiş işi ilə bağlıdır. İşin nəticələri jurnalda dərc olunub Elm.
Balaca günəbaxanlar gündüz saatlarında Günəşin ardınca şərqdən qərbə fırlanır, gecələr isə səhər yenidən günəş işığına qovuşmaq üçün geri dönürlər. Çiçəklənən bitkilər bu hərəkəti dayandırır və həmişə şərqə baxır. Bunun niyə baş verdiyini anlamaq üçün Kaliforniya və Virciniya Universitetlərinin əməkdaşları çöldə və qapalı şəraitdə bir sıra təcrübələr aparıblar.
İşlərinin ilk mərhələsində onlar təcrübi günəbaxanların bir hissəsini süni şəkildə düzəltdilər və Günəşi izləmələrinə mane oldular. Belə bitkilərin ümumi biokütləsi və yarpaq sahəsi məhdudiyyətsiz yetişdirilən bitkilərdən orta hesabla 10 faiz az olub. Beləliklə, gənc bitkilərin daha intensiv böyüməsi üçün Günəşin arxasına çevrilmək lazımdır.
Gecədə şərqə tərs dönüş bu prosesdə sirkadiyalı ritmlərin tənzimlənməsi mexanizmlərinin iştirak etdiyini göstərir. Alimlər bunu tarladan günəbaxanları daimi işıqlandırılan otağa gətirməklə (bitkilər daha bir neçə gün fırlanmağa davam edirdi) və onlara süni 30 saatlıq işıqlandırma dövrü tətbiq etməklə (bitkilərin fırlanma ritmi yoldan çıxıb, 24 saatlıq dövrə ilə normal vəziyyətə qayıdıb) bunu təsdiqləyiblər.
Günəbaxanda yarpaq yastıqları yoxdur - bəzi bitki növlərində heliotropizmi təmin edən xüsusi motor orqanları. Günəbaxan hərəkətlərinin amplitudasının yetkin bitkilərin tamamilə yoxluğuna qədər böyüdükcə azaldığını nəzərə alan elm adamları, günəbaxanların Günəşin arxasında fırlanmalarının gün ərzində gövdənin qeyri-bərabər uzanmasını təmin etməyi təklif etdilər. Gibberellin böyümə hormonu olmayan bitkilərlə aparılan təcrübələr, həmçinin gövdənin qərb və şərq tərəflərində gen aktivliyinin öyrənilməsi bu fərziyyəni təsdiqlədi. Üstəlik, gecə daha sıx olan gövdənin qərb tərəfinin böyüməsinin "standart olaraq" baş verdiyi və gün ərzində zəruri olan şərq tərəfinin böyüməsinin fotosensitiv mexanizmlər (xüsusən, fototropinlərin təsiri altında auksin hormonunun yenidən paylanması) ilə tənzimləndiyi ortaya çıxdı.
Gün ərzində çiçək temperaturunda dəyişikliklər
Evan Braun / Virciniya Universiteti
Günəbaxan böyüməyi dayandırıb çiçək açdıqda sirkadiyalı və işığı hiss edən mexanizmlər əhəmiyyətini itirərək bitkini şərqə yönəldir. Təcrübəli günəbaxanların bir hissəsini qərbə çevirən elm adamları əmin oldular ki, bu cür bitkilər, şərqə çevrilənlərdən fərqli olaraq, həşəratları tozlandırmaqda praktiki olaraq maraqlı deyillər. Temperaturun gecə-gündüz qeyd edilməsi göstərdi ki, şərqə yönəlmiş çiçəklər həşəratları cəlb edərək daha yaxşı və daha sürətli istiləşir. Qərbə baxan çiçəklər süni şəkildə qızdırıldıqda, tozlayıcıların onlara olan marağı geri qayıtdı.
Beləliklə, gənc günəbaxanların Günəşin arxasındakı dönüşləri sirkadiyalı və işığa həssas mexanizmlərin birgə işi ilə təmin edilir, biokütlənin intensiv artmasına xidmət edir. Yetkin bitkilərin şərqə yönəldilməsi onların istiləşməsi üçün lazımdır, bu da tozlayan həşəratları cəlb edir.
