MOSKVA, 5. avgusta - RIA Novosti. Suncokreti imaju nevjerovatnu sposobnost da neprestano "gledaju" u Sunce zahvaljujući mutaciji koja je promijenila funkcioniranje njihovog "unutrašnjeg sata" na takav način da orkestriraju rast njegovih ćelija na krajnje neobičan način, uzrokujući da cvast rotirati od istoka prema zapadu tokom dana, kaže članak objavljen u časopisu Science.
“Činjenica da biljka ima predstavu o tome kada i gdje će Sunce izaći navela me je da pretpostavim da postoji veza između “biosata” i lanca proteina i gena koji kontrolišu rast suncokreta. Činjenica da na ovaj način cvijet prima više svjetlosti, više privlači pčele jer vole tople površine”, rekla je Stacey Harmer sa Univerziteta Kalifornije u Davisu (SAD).
Na osnovu ove pretpostavke, Harmer i njene kolege otkrile su jednu od najstarijih i zanimljive zagonetke botanike, proučavajući rad takozvanih cirkadijanskih ritmova, koji kontrolišu sve procese unutar ćelija biljaka i životinja u zavisnosti od doba dana, i njihov uticaj na rad oksina, proteina koji stimuliše rast.
Da bi to učinili, autori članka uzgajali su nekoliko suncokreta, od kojih su neki posađeni u laboratoriju u kojoj je svjetlo bilo stalno upaljeno, a drugi na običnoj njivi. Naučnici su neke od biljaka fiksirali u kadama na način da se ne mogu okrenuti iza Sunca, što im je omogućilo da procijene posljedice napuštanja takve evolucijske adaptacije.
Naučnici su otkrili da suncokreti sa Van Goghove slike imaju mutacije genaSuncokreti prikazani u seriji Van Goghovih slika pokazuju znakove genskih mutacija, navodi se u članku koji su objavili naučnici sa Univerziteta Georgia (SAD) u časopisu PLoS Genetics.U otkrivanju principa ovog pokreta pomogla im je genijalna tehnika koju je izmislio jedan od autora članka - biolozi su uzeli marker i označili nekoliko tačaka na stabljici suncokreta, što su pratili video kamerom. Ako se razmak između njih promijenio, to je značilo da stabljika cvijeta raste tamo gdje su ove točke nacrtane.
Kao što su zapažanja pokazala, "motor" u kretanju cvijeta bio je unutrašnji sat biljke - skup proteina osjetljivih na svjetlost i gena "povezanih" s njima koji kontroliraju različite životne procese povezane s početkom dana, noći, jutra. i veče.
Ako bi se dužina dana umjetno mijenjala, tada su suncokreti izgubili sposobnost da se orijentišu prema Suncu, čak i ako se izvor umjetnog svjetla kretao po "nebu" na isti način kao prava zvijezda. To je odmah imalo negativan uticaj na brzinu rasta cvijeta, prirast biomase i razvoj sjemena.
Oznake "tačke" otkrile su tačno kako se to dogodilo - ispostavilo se da ovi satovi utiču na kretanje cvijeta na dva načina: kontrolirajući brzinu rasta i uzrokujući da jedna strana stabljike raste brže od druge. Zahvaljujući tome, suncokret se postepeno okreće tokom dana, prateći Sunce.
Ova osobina suncokreta može imati jednu neočekivanu evolucionu korist - Harmer i njene kolege su otkrile da pčele vole toplo cvijeće, posebno ujutro, a okretanje prema suncu pomaže cvijetu da se brže zagrije i privuče više oprašivača.
Materijal. Te razlike u ekspanziji materijala zbog temperature. Više na suncu nego u hladu. Koliko ja znam, osnova glavice na mestu gde je stabljika pričvršćena izgleda kao "tvrda vata" sa tečnošću. Možda ova tečnost u porama igra ulogu mišića - ima li hidrauličara?
[email protected] 01.08.2011
VIVAT - GOOGLE!
Naziv: dolazi od kombinacije dvije grčke riječi “helios” – sunce i “anthos” – cvijet. Ovo ime nije dobio slučajno. Ogromni cvatovi suncokreta, obrubljeni svijetlim blistavim laticama, zaista podsjećaju na sunce. Osim toga, ova biljka ima jedinstvenu sposobnost da okreće glavu za suncem, prateći cijeli svoj put od izlaska do zalaska sunca.
Biljke nemaju mišiće, cvijet može promijeniti orijentaciju samo zbog činjenice da stabljika koja ga drži jača na sunčanoj strani. Zbog toga se proces odvija kako suncokret raste: tokom dana zatvoreni cvjetovi zapravo prate tok sunca, opravdavajući svoj francuski naziv tournesol. 
