Zawsze zwracając się w stronę słońca. Naukowcy wyjaśnili mechanizm i cel obracania się słonecznika za słońcem. Naukowcy wyjaśniają, że ruch kwiatostanu słonecznika następuje z powodu nierównomiernego wzrostu rośliny. Jedna strona łodygi rośnie szybciej niż druga

5 sierpnia 2016 17:59

Od dawna ludzie zauważają, że młode kwiaty słonecznika w ciągu dnia kierują się za Słońcem, a nocą wracają do swojej pierwotnej pozycji, aby rano spotkać go ponownie na wschodzie. Co sprawia, że ​​rośliny wykonują swój codzienny rytuał i dlaczego z biegiem czasu „kult” świateł i dojrzałych kwiatów słonecznika nie obraca się za Słońcem, lecz pozostaje skierowany tylko na wschód.

W poszukiwaniu odpowiedzi Stacey Harmer z University of California w Davis i jej koledzy przeprowadzili serię eksperymentów, które potwierdziły przeczucie, że słoneczniki muszą obserwować Słońce, aby rosnąć efektywniej. Naukowcy naprawili rośliny, uniemożliwiając im obracanie się lub odwrotnie, obracali doniczki, zakłócając naturalny tok ruchu. W obu przypadkach liście roślin okazały się o około 10% mniejsze niż u sąsiadów, którzy spokojnie odwrócili się po Słońcu.

Ponadto eksperci umieścili kilka kropek na łodydze za pomocą markera, aby zbadać, jak słonecznik porusza się za Słońcem. Naukowcy monitorowali kropki za pomocą kamery wideo. Jeśli odległość między nimi się zmieniła, oznaczało to, że łodyga kwiatu rosła w miejscu narysowania tych punktów.
Kiedy w ciągu dnia rośliny podążały za Słońcem, wschodnia strona łodygi rosła szybciej niż zachodnia, powodując, że sam kwiat zwracał się w kierunku Słońca. A w nocy strona zachodnia rosła szybciej, a łodyga obracała się w drugą stronę.

Ruch rośliny odbywa się za pomocą specjalnych komórek motorycznych zaangażowanych w mechanizm wzrostu i znajdujących się w elastycznej podstawie kwiatu. Okazało się, że ruch ten zależny był od wewnętrznego zegara rośliny – rytmów dobowych, które kontrolują różne procesy życiowe związane z nadejściem dnia, nocy, poranka i wieczoru. „Zegar” kontroluje tempo wzrostu i powoduje, że jedna strona łodygi rośnie szybciej niż druga. Dzięki temu słonecznik stopniowo obraca się po Słońcu.

Gdy słonecznik dojrzewa, a kwiat się otwiera, ogólny wzrost spowalnia, a rośliny przestają się poruszać w ciągu dnia, pozostając zorientowane na wschód. Faktem jest, że roślina silniej reaguje na światło słoneczne wczesnym rankiem niż po południu, więc w ciągu dnia stopniowo przestaje poruszać się na zachód.

Dawno temu ludzie zauważyli, że młode kwiaty słonecznika w ciągu dnia obracają się po słońcu, a nocą wracają do swojej pierwotnej pozycji, aby rano ponownie spotkać go na wschodzie. Ale do tej pory naukowcy nie potrafili rozwiązać tej zagadki: co sprawia, że ​​rośliny wykonują swój codzienny rytuał i dlaczego „kult” z czasem ustaje?

W poszukiwaniu odpowiedzi Stacey Harmer z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis i jej koledzy przeprowadzili serię eksperymentów.

W pierwszym etapie zmieniono warunki dla słoneczników rosnących w ich naturalnym środowisku. Naukowcy „unieruchomili” jedną grupę, aby rośliny w ogóle nie mogły się obracać, a drugą unieruchomiono w taki sposób, że o wschodzie słońca słoneczniki skręcały na zachód. Gdy kwiaty dorosły okazało się, że liście w obu grupach były o 10% mniejsze niż u roślin „wolnych”. Potwierdziło to przeczucie, że ekspozycja na słońce jest niezbędna do bardziej efektywnego wzrostu słoneczników.

Wtedy naukowcy postanowili sprawdzić, co powodowało rytmiczne „tańce” słoneczników – wewnętrzny zegar czy warunki środowiskowe.