MOSKVA, 5 avqust - RİA Novosti.“Science” jurnalında dərc olunan məqaləyə görə günəbaxanların “daxili saatlarının” işini dəyişdirən mutasiya sayəsində Günəşə davamlı olaraq “baxmaq” üçün heyrətamiz bir qabiliyyət var ki, onlar günəşin hüceyrələrinin böyüməsini çox qeyri-adi bir şəkildə təşkil edir və çiçəklənmənin gündüz saatlarında şərqdən qərbə fırlanmasına səbəb olur.
"Bitkinin Günəşin nə vaxt və harada doğacağı ilə bağlı təsəvvürə malik olması məni "biokatt" ilə günəbaxanların böyüməsini idarə edən zülal və genlər zənciri arasında əlaqənin olduğunu deməyə vadar etdi. Bu yolla çiçək daha çox işıq almasından əlavə, arıları da daha çox cəlb edir, çünki onlar isti səthləri sevirlər", - Stacey Harmer (Steysi Harmer) Kaliforniya Universitetindən (Steysi Harmer) deyir.
Bu fərziyyəyə əsaslanaraq, Harmer və onun həmkarları ən qədim və maraqlı tapmacalar botaniklər, günün vaxtından asılı olaraq bitki və heyvanların hüceyrələrindəki bütün prosesləri idarə edən sirkadiyalı ritmlərin işini və onların böyüməyi stimullaşdıran bir protein olan oksin işinə təsirini öyrənirlər.
Bunun üçün məqalə müəllifləri bir neçə günəbaxan yetişdiriblər ki, onların bəziləri daim işığın yandığı laboratoriyada, digərləri isə adi sahədə əkilib. Alimlər bəzi bitkiləri çəlləklərə elə yerləşdirdilər ki, Günəşin arxasına keçə bilməyəcəklər ki, bu da onlara bu cür təkamül uyğunlaşmasından imtinanın nəticələrini qiymətləndirməyə imkan verdi.
Van Qoqun günəbaxanlarında gen mutasiyaları var, alimlər aşkar ediblərCorciya Universitetinin (ABŞ) alimlərinin PLoS Genetics jurnalında dərc etdiyi məqaləyə əsasən, Van Qoqun bir sıra rəsmlərində təsvir olunan günəbaxanlarda gen mutasiyalarının əlamətləri var.Bu hərəkatın prinsiplərini açmaqda onlara məqalə müəlliflərindən birinin uydurduğu hazırcavab hiylə kömək etdi - bioloqlar marker götürüb günəbaxanın gövdəsinə bir neçə nöqtə qoydular və videokamera ilə izlədilər. Aralarındakı məsafə dəyişdisə, bu o demək idi ki, çiçək sapı bu nöqtələrin çəkildiyi yerdə böyüyür.
Müşahidələrin göstərdiyi kimi, çiçəyin hərəkətindəki "motor" bitkinin daxili saatı idi - gündüz, gecə, səhər və axşam başlaması ilə əlaqəli müxtəlif həyat proseslərini idarə edən işığa həssas zülallar və onlara "birləşdirilmiş" genlər dəsti.
Günün müddəti süni şəkildə dəyişdisə, süni işıq mənbəyi həqiqi ulduz kimi "səma" boyunca hərəkət etsə belə, günəbaxanlar Günəşə istiqamətlənmə qabiliyyətini itirdilər. Bu dərhal çiçəyin böyümə sürətinə, biokütlənin toplanmasına və toxumun inkişafına mənfi təsir göstərdi.
Flomatik "nöqtələr" bunun necə baş verdiyini izah etdi - məlum oldu ki, bu saatlar çiçəyin hərəkətinə iki şəkildə təsir göstərir: böyümə sürətinə nəzarət etməklə və gövdənin bir tərəfinin digərindən daha sürətli böyüməsinə səbəb olmaqla. Buna görə günəbaxan gündüz saatlarında Günəşin ardınca tədricən çevrilir.