Još nevjerovatniji trik: tokom noći cvijeće uspijeva da se okrene tako da ujutro ponovo pozdravlja sunce na istoku.
Zahvaljujući ovoj rotaciji, biljke u fazi rasta mogu uhvatiti 10-15 posto više sunčeve energije. Odrastao suncokret s otvorenim cvijetom nepomično gleda na istok.
Područje stabljike ispod latica cvijeta sadrži<гормон роста>. Ovaj hormon ne podnosi direktnu sunčevu svjetlost. Kada je izložen suncu, ovaj dio stabljike se okreće kako bi se udaljio od njega. Koncentriše se<гормон роста>, pa brže raste, a samim tim se i sam cvijet okreće prema suncu.
Tako da sam razmišljao u pravom smjeru, jednostavno nisam mogao zamisliti da biljka može tako brzo rasti. Hvala Guglu, nekako mi se nije palo na pamet ovo pitanje, ali su se u temi pojavile prelijepe slike. Jeste li znali da je u Njemačkoj običaj da se prave buketi cvijeća suncokreta? Možda ćete dobiti takav buket za rođendan.
Alexey.n.pop***@u*****.ua Nastavnik 03.08.2011.
Ne hvala Googleu! Ništa nije jasno - jednostavno je naznačena svrsishodnost ovog pokreta, ali koji je mehanizam? A zašto se rotacija događa noću - da li to znači da postoji pamćenje ili nebeska navigacija?
To je zabluda. On se ne okreće ZA SUNCE. Stalno se usmerava u pravcu čija je prosečna dnevna osvetljenost najveća... Kao listovi krastavca u stakleniku, kao i sobno cveće na prozorskoj dasci.
Pogledaj izbliza. I rano ujutru, u zoru, i kasno uveče pri zalasku sunca, na otvorenom polju, glavice suncokreta biće usmerene ka jugu. I u zasjenjenom području - dalje od sjene koja pada na njega.
Prvo, vrijedi razjasniti jednu vrlo važnu stvar. Tvrdnja da suncokreti uvek slede Sunce je tačna samo ako je reč o mladim, još neotvorenim cvetovima suncokreta. Suprotno uvriježenom vjerovanju, zreli cvjetovi suncokreta se ne okreću za Suncem i obično su okrenuti prema istoku.
Neotvoreni pupoljci suncokreta zapravo prate Sunce, mijenjajući svoj položaj tokom dana. Ovaj fenomen se naziva heliotropizam (vidi paragraf na kraju članka).
Posmatranje Sunca je neophodno da bi suncokret uspeo efikasnije. Naučnici su fiksirali biljke, sprečavajući ih da se okreću, ili, obrnuto, rotirali saksije, narušavajući prirodni tok kretanja. U oba slučaja ispostavilo se da su listovi biljaka oko 10% manji od listova njihovih susjeda, koji su se mirno okrenuli iza Sunca.
Osim toga, stručnjaci su postavili nekoliko tačaka na stabljiku markerom kako bi proučili kako se suncokret kreće iza Sunca. Naučnici su pratili tačke pomoću video kamere. Ako se razmak između njih promijenio, to je značilo da stabljika cvijeta raste tamo gdje su ove točke nacrtane.
Kada su se biljke tokom dana okrenule da prate Sunce, istočna strana stabljike je rasla brže od zapadne, uzrokujući da se i sam cvijet okreće prema Suncu. A noću je zapadna strana rasla brže, a stabljika se okrenula u drugom smjeru.
Tajna kretanja suncokreta leži u neravnomjernom rastu njegove stabljike. Prema naučnicima, direktna sunčeva svjetlost ubija hormone rasta sadržane u stabljici, zvane auksini. Neravnomjerna distribucija ovih hormona duž stabljike dovodi do toga da suncokret na sunčanoj strani raste sporije, a na sjenovitoj strani, čime se cijelo stablo naginje prema suncu. Kako se položaj sunca mijenja, mijenja se i raspodjela auksina duž stabljike, što zauzvrat dovodi do promjene nagiba cvijeta.
Dakle, kretanje biljke vrši se uz pomoć posebnih motornih ćelija koje sudjeluju u mehanizmu rasta i nalaze se u fleksibilnoj bazi cvijeta. Pokazalo se da ovo kretanje zavisi od unutrašnjeg sata biljke - cirkadijanskih ritmova koji kontrolišu različite životne procese povezane sa početkom dana, noći, jutra i večeri. "Sat" kontrolira brzinu rasta i uzrokuje da jedna strana stabljike raste brže od druge. Zahvaljujući tome, suncokret se postepeno okreće da prati Sunce.
Kako suncokret sazreva i cvet se otvara, ukupni rast usporava i biljke prestaju da se kreću tokom dana, ostajući orijentisane na istok. Činjenica je da biljka jače reaguje na sunčevu svetlost rano ujutru nego u popodnevnim satima, pa tokom dana postepeno prestaje da se kreće prema zapadu.
