Apa yang Membuat bunga matahari berhadapan dengan Matahari?

Apa yang Membuat bunga matahari berhadapan dengan Matahari?

Ahli biologi tumbuhan telah menemui bagaimana bunga matahari menggunakan jam circadian dalaman mereka, bertindak pada hormon pertumbuhan, mengikuti matahari pada siang hari ketika mereka tumbuh.

"Ini adalah contoh pertama jam tumbuhan yang memodulasi pertumbuhan dalam persekitaran semulajadi, dan mempunyai kesan yang nyata terhadap tumbuhan," kata Stacey Harmer, profesor biologi tumbuhan di University of California, Davis, dan penulis kanan kertas dalam jurnal Sains.

Harmer adalah ahli biologi molekul yang mempelajari jam circadian, biasanya di kilang lab Arabidopsis, yang jelas lebih kecil daripada bunga matahari. Sebelum ini, makmal Harmer telah menemui pautan antara gen "jam" dan hormon tumbuhan auksin, yang mengawal pertumbuhan. Tetapi para penyelidik memerlukan contoh untuk bekerja, dan mereka menemukannya di bunga matahari.


Dapatkan yang terbaru dari InnerSelf


Menghadapi cara yang salah

Bunga bunga matahari yang tumbuh mulai hari dengan kepala mereka menghadap ke timur, mengayunkan barat sepanjang hari, dan kembali ke timur pada waktu malam.

"Kilang itu menjangkakan masa dan arah subuh, dan bagi saya yang kelihatan seperti alasan untuk mempunyai hubungan antara jam dan laluan pertumbuhan," kata Harmer. Para saintis sejauh 1898 telah menggambarkan kelakuan bunga matahari ini tetapi tiada siapa yang sebelum ini menganggap ia mengaitkan dengan irama sirkadian.

Hagop Atamian, penyelidik pasca doktoral di makmal Harmer, dengan kerjasama makmal Benjamin Blackman di University of Virginia (kini di UC Berkeley), menjalankan beberapa eksperimen dengan bunga matahari di padang, dalam periuk di luar, dan dalam ruang pertumbuhan dalaman .

Dengan staking tumbuhan supaya mereka tidak boleh bergerak, atau membuka tumbuh-tumbuhan pasu setiap hari supaya mereka menghadapi cara yang salah, Atamian menunjukkan bahawa dia boleh mengganggu keupayaan mereka untuk mengesan matahari. Berikutan matahari memberikan rangsangan pertumbuhan kepada tumbuhan. Bunga matahari menegaskan supaya mereka tidak dapat bergerak telah mengurangkan biomas dan kawasan daun yang kurang daripada yang dilakukan, penyelidik mendapati.

Apabila tumbuhan dipindahkan ke dalam ruang pertumbuhan dalaman dengan cahaya overhead yang tidak bergerak, mereka terus berayun untuk beberapa hari. Itulah jenis tingkah laku yang anda harapkan daripada mekanisme yang didorong oleh jam dalaman, kata Harmer.

Akhirnya, tumbuh-tumbuhan dalaman telah mula menjejaki "matahari" sekali lagi apabila sumber pencahayaan yang jelas dipindahkan ke ruang pertumbuhan dengan menyalakan lampu bersebelahan pada siang hari. Tumbuh-tumbuhan itu boleh mengesan pergerakan itu dan kembali pada waktu malam ketika hari buatan itu hampir dengan siklus 24-jam, tetapi tidak ketika ia lebih dekat dengan jam 30.

Timur dan Barat

Jadi, bagaimanakah tumbuhan memindahkan batang mereka pada siang hari? Atamian meletakkan titik dakwat pada batang dan memotret mereka dengan kamera video. Pada video yang berlalu, dia dapat mengukur jarak yang berubah antara titik-titik.

Apabila tumbuh-tumbuhan mengesan matahari, sebelah timur batang tumbuh dengan lebih cepat daripada sisi barat, dia mendapati. Pada waktu malam, sebelah barat tumbuh dengan lebih cepat kerana batangnya mengayunkan sebaliknya. Pasukan ini mengenal pasti beberapa gen yang dinyatakan pada tahap yang lebih tinggi di sisi matahari yang turun ke bawah pada siang hari, atau di sisi lain pada waktu malam.

Harmer mengatakan bahawa terdapat dua mekanisme pertumbuhan di tempat kerja di batang bunga matahari. Yang pertama menetapkan kadar pertumbuhan asas untuk tumbuhan, berdasarkan cahaya yang ada. Yang kedua, yang dikawal oleh jam circadian dan dipengaruhi oleh arah cahaya, menyebabkan batang tumbuh lebih tinggi di satu sisi daripada yang lain, dan oleh itu bergerak timur ke barat pada siang hari.

Apabila bunga matahari matang dan bunga dibuka, pertumbuhan keseluruhan melambatkan, dan tanaman berhenti bergerak pada siang hari dan menetap menghadap ke timur. Ini seolah-olah kerana, kerana pertumbuhan keseluruhan melambatkan, jam sirkadian memastikan bahawa tumbuhan itu bertindak balas dengan lebih kuat pada cahaya pada waktu pagi dari waktu petang atau petang, sehingga secara beransur-ansur berhenti bergerak ke arah barat pada siang hari.

'Lebah seperti bunga hangat'

Kenapa bunga matahari matang menghadap ke arah timur? Para penyelidik menanam bunga matahari di dalam pasu di lapangan, dan berputar beberapa di sebelah barat. Dengan mengukur bunga dengan kamera inframerah, mereka mendapati bahawa bunga matahari yang menghadap ke timur lebih panas pada waktu pagi-dan juga menarik lima kali serangga penyerbuk. Pemanasan bunga yang menghadap ke barat dengan pemanas mudah alih membawa lebih banyak pendebungaan kembali ke bunga.

"Lebah seperti bunga hangat," kata Harmer.

"Sama seperti orang, tumbuh-tumbuhan bergantung pada irama harian siang dan malam untuk berfungsi," kata pengarah program, Anne Sylvester. "Bunga matahari, seperti susunan panel solar, mengikut matahari dari timur ke barat. Penyelidik ini memanfaatkan maklumat dalam genom bunga matahari untuk memahami bagaimana dan mengapa bunga matahari menjejaki matahari. "

Coauthors tambahan kertas itu adalah Nicky Creux di UC Davis, dan Evan Brown dan Austin Garner di University of Virginia. Program Penyelidikan Genome Tanaman Yayasan Sains Nasional menyokong kerja.

Sumber untuk artikel ini adalah dari UC Davis

Buku-buku yang berkaitan

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = gardening; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}