Günəbaxanın belə bir xüsusiyyətinin təəccüblü təkamülçü üstünlüyü ola bilər - Harmer və onun həmkarlarının tapdığı kimi, arılar xüsusilə səhərlər isti çiçəkləri sevirlər və Günəşə tərəf dönmək çiçəyin daha tez isinməsinə və daha çox tozlayıcıları cəlb etməyə kömək edir.
Başlamaq üçün çox vacib bir şeyi aydınlaşdırmağa dəyər. Günəbaxanların həmişə Günəşin arxasınca getməsi ifadəsi yalnız gənc, hələ açılmamış günəbaxan çiçəklərindən danışdıqda doğrudur. Məşhur inancın əksinə olaraq, yetkin günəbaxan çiçəkləri Günəşi izləmir və adətən şərqə doğru olur.
Açılmamış günəbaxan qönçələri həqiqətən Günəşi izləyir, gün ərzində öz mövqeyini dəyişir. Bu fenomen heliotropizm adlanır (məqalənin sonundakı paraqrafa baxın).
Günəbaxanların daha səmərəli böyüməsi üçün günəşə baxmaq vacibdir. Alimlər bitkiləri düzəldib, onların dönməsinə mane oldular və ya əksinə, qabları fırladıb, hərəkətin təbii gedişatını pozdular. Hər iki halda, bitkilərin yarpaqları Günəşdən sonra sakitcə dönən qonşulardan təxminən 10% kiçik oldu.
Bundan əlavə, mütəxəssislər günəbaxanın Günəşin arxasında necə hərəkət etdiyini öyrənmək üçün gövdəyə markerlə bir neçə nöqtə qoyurlar. Alimlər videokamera ilə nöqtələri izləyiblər. Aralarındakı məsafə dəyişdisə, bu o demək idi ki, çiçək sapı bu nöqtələrin çəkildiyi yerdə böyüyür.
Bitkilər gün ərzində Günəşin arxasınca çevrildikdə, gövdənin şərq tərəfi qərb tərəfinə nisbətən daha sürətli böyüyərək çiçəyin özünü Günəşə doğru çevirdi. Və gecə qərb tərəfi daha sürətli böyüdü və gövdə başqa tərəfə döndü.
Günəbaxan hərəkətinin sirri ondadır qeyri-bərabər artım onun kökü. Alimlərin fikrincə, birbaşa günəş şüaları gövdədə olan auksinlər adlanan böyümə hormonlarını öldürür. Bu hormonların gövdə boyunca qeyri-bərabər paylanması günəbaxanın günəşli tərəfdə daha yavaş, kölgəli tərəfdə isə daha sürətli böyüməsinə və beləliklə, bütün gövdənin günəşə doğru əyilməsinə səbəb olur. Günəşin mövqeyinin dəyişməsi ilə auksinlərin gövdə boyunca paylanması da dəyişir, bu da öz növbəsində çiçəyin yamacının dəyişməsinə səbəb olur.
Beləliklə, bitkinin hərəkəti böyümə mexanizmində iştirak edən və çiçəyin çevik bazasında yerləşən xüsusi motor hüceyrələrinin köməyi ilə həyata keçirilir. Məlum oldu ki, bu hərəkət bitkinin daxili saatından - gündüz, gecə, səhər və axşam başlaması ilə bağlı müxtəlif həyat proseslərinə nəzarət edən sirkadiyalı ritmlərdən asılı idi. "Saat" böyümə sürətini idarə edir və gövdənin bir tərəfinin digərindən daha sürətli böyüməsinə səbəb olur. Buna görə günəbaxan tədricən Günəşdən sonra çevrilir.
Günəbaxan yetişdikcə və çiçək açdıqca, ümumi artım yavaşlayır və bitkilər gün ərzində hərəkətini dayandırır, şərqə yönəlib. Fakt budur ki, bitki səhər tezdən günəş işığına günortadan sonra daha güclü reaksiya verir, buna görə də gün ərzində tədricən qərbə doğru hərəkətini dayandırır.
Günəbaxanlar gecə necə hərəkət edir?