Kako se suncokreti kreću noću?
Kao što svi znamo, ujutro se neotvoreni pupoljci suncokreta susreću sa suncem na istoku, a uveče ga ispraćaju na zapadu. Ovdje bismo mogli završiti naš članak, da nije jedno „ali“: ujutro su pupoljci suncokreta opet usmjereni na istok! Postavlja se sasvim logično pitanje: "kako?" Zašto suncokret nastavlja da se kreće noću, bez ikakvog uticaja Sunca? Štaviše, noću se kretanja suncokreta dešavaju sa mnogo više veća brzina nego tokom dana.
Na naše opšte razočaranje, naučnici još ne mogu sa sigurnošću odgovoriti na ovo pitanje. Prema jednoj teoriji, noću ćelije suncokreta oslobađaju energiju koja se akumulirala kada se stabljika naginje, "odbacujući" cvijet nazad. Prema drugoj teoriji, noćno kretanje stabljike ne zavisi od sunca i određeno je "unutrašnjim satom" samog suncokreta.
Zašto je odrasli suncokret uvek okrenut ka istoku?
Kako stabljika raste i cvijet postaje teži, preraspodjela hormona rasta proizvodi sve manje primjetan učinak. Na kraju, suncokret postaje pretežak za kretanje. Stoga, nakon zrenja, suncokret više ne prati Sunce i uvijek je usmjeren na istok. Ali zašto baš na istok?
Istraživači takođe nemaju tačan odgovor na ovo pitanje. Neki naučnici tvrde da cvet jedne noći „proleće nazad“ na istok i više nije u stanju da ponovi svoje putovanje na zapad.
Kako god bilo, naučnici nastavljaju da proučavaju suncokret, koji se za mnoge neočekivano pokazao kao nešto mnogo složenije od običnog cvijeta koji neprestano prati Sunce.
Heliotropizam cvijeća
Cvetovi heliotropa prate kretanje Sunca po nebu tokom dana, od istoka prema zapadu. Noću se cvijeće može prilično nasumično orijentirati, ali u zoru se okreće na istok, prema svjetlu u usponu. Kretanje se vrši pomoću posebnih motornih ćelija smještenih u fleksibilnoj bazi cvijeta. Ove ćelije su jonske pumpe koje isporučuju ione kalija u obližnja tkiva, što mijenja njihov turgor. Segment se savija zbog izduženja motornih ćelija koje se nalaze na strani sjene (zbog povećanja hidrostatskog unutrašnjeg pritiska). Heliotropizam je odgovor biljke na plavo svjetlo. Jedan od najheliotropnijih cvjetova je suncokret, koji više od ostalih cvjetova “prati” sunce, posebno u ranoj mladosti, sve dok mu glavica ne poraste u velika veličina i neće postati pretežak za kretanje (u ovom trenutku sva njegova snaga je koncentrisana na sazrijevanje sjemena). U većoj ili manjoj mjeri, gotovo svi cvjetovi su heliotropni.
Neke biljke koje promatraju sunce nisu čisti heliotropi: njihova cirkadijalna kretanja su pokrenuta sunčevom svjetlošću i često se nastavljaju neko vrijeme nakon njenog nestanka.
Rašireno je lažno vjerovanje da suncokreti „posežu“ prema suncu (heliotropizam). U stvari, zreli cvjetovi suncokreta obično su okrenuti prema istoku i ne pomiču se. Međutim, pupoljci suncokreta (prije cvatnje) su heliotropni. Tokom dana mijenjaju svoju orijentaciju s istoka na zapad.
Hagop Atamian/U.C. Davis
Američki naučnici su otkrili koji su mehanizmi odgovorni za orijentaciju uljarica suncokreta ( Helianthus annuus) na Suncu i kakav evolucijski značaj ima. Pokazalo se da je sposobnost okretanja pod utjecajem sunčeve svjetlosti (heliotropizam) povezana s koordiniranim radom mehanizama osjetljivih na svjetlost i cirkadijalnim ritmovima biljke. Rezultati rada objavljeni su u časopisu Nauka.
Danju se mladi suncokreti okreću za Suncem od istoka prema zapadu, a noću - nazad, da bi se ujutro ponovo susreli sa sunčevom svjetlošću. Biljke koje cvjetaju zaustavljaju ovo kretanje i uvijek gledaju na istok. Kako bi razumjeli zašto se to događa, istraživači sa univerziteta Kalifornije i Virdžinije izveli su niz eksperimenata na terenu iu zatvorenom prostoru.
