Pse luledielli kthehen në një drejtim? Shkencëtarët kanë zbuluar se si një luledielli kthehet drejt diellit

MOSKË, 5 gusht - RIA Novosti. Luledielli kanë aftësinë e mahnitshme për të "shikuar" vazhdimisht Diellin falë një mutacioni që ka ndryshuar funksionimin e "orës së brendshme" të tyre në një mënyrë të tillë që orkestrojnë rritjen e qelizave të tij në një mënyrë jashtëzakonisht të pazakontë, duke bërë që lulëzimi të rrotullohen nga lindja në perëndim gjatë orëve të ditës, thotë një artikull i botuar në revistën Science.

"Fakti që bima ka një ide se kur dhe ku do të lindë Dielli, më bëri të supozoj se ekziston një lidhje midis "bioclock" dhe zinxhirit të proteinave dhe gjeneve që kontrollojnë rritjen e lulediellit fakti që në këtë mënyrë lulja merr më shumë dritë, ajo gjithashtu tërheq më shumë bletët sepse i pëlqejnë sipërfaqet e ngrohta”, tha Stacey Harmer nga Universiteti i Kalifornisë në Davis (SHBA).

Bazuar në këtë supozim, Harmer dhe kolegët e saj zbuluan një nga më të vjetrat dhe gjëegjëza interesante botanikë, duke studiuar punën e të ashtuquajturave ritme cirkadiane, të cilat kontrollojnë të gjitha proceset brenda qelizave të bimëve dhe kafshëve në varësi të kohës së ditës, dhe ndikimin e tyre në punën e oksinës, një proteinë stimuluese e rritjes.

Për ta bërë këtë, autorët e artikullit rritën disa luledielli, disa prej të cilave u mbollën në një laborator ku drita ishte vazhdimisht e ndezur, dhe të tjerët në një fushë të rregullt. Shkencëtarët rregulluan disa nga bimët në vaska në mënyrë të tillë që të mos mund të ktheheshin pas Diellit, gjë që i lejoi ata të vlerësonin pasojat e braktisjes së një përshtatjeje të tillë evolucionare.

Shkencëtarët kanë zbuluar se luledielli nga piktura e Van Gogh-ut kanë mutacione gjenetikeLuledielli të përshkruar në një seri pikturash nga Van Gogh tregojnë shenja të mutacioneve të gjeneve, sipas një artikulli të botuar nga shkencëtarët nga Universiteti i Gjeorgjisë (SHBA) në revistën PLoS Genetics.

Në zbulimin e parimeve të kësaj lëvizjeje, ata u ndihmuan nga një teknikë e zgjuar e shpikur nga një prej autorëve të artikullit - biologët morën një shënues dhe shënuan disa pika në kërcellin e një luledielli, të cilën e vëzhguan me një videokamerë. Nëse distanca midis tyre ndryshonte, kjo do të thoshte se kërcelli i luleve po rritej aty ku ishin tërhequr këto pika.

Siç kanë treguar vëzhgimet, "motori" në lëvizjen e një lule ishte ora e brendshme e bimës - një grup proteinash dhe gjenesh të ndjeshme ndaj dritës "të lidhura" me to që kontrollojnë procese të ndryshme të jetës që lidhen me fillimin e ditës, natës, mëngjesit. dhe mbrëmje.

Nëse gjatësia e ditës ndryshonte artificialisht, atëherë luledielli humbi aftësinë për t'u orientuar drejt Diellit, edhe nëse burimi i dritës artificiale lëvizte nëpër "qiell" në të njëjtën mënyrë si ylli i vërtetë. Kjo ndikoi menjëherë negativisht në shkallën e rritjes së luleve, fitimin e biomasës dhe zhvillimin e farës.

Gjurmët e trangujve mbështillen rreth hardhisë falë qelizave "pranverë".Gjurmët e kastravecit fituan aftësinë për t'u mbështjellë dhe ngjitur me degët e pemëve dhe hardhitë në një serë falë qelizave "pranverë" të përbëra nga fibra të veçanta që i mbështjellin gjilpërat në një spirale kur këto qeliza "thahen" dhe më pas kompresohen, thonë biologët në një artikull. botuar në revistën Science.

Shenja "pika" zbuloi saktësisht se si ndodhi kjo - doli që këto orë ndikojnë në lëvizjen e luleve në dy mënyra: duke kontrolluar shkallën e rritjes dhe duke bërë që njëra anë e kërcellit të rritet më shpejt se tjetra. Falë kësaj, luledielli gradualisht kthehet gjatë orëve të ditës, duke ndjekur Diellin.