Bildiyimiz kimi, açılmamış günəbaxan qönçələri səhər şərqdə günəşi qarşılayır, axşam isə qərbdə yola salır. Məqaləmizi bircə “amma” olmasa belə bitirmək olardı: səhərlər günəbaxan qönçələri yenidən şərqə yönəldilir! Məntiqi sual yaranır: “necə?” Niyə günəbaxan gecələr günəşin heç bir təsiri olmadan hərəkət edir? Üstəlik, gecələr günəbaxan hərəkətləri gündüzə nisbətən daha yüksək sürətlə baş verir.
Təəssüf ki, elm adamları bu suala hələ dəqiq cavab verə bilmirlər. Bir nəzəriyyəyə görə, gecələr günəbaxanın hüceyrələri gövdəsi əyildikdə yığılan enerjini buraxaraq çiçəyi geri “yayır”. Başqa bir nəzəriyyəyə görə, gövdənin gecə hərəkəti günəşdən asılı deyil və günəbaxanın özünün “daxili saatı” ilə bağlıdır.
Niyə yetkin günəbaxan həmişə şərqə baxır?
Sapın böyüməsi və çiçəyin çəkisi ilə böyümə hormonlarının yenidən bölüşdürülməsi daha az və daha az nəzərə çarpan təsir göstərir. Nəhayət, günəbaxan çiçəyi hərəkət etmək üçün çox ağır olur. Buna görə də, yetişəndən sonra günəbaxan artıq Günəşin arxasınca getmir və həmişə şərqə işarə edir. Bəs niyə şərq?
Tədqiqatçıların da bu suala dəqiq cavabı yoxdur. Bəzi elm adamları çiçəyin gecələrdən birinə “bula” gəldiyini iddia edirlər Şərq tərəf və artıq qərbə doğru səyahətini təkrarlaya bilmir.
Nə olursa olsun, elm adamları günəbaxanı tədqiq etməyə davam edirlər, bir çoxları üçün gözlənilmədən Günəşi daim izləyən bir çiçəkdən daha mürəkkəb bir şeyə çevrildi.
Çiçəklərin heliotropizmi
Heliotrop çiçəklər günəşin gün ərzində şərqdən qərbə doğru səma boyunca hərəkətini izləyir. Gecələr çiçəklər təsadüfən orientasiya edə bilirlər, lakin səhər tezdən şərqə, çıxan günəşə tərəf dönürlər. Hərəkət çiçəyin çevik bazasında yerləşən xüsusi motor hüceyrələrinin köməyi ilə həyata keçirilir. Bu hüceyrələr kalium ionlarını yaxınlıqdakı toxumalara çatdıran və onların turgorunu dəyişdirən ion nasoslarıdır. Seqment kölgə tərəfində yerləşən motor hüceyrələrinin uzanması səbəbindən əyilir (hidrostatik artım səbəbindən daxili təzyiq). Heliotropizm bitkinin mavi işığa reaksiyasıdır. Ən heliotrop çiçəklərdən biri günəbaxandır, digər rənglərin çoxunu günəşi izləyir, xüsusən də erkən yaş başı böyüyənə qədər böyük ölçü və hərəkət etmək üçün çox ağırlaşmır (bu zaman onun bütün gücü toxumların yetişməsinə yönəlib). Az və ya çox dərəcədə demək olar ki, bütün çiçəklər heliotropikdir.
Bəzi günəşi izləyən bitkilər saf heliotrop deyillər: onların sirkadiyalı hərəkətləri başlanğıclaşdırılır. günəş işığı, və, tez-tez, itdikdən sonra bir müddət davam edir.
Günəbaxanların günəşə doğru “uzanması” (heliotropizm) haqqında yanlış fikir geniş yayılmışdır. Əslində, yetkin günəbaxan çiçəkləri adətən şərqə baxır və hərəkət etmir. Bununla belə, günəbaxan qönçələri (çiçəklənmədən əvvəl) heliotropizmə malikdir. Onlar gün ərzində şərqdən qərbə istiqamətlərini dəyişirlər.
Oxşar məqalələr