U prvoj fazi svog rada, umjetno su fiksirali neke od eksperimentalnih suncokreta, sprječavajući ih da slijede Sunce. Ukupna biomasa i površina listova takvih biljaka su u prosjeku 10 posto manje od onih koje se uzgajaju bez ograničenja. Stoga je okretanje iza Sunca neophodno mladim biljkama za intenzivniji rast.
Obrnuto skretanje prema istoku tokom noći ukazuje na to da su mehanizmi regulacije cirkadijanskog ritma uključeni u ovaj proces. Naučnici su to potvrdili unošenjem suncokreta sa polja u prostoriju sa stalnim osvetljenjem (biljke su nastavile da se rotiraju još nekoliko dana) i nametanjem veštačkog ciklusa osvetljenja od 30 sati (poremećen je ritam rotacije biljaka, vraćajući se u normalno sa ciklusom od 24 sata).
Suncokreti nemaju lisne jastučiće - posebne motoričke organe koji osiguravaju heliotropizam kod nekih biljnih vrsta. S obzirom na to da se amplituda kretanja suncokreta smanjuje kako raste sve dok potpuno ne izostane kod zrelih biljaka, naučnici su sugerirali da rotacija suncokreta iza Sunca osigurava neravnomjerno produženje stabljike tokom dana. Eksperimenti s biljkama kojima nedostaje hormon rasta giberelin, kao i istraživanja genske aktivnosti na zapadnoj i istočnoj strani stabljike, potvrdili su ovu hipotezu. Štaviše, ispostavilo se da se rast zapadne strane stabljike, koja je intenzivnija noću, dešava „podrazumevano“, dok rast istočne strane, koji je neophodan danju, reguliše osetljivost na svetlost. mehanizmi (posebno, preraspodjela hormona auksina pod utjecajem fototropina).
Promene temperature cvetova tokom dana
Evan Brown/Univerzitet Virginije
Kada suncokret prestane da raste i procvjeta, cirkadijalni i svjetlosni mehanizmi gube svoju važnost, ostavljajući biljku orijentiranu na istok. Okretanjem nekih eksperimentalnih suncokreta na zapad, naučnici su se uvjerili da insekti oprašivači praktički nisu zainteresirani za takve biljke, za razliku od onih okrenutih prema istoku. 24-satno snimanje temperature pokazalo je da se cvijeće orijentirano na istok mnogo bolje i brže zagrijava, privlačeći insekte. Kada je cvijeće okrenuto prema zapadu umjetno zagrijano, vratilo se interesovanje oprašivača za njih.
Tako se zaokreti mladih suncokreta iza Sunca osiguravaju zajedničkim radom cirkadijalnih i svjetlosno osjetljivih mehanizama, služe za intenzivno povećanje biomase. Orijentacija odraslih biljaka na istok neophodna je za njihovo zagrijavanje, što privlači insekte oprašivače.
Naučnici su uzgajali nekoliko suncokreta, od kojih su neki posađeni u laboratoriju u kojoj su stalno upaljena svjetla, a drugi na redovnoj njivi, prenosi Science. Istraživači su neke biljke fiksirali u kade tako da se ne mogu okrenuti iza Sunca.
Kako se suncokret okreće ka suncu
Stručnjaci su markerom postavili nekoliko tačaka na stabljiku kako bi proučili kako se suncokret kreće iza Sunca. Naučnici su pratili tačke pomoću video kamere. Ako se razmak između njih promijenio, to je značilo da stabljika cvijeta raste tamo gdje su ove točke nacrtane.
Ispostavilo se da kretanje biljke zavisi od njenog unutrašnjeg sata - skupa proteina osetljivih na svetlost i gena koji su "povezani" za njih, koji kontrolišu različite životne procese povezane sa početkom dana, noći, jutra i večeri. "Sat" kontrolira brzinu rasta i uzrokuje da jedna strana stabljike raste brže od druge. Zahvaljujući tome, suncokret se postepeno okreće za Suncem.
U laboratoriji u kojoj je umjetno mijenjana dužina dana, suncokreti su izgubili sposobnost da se orijentišu prema Suncu, čak i kada se vještački izvor svjetlosti pomjera, poput prave zvijezde. To je negativno uticalo na brzinu rasta cvijeta, prirast biomase i razvoj sjemena.
Zbog činjenice da se suncokret kreće iza Sunca, cvijet se brže zagrijava i privlači više oprašivača, primijetili su naučnici.
Dodajmo da se sposobnost biljaka da zauzmu određeni položaj pod utjecajem sunčeve svjetlosti nazivamo heliotropizmom. Cvetovi heliotropa prate kretanje Sunca po nebu tokom dana, od istoka prema zapadu. Noću se cvijeće može prilično nasumično orijentirati, ali u zoru se okreće na istok, prema svjetlu u usponu. U većoj ili manjoj mjeri, gotovo svi cvjetovi su heliotropni.