Ky tipar i lulediellit mund të ketë një përfitim të papritur evolucionar - Harmer dhe kolegët e saj zbuluan se bletëve u pëlqejnë lulet e ngrohta, veçanërisht në mëngjes, dhe kthimi drejt diellit e ndihmon lulen të ngrohet më shpejt dhe të tërheqë më shumë pjalmues.

Materiali. Ato ndryshime në zgjerimin e materialit për shkak të temperaturës. Më shumë në diell sesa në hije. Me sa di unë, baza e kokës në vendin ku është ngjitur kërcelli duket si "pambuku i fortë" me lëng. Ndoshta ky lëng në pore luan rolin e muskujve - a ka operatorë hidraulikë?

[email i mbrojtur] 01.08.2011

VIVAT - GOOGLE!

Emri: vjen nga një kombinim i dy fjalëve greke "helios" - diell dhe "anthos" - lule. Ky emër nuk iu dha rastësisht. Lule të mëdha luledielli, të kufizuara nga petale të ndritshme rrezatuese, me të vërtetë i ngjajnë diellit. Përveç kësaj, kjo bimë ka aftësinë unike për të kthyer kokën pas diellit, duke ndjekur të gjithë rrugën e saj nga lindja e diellit në perëndim të diellit.
Bimët nuk kanë muskuj, lulja mund të ndryshojë orientimin vetëm për faktin se kërcelli që e mban atë bëhet më i fortë në anën me diell. Kjo është arsyeja pse procesi ndodh kur luledielli rritet: gjatë ditës, lulet e mbyllura në fakt ndjekin rrjedhën e diellit, duke justifikuar emrin e tyre francez tournesol.

Një truk edhe më i mahnitshëm: gjatë natës, lulet arrijnë të kthehen në mënyrë që në mëngjes të përshëndesin përsëri diellin në lindje.
Falë këtij rrotullimi, bimët në fazën e rritjes janë në gjendje të kapin 10-15 për qind më shumë energji diellore. Një luledielli i rritur me një lule të hapur duket pa lëvizje në lindje.

Zona e kërcellit nën petalet e luleve përmban<гормон роста>. Ky hormon nuk mund të përballojë rrezet e diellit direkte. Kur ekspozohet ndaj diellit, kjo pjesë e kërcellit kthehet për t'u larguar prej tij. Ajo përqendrohet<гормон роста>, pra rritet më shpejt dhe si rrjedhojë vetë lulja kthehet drejt diellit.

Kështu që po mendoja në drejtimin e duhur, thjesht nuk mund ta imagjinoja që një bimë mund të rritej kaq shpejt. Falë Google, në një farë mënyre nuk mendova ta bëja Google këtë pyetje, por fotografitë e bukura u shfaqën në temë. A e dini se në Gjermani është zakon të bëhen buqeta me lule luledielli? Mund t'ju jepet një buqetë e tillë për ditëlindjen tuaj.

Alexey.n.pop***@u*****.ua Mësues 08/03/2011

Jo, falë Google! Asgjë nuk është e qartë - thjesht tregohet përshtatshmëria e kësaj lëvizjeje, por cili është mekanizmi? Dhe pse rrotullimi ndodh natën - a do të thotë se ka kujtesë apo lundrim qiellor?

Është një iluzion. Ai nuk kthehet duke ndjekur DIELIN. Ai drejtohet vazhdimisht në drejtimin, ndriçimi mesatar ditor i të cilit është më i madhi... Ashtu si gjethet e kastravecit në një serë, ashtu si lulet e brendshme në një dritareje.

Hidhni një vështrim më të afërt. Si herët në mëngjes, në agim, ashtu edhe në mbrëmje vonë në perëndim të diellit, në një fushë të hapur, kokat e luleve të lulediellit do të drejtohen në Jug. Dhe në një zonë me hije - larg nga hija që bie mbi të.

Së pari, ia vlen të sqarohet një gjë shumë e rëndësishme. Deklarata se luledielli ndjekin gjithmonë Diellin është e vërtetë vetëm nëse po flasim për lule luledielli të reja, ende të pa hapura. Në kundërshtim me besimin popullor, lulet e pjekura të lulediellit nuk kthehen për të ndjekur Diellin dhe zakonisht kthehen nga lindja.
Sythat e pahapur të lulediellit në fakt ndjekin Diellin, duke ndryshuar pozicionin e tyre gjatë gjithë ditës. Ky fenomen quhet heliotropizëm (shih paragrafin në fund të artikullit).

