Ученые объяснили, как подсолнухи «видят» солнце

Ученые объяснили, как подсолнухи «видят» солнце
Фото из открытых источников
Подсолнухи, как известно, поворачиваются, чтобы следовать за солнцем, когда оно пересекает небо. Но как подсолнухи «видят» солнце и следуют за ним? Новая работа биологов растений из Калифорнийского университета в Дэвисе, опубликованная в журнале PLOS Biology, показывает, что они используют другой, новый механизм, отличный от того, что считалось ранее.
 
«Это было для нас полной неожиданностью», — сказала Стейси Хармер, профессор биологии растений Калифорнийского университета в Дэвисе и старший автор статьи.
 
Большинство растений обладают фототропизмом — способностью расти в направлении источника света. Ученые-растениеводы предполагали, что гелиотропизм подсолнечника, способность следовать за солнцем, будет основан на том же базовом механизме, который управляется молекулой, называемой фототропином, и реагирует на свет в синем конце спектра.
 
Подсолнухи поворачивают головки, вырастая немного больше на восточной стороне стебля (толкая головку на запад) в течение дня и немного больше на западной стороне ночью, поэтому головка поворачивается назад к востоку. Лаборатория Хармер в Колледже биологических наук Калифорнийского университета в Дэвисе ранее показала, как подсолнухи используют свои внутренние циркадные часы, чтобы предвидеть восход солнца и координировать раскрытие соцветий с появлением насекомых-опылителей утром.
 
В новом исследовании аспирант Кристофер Брукс, постдокторант Хагатоп Атамян и Хармер изучили, какие гены активируются (транскрибируются) у подсолнечника, выращенного в помещении в лабораторных камерах выращивания, и у подсолнечника, растущего под солнечным светом на открытом воздухе.
 
В помещении подсолнухи росли прямо к свету, активируя гены, связанные с фототропином. Но растения, выращенные на открытом воздухе и покачивающие головками вместе с солнцем, продемонстрировали совершенно иную картину экспрессии генов. Не было очевидной разницы в фототропине между одной стороной стебля и другой.
 
Исследователи еще не идентифицировали гены, участвующие в гелиотропизме.
 
«Кажется, мы исключили путь фототропина, но мы не нашли однозначного доказательства», — говорит Хармер.
 
Блокирование синего, ультрафиолетового, красного или дальнего красного света с помощью затеняющих коробок не оказало влияния на реакцию гелиотропизма. Это показывает, что, вероятно, существует несколько путей, реагирующих на разные длины волн света, для достижения одной и той же цели. Предстоящая работа будет посвящена регуляции белка в растениях.
 
Подсолнухи быстро учатся. По словам Хармер, когда растения, выращенные в лаборатории, вынесли на улицу, они начали следить за солнцем в первый же день. Такое поведение сопровождалось всплеском экспрессии генов на затененной стороне растения, который не повторялся в последующие дни. Это говорит о том, что происходит какая-то «переустановка», сказала она.
 
По словам Хармер, это открытие не только раскрывает ранее неизвестные пути восприятия света и роста растений, но и имеет широкую значимость.
 
«То, что вы определяете в контролируемой среде, например, в камере роста, может не сработать в реальном мире», — объясняет Хармер. 

Источник
Оцените статью
Сitycelebrity