Plantbioloë het ontdek hoe sonneblomme hul interne sirkadiese klok, wat op groeihormone gebruik, gebruik om die son gedurende die dag te volg terwyl hulle groei.

"Dit is die eerste voorbeeld van 'n plant se klokmodulerende groei in 'n natuurlike omgewing en het reële repercussies vir die plant," sê Stacey Harmer, professor in plantbiologie aan die Universiteit van Kalifornië, Davis, en senior skrywer van 'n koerant in die joernaal. Wetenskap.

Harmer is 'n molekulêre bioloog wat sirkadiese horlosies bestudeer, gewoonlik in die laboratoriumplant Arabidopsis, wat duidelik kleiner is as 'n sonneblom. Voorheen het Harmer se laboratorium skakels tussen die "klok" -genes en die planthormoon-auxien, wat groei reguleer, ontdek. Maar die navorsers het 'n voorbeeld nodig om aan te werk, en hulle het dit in die sonneblom gevind.

Op die verkeerde manier

Groeiende sonneblomme begin die dag met hul koppe oos, swaai wes deur die dag en draai in die ooste in die nag terug.

"Die plant verwag die tydsberekening en die rigting van aanbreek, en vir my lyk dit soos 'n rede om 'n verband tussen die klok en die groeipad te hê," het Harmer gesê. Wetenskaplikes so ver terug as 1898 het hierdie gedrag van sonneblomme beskryf, maar niemand het voorheen gedink om dit met sirkadiese ritmes te assosieer nie.

Hagop Atamian, 'n postdoktorale navorser in Harmer se laboratorium, in samewerking met die laboratorium van Benjamin Blackman aan die Universiteit van Virginia (nou by UC Berkeley), het 'n reeks eksperimente uitgevoer met sonneblomme in die veld, in potte buite en in binnenshuise groeikamers .

Deur plante te staak, sodat hulle nie kan beweeg nie, of daagliks potplante omdraai sodat hulle op die verkeerde manier staan, het Atamian gewys dat hy hul vermoë om die son op te spoor, kan ontwrig. Na aanleiding van die son bied die plante 'n groeiverbetering. Sonneblomme gestak sodat hulle nie kan beweeg nie, het minder biomassa en minder blaaroppervlakte as diegene wat dit doen, het die navorsers bevind.

Toe plante in 'n binnenshuise groeikamer met onbeweeglike oorhoofse ligte beweeg, het hulle vir 'n paar dae heen en weer geswaai. Dit is die soort gedrag wat jy sou verwag van 'n meganisme wat deur 'n interne klok gedryf word, sê Harmer.

Uiteindelik het die binnenshuise plante weer die "son" begin dop wanneer die skynbare bron van beligting oor die groeikamer beweeg is deur die aangrensende ligte aan en af ​​te skakel gedurende die dag. Die plante kon betroubaar die beweging dophou en snags terugkeer as die kunsmatige dag naby 'n 24-uur siklus was, maar nie toe dit nader aan 30 uur was nie.

Oos en Wes

So hoe beweeg die plante hul stamme gedurende die dag? Atamian het inkpunte op die stingels gesit en hulle met 'n videokamera verfilm. Op 'n tydverloopvideo kon hy die veranderlike afstand tussen die kolletjies meet.

Toe plante die son dop, het die oostekant van die stam vinniger gegroei as die westekant, het hy gevind. Snags het die westekant vinniger gegroei terwyl die stam die ander kant swaai. Die span het 'n aantal gene geïdentifiseer wat gedurende die dag op hoër vlakke op die sonkant van die plant uitgedruk is, of aan die ander kant in die nag.

Harmer sê daar lyk twee groeimeganismes by die werk in die sonneblomstam. Die eerste stel 'n basiese groeikoers vir die aanleg, gebaseer op beskikbare lig. Die tweede, wat deur die sirkadiaanse klok beheer word en deur die rigting van lig beïnvloed word, veroorsaak dat die stam meer aan die een kant groei as die ander, en dus oos na wes gedurende die dag swaai.

Namate die sonneblom verval en die blom oopmaak, verswak die algehele groei, en die plante hou op om gedurende die dag te beweeg en vestig oos toe. Dit blyk te wees omdat die sirkadiese klok vertraag word deurdat die plant sterker reageer om vroeg in die oggend aan te steek as in die namiddag of aand, sodat dit geleidelik weswaarts beweeg gedurende die dag.

'Bye soos warm blomme'

Waarom staan ​​volwasse sonneblomme oos in elk geval? Die navorsers het sonneblomme in potte in die veld gegroei en sommige van hulle na die weste geroteer. Deur die blomme met 'n infrarooi kamera te meet, het hulle gevind dat die ooswaartse sonneblom snags die oggend verhit het en ook vyf keer soveel bestuiwende insekte gelok het. Verhitting van weste met blomme met 'n draagbare verwarmer het meer bestuiwers teruggebring na die blomme.

"Bye soos warm blomme," sê Harmer.

"Net soos mense, plante vertrou op die daaglikse ritmes van dag en nag om te funksioneer," sê die program se direkteur, Anne Sylvester. "Sonneblomme, soos sonpanele, volg die son van oos na wes. Hierdie navorsers gebruik inligting in die sonneblomgenoom om te verstaan ​​hoe en waarom sonneblomme die son dop. "

Bykomende koerante van die koerant is Nicky Creux by UC Davis, en Evan Brown en Austin Garner aan die Universiteit van Virginia. Die Nasionale Wetenskapstigting se Plant Genoom Navorsingsprogram ondersteun die werk.

Bron: UC Davis

verwante Boeke

at InnerSelf Market en Amazon