Vëzhgimi i Diellit është i nevojshëm që luledielli të rritet në mënyrë më efikase. Shkencëtarët rregulluan bimët, duke i penguar ato të ktheheshin, ose, anasjelltas, rrotulluan enët, duke prishur rrjedhën natyrore të lëvizjes. Në të dyja rastet, gjethet e bimëve rezultuan të ishin rreth 10% më të vogla se ato të fqinjëve të tyre, të cilët me qetësi u kthyen pas Diellit.

Përveç kësaj, ekspertët vendosën disa pika në kërcell me një shënues për të studiuar se si luledielli lëviz pas Diellit. Shkencëtarët monitoruan pikat duke përdorur një videokamerë. Nëse distanca midis tyre ndryshonte, kjo do të thoshte se kërcelli i luleve po rritej aty ku ishin tërhequr këto pika.
Kur bimët ktheheshin për të ndjekur Diellin gjatë ditës, ana lindore e kërcellit u rrit me një ritëm më të shpejtë se ajo perëndimore, duke bërë që vetë lulja të kthehej drejt Diellit. Dhe natën, ana perëndimore u rrit më shpejt dhe kërcelli u kthye në drejtimin tjetër.

Sekreti i lëvizjes së lulediellit qëndron në rritjen e pabarabartë të kërcellit të tij. Sipas shkencëtarëve, rrezet e diellit direkte vret hormonet e rritjes që përmbahen në kërcell, të quajtura auksinë. Shpërndarja e pabarabartë e këtyre hormoneve përgjatë kërcellit bën që luledielli të rritet më ngadalë në anën me diell dhe më shpejt në anën me hije, duke e anuar kështu të gjithë kërcellin drejt diellit. Me ndryshimin e pozicionit të diellit, shpërndarja e auksinave përgjatë kërcellit gjithashtu ndryshon, gjë që nga ana tjetër çon në një ndryshim në prirjen e luleve.

Kështu, lëvizja e bimës kryhet me ndihmën e qelizave të veçanta motorike që marrin pjesë në mekanizmin e rritjes dhe ndodhen në bazën fleksibël të lules. Doli se kjo lëvizje varej nga ora e brendshme e bimës - ritmet cirkadiane që kontrollojnë procese të ndryshme të jetës që lidhen me fillimin e ditës, natës, mëngjesit dhe mbrëmjes. "Ora" kontrollon shpejtësinë e rritjes dhe bën që njëra anë e kërcellit të rritet më shpejt se tjetra. Falë kësaj, luledielli gradualisht kthehet për të ndjekur Diellin.

Ndërsa luledielli piqet dhe lulja hapet, rritja e përgjithshme ngadalësohet dhe bimët ndalojnë së lëvizuri gjatë ditës, duke mbetur të orientuara nga lindja. Fakti është se bima reagon më fort ndaj dritës së diellit herët në mëngjes sesa pasdite, kështu që gradualisht ndalon lëvizjen drejt perëndimit gjatë ditës.

Si lëvizin luledielli gjatë natës?
Siç e dimë të gjithë, në mëngjes sythat e lulediellit të pahapur takohen me diellin në lindje, dhe në mbrëmje ata e shohin atë në perëndim. Këtu mund të kishim përfunduar artikullin tonë, nëse jo për një "por": në mëngjes, sythat e lulediellit drejtohen përsëri në lindje! Shtrohet një pyetje plotësisht logjike: "si?" Pse luledielli vazhdon të lëvizë gjatë natës, pa asnjë ekspozim ndaj diellit? Për më tepër, gjatë natës lëvizjet e lulediellit ndodhin me shumë më tepër shpejtësi më të lartë se sa gjatë ditës.
Për zhgënjimin tonë të përgjithshëm, shkencëtarët ende nuk mund t'i përgjigjen kësaj pyetjeje me siguri. Sipas një teorie, gjatë natës, qelizat e lulediellit çlirojnë energjinë e grumbulluar kur kërcelli u anua, duke e "pranuar" lulen prapa. Sipas një teorie tjetër, lëvizja natën e kërcellit nuk varet nga dielli dhe përcaktohet nga "ora e brendshme" e vetë lulediellit.
Pse një luledielli i rritur është gjithmonë i kthyer nga lindja?
Ndërsa kërcelli rritet dhe lulja bëhet më e rëndë, rishpërndarja e hormoneve të rritjes prodhon një efekt gjithnjë e më pak të dukshëm. Përfundimisht, luledielli bëhet shumë i rëndë për të lëvizur. Prandaj, pas pjekjes, luledielli nuk ndjek më Diellin dhe drejtohet gjithmonë në lindje. Por pse pikërisht në lindje?
Studiuesit gjithashtu nuk kanë një përgjigje të saktë për këtë pyetje. Disa shkencëtarë pohojnë se një natë lulja "kthehet" në lindje dhe nuk është më në gjendje të përsërisë udhëtimin e saj në perëndim.
Sido që të jetë, shkencëtarët vazhdojnë të studiojnë luledielli, i cili papritur për shumë doli të ishte diçka shumë më komplekse sesa thjesht një lule që ndjek vazhdimisht Diellin.

Heliotropizmi i luleve
Lulet e heliotropit ndjekin lëvizjen e Diellit nëpër qiell gjatë gjithë ditës, nga lindja në perëndim. Natën, lulet mund të orientohen në mënyrë të rastësishme, por në agim ato kthehen në lindje, drejt ndriçimit në rritje. Lëvizja kryhet duke përdorur qeliza të veçanta motorike të vendosura në bazën fleksibël të luleve. Këto qeliza janë pompa jonike që dërgojnë jonet e kaliumit në indet e afërta, gjë që ndryshon turgorin e tyre. Segmenti përkulet për shkak të zgjatjes së qelizave motorike të vendosura në anën e hijes (për shkak të një rritje të presionit të brendshëm hidrostatik). Heliotropizmi është përgjigja e një bime ndaj dritës blu. Një nga lulet më heliotropike është luledielli, i cili, më shumë se lulet e tjera, "ndjek" diellin, veçanërisht në moshë të re, derisa koka e tij rritet në madhësia e madhe dhe nuk do të bëhet shumë i rëndë për të lëvizur (në këtë kohë e gjithë forca e tij është e përqendruar në pjekjen e farave). Në një masë më të madhe ose më të vogël, pothuajse të gjitha lulet janë heliotrope.
Disa bimë që vëzhgojnë diellin nuk janë heliotropë të pastër: lëvizjet e tyre cirkadiane nisen nga rrezet e diellit dhe shpesh vazhdojnë për ca kohë pas zhdukjes së saj.
Ekziston një besim i rremë i përhapur se luledielli "arrin" drejt diellit (heliotropizëm). Në fakt, lulet e pjekura të lulediellit zakonisht kthehen nga lindja dhe nuk lëvizin. Megjithatë, sythat e lulediellit (para lulëzimit) janë heliotropikë. Ata ndryshojnë orientimin e tyre nga lindja në perëndim gjatë gjithë ditës.

Hagop Atamian/U.C. Davis

Shkencëtarët amerikanë kanë zbuluar se cilët mekanizma janë përgjegjës për orientimin e lulediellit të farave vajore ( Helianthus annuus) mbi Diellin dhe çfarë rëndësie evolucionare ka. Doli se aftësia për t'u kthyer nën ndikimin e dritës së diellit (heliotropizëm) shoqërohet me punën e koordinuar të mekanizmave të ndjeshëm ndaj dritës dhe ritmeve cirkadiane të bimës. Rezultatet e punës u botuan në revistë Shkenca.

Gjatë ditës, luledielli i rinj kthehen pas Diellit nga lindja në perëndim, dhe natën - mbrapa, në mënyrë që në mëngjes të takojnë përsëri rrezet e diellit. Bimët që lulëzojnë e ndalojnë këtë lëvizje dhe gjithmonë kthehen nga lindja. Për të kuptuar pse ndodh kjo, studiuesit nga Universitetet e Kalifornisë dhe Virxhinias kryen një sërë eksperimentesh në terren dhe në ambiente të mbyllura.

Në fazën e parë të punës së tyre, ata fiksuan artificialisht disa nga luledielli eksperimentalë, duke i penguar ata të ndiqnin Diellin. Sipërfaqja totale e biomasës dhe gjetheve të bimëve të tilla doli të jetë mesatarisht 10 për qind më pak se ato të rritura pa kufizime. Kështu, kthimi pas Diellit është i nevojshëm për bimët e reja për rritje më intensive.

Kthimi i kundërt drejt lindjes gjatë natës tregon se mekanizmat e rregullimit të ritmit cirkadian janë të përfshirë në këtë proces. Shkencëtarët e konfirmuan këtë duke sjellë luledielli nga fusha në një dhomë me ndriçim të vazhdueshëm (bimët vazhduan të rrotullohen edhe për disa ditë të tjera) dhe duke u imponuar atyre një cikël ndriçimi artificial prej 30 orësh (ritmi i rrotullimit të bimëve u ndërpre, duke u kthyer në normale me cikël 24-orësh).

Luledielli nuk ka jastëkë gjethesh - organe të veçanta motorike që ofrojnë heliotropizëm në disa specie bimore. Duke marrë parasysh që amplituda e lëvizjeve të lulediellit zvogëlohet ndërsa rritet derisa të mungojë plotësisht në bimët e pjekura, shkencëtarët kanë sugjeruar që rrotullimi i lulediellit pas Diellit siguron zgjatje të pabarabartë të kërcellit gjatë ditës. Eksperimentet me bimët me mungesë të hormonit të rritjes giberelinë, si dhe studimet e aktivitetit të gjeneve në anët perëndimore dhe lindore të kërcellit, konfirmuan këtë hipotezë. Për më tepër, rezultoi se rritja e anës perëndimore të kërcellit, e cila është më intensive gjatë natës, ndodh "sipas parazgjedhjes", ndërsa rritja e anës lindore, e cila është e nevojshme gjatë ditës, rregullohet nga drita e ndjeshme. mekanizmat (në veçanti, rishpërndarja e hormonit auxin nën ndikimin e fototropinave).


Ndryshimet në temperaturën e luleve gjatë ditës

Evan Brown/Universiteti i Virxhinias


Kur një luledielli ndalon së rrituri dhe lulëzon, mekanizmat cirkadian dhe sensorë të dritës humbasin rëndësinë e tyre, duke e lënë bimën të orientuar nga lindja. Duke i kthyer disa nga luledielli eksperimentalë në perëndim, shkencëtarët u bindën se insektet pjalmuese praktikisht nuk janë të interesuar për bimë të tilla, ndryshe nga ato të kthyera nga lindja. Regjistrimi 24-orësh i temperaturës tregoi se lulet e orientuara nga lindja ngrohen shumë më mirë dhe më shpejt, duke tërhequr insektet. Kur lulet e kthyera në perëndim u ngrohën artificialisht, interesi i pjalmuesve për to u kthye.

Kështu, kthesat e lulediellit të rinj pas Diellit sigurohen nga puna e përbashkët e mekanizmave cirkadian dhe të ndjeshëm ndaj dritës, ato shërbejnë për një rritje intensive të biomasës. Orientimi i bimëve të rritura në lindje është i nevojshëm për ngrohjen e tyre, gjë që tërheq insektet pjalmuese.

Shkencëtarët rritën disa luledielli, disa prej tyre u mbollën në një laborator ku dritat ishin vazhdimisht të ndezura, dhe të tjerët në një fushë të rregullt, transmeton Science. Studiuesit fiksuan disa bimë në vaska në mënyrë që të mos mund të ktheheshin pas Diellit.

Si një luledielli kthehet drejt diellit

Ekspertët vendosën disa pika në kërcell me një shënues për të studiuar se si luledielli lëviz pas Diellit. Shkencëtarët monitoruan pikat duke përdorur një videokamerë. Nëse distanca midis tyre ndryshonte, kjo do të thoshte se kërcelli i luleve po rritej aty ku ishin tërhequr këto pika.

Doli se lëvizja e bimës varej nga ora e saj e brendshme - një grup proteinash dhe gjenesh të ndjeshme ndaj dritës "të lidhura" me to, të cilat kontrollojnë procese të ndryshme të jetës që lidhen me fillimin e ditës, natës, mëngjesit dhe mbrëmjes. "Ora" kontrollon shpejtësinë e rritjes dhe bën që njëra anë e kërcellit të rritet më shpejt se tjetra. Falë kësaj, luledielli gradualisht kthehet pas Diellit.

Në një laborator ku gjatësia e ditës u ndryshua artificialisht, luledielli humbi aftësinë për t'u orientuar drejt Diellit, edhe kur burimi i dritës artificiale lëvizte, si ylli i vërtetë. Kjo ndikoi negativisht në shpejtësinë e rritjes së luleve, fitimin e biomasës dhe zhvillimin e farës.

Për shkak të faktit se luledielli lëviz prapa Diellit, lulja nxehet më shpejt dhe tërheq më shumë pjalmues, vunë në dukje shkencëtarët.

Le të shtojmë se aftësia e bimëve për të marrë një pozicion të caktuar nën ndikimin e dritës së diellit quhet heliotropizëm. Lulet e heliotropit ndjekin lëvizjen e Diellit nëpër qiell gjatë gjithë ditës, nga lindja në perëndim. Natën, lulet mund të orientohen në mënyrë të rastësishme, por në agim ato kthehen në lindje, drejt ndriçimit në rritje. Në një masë më të madhe ose më të vogël, pothuajse të gjitha lulet janë heliotrope.