Przenieśli rośliny na zewnątrz do pomieszczenia ze stałym oświetleniem sufitowym i odkryli, że słoneczniki przez kilka dni nadal kręciły się na boki, dokładnie tak, jak robili to wcześniej.

Następnie naukowcy umieścili rośliny w specjalnym pomieszczeniu z ciągiem lamp, które włączały się po kolei, symulując ruch słońca. Kiedy naukowcy zaprogramowali sztuczne oświetlenie na trzydziestogodzinny cykl „dzień” i „noc”, rośliny obracały się z boku na bok bez regularnego harmonogramu. Ale kiedy reżim świetlny wrócił do normy, słoneczniki ściśle przestrzegały sztucznego „słońca”, pokazując, że wewnętrzne rytmy dobowe odgrywają ważną rolę w ruchu kwiatu.

Ale przede wszystkim biologów interesowało pytanie, dlaczego po kwitnieniu słoneczniki przestają kręcić się na boki i zamarzają, „patrząc” w kierunku wschodu słońca. Następnie zespół Harmera skierował część roślin na zachód, a następnie policzył liczbę pszczół i innych zapylaczy, które wylądowały na kwiatach w różnych częściach świata.

Okazało się, że w godzinach porannych owady pięciokrotnie częściej odwiedzały kwiaty skierowane na wschód niż te zwrócone w przeciwnym kierunku.

„Widać, że pszczoły po prostu szaleją na punkcie kwiatów skierowanych na wschód i prawie nie zwracają uwagi na rośliny skierowane na zachód” – zauważa Stacey Harmer.

Wcześniejsze badania wykazały, że zapylacze preferują cieplejsze kwiaty, dlatego bardziej popularne są słoneczniki, które otrzymują większą dawkę porannych promieni.

„Zawsze byłem zdumiony, jak złożone są rośliny", kontynuuje Harmer. „Są naprawdę biegli w adaptacji do swojego środowiska".

Wyniki badania, opublikowane w Science, stawiają bardziej złożone pytania. Na przykład, w jaki sposób rośliny informują o czasie i jak znajdują właściwy kierunek, gdy skręcają w ciemności do miejsca, w którym wschodzi słońce?

Jednak zdaniem ekspertów sam fakt, że słoneczniki mają wewnętrzny zegar i kierują się własnym rytmem, jest „Świętym Graalem” w badaniu ich złożonego zachowania. I, jak podkreślono w komunikacie prasowym z uczelni, jest to pierwszy przykład synchronizacji czasu u roślin żyjących w środowisku naturalnym, która ma bezpośredni wpływ na efektywność wzrostu.

Materiał. Różnica rozszerzalności materiału pod wpływem temperatury. Więcej słońca niż cienia. O ile mi wiadomo podstawa głowy w miejscu mocowania łodygi wygląda jak „twarda wata” z płynem. Może ten płyn w porach pełni rolę mięśni - czy jest hydraulika?

[e-mail chroniony] 01.08.2011

VIVAT - GOOGLE!

Nazwa: pochodzi z połączenia dwóch greckich słów „helios” – słońce i „anthos” – kwiat. To imię zostało mu nadane nie bez powodu. Ogromne kwiatostany słonecznika, otoczone jasnymi promiennymi płatkami, naprawdę przypominają słońce. Ponadto roślina ta ma wyjątkową zdolność obracania głowy za słońcem, śledząc całą drogę od wschodu do zachodu słońca.
Rośliny nie mają mięśni, kwiat może zmienić orientację tylko dzięki temu, że trzymająca go łodyga rośnie mocniej po słonecznej stronie. Dlatego proces ten ma miejsce, gdy słonecznik rośnie: w ciągu dnia zamknięte kwiaty naprawdę podążają za słońcem, uzasadniając swoją francuską nazwę tournesol.

Jeszcze bardziej niesamowita sztuczka: w nocy kwiaty obracają się tak, że rano znów witają słońce na wschodzie.
Dzięki tej rotacji rośliny w fazie wzrostu potrafią złapać 10-15 proc. więcej energii słonecznej. Dorosły słonecznik z otwartym kwiatem wygląda nieruchomo na wschód.
Część łodygi pod płatkami kwiatu zawiera<гормон роста>. Ten hormon nie jest w stanie wytrzymać bezpośredniego światła słonecznego. W słońcu ta część łodygi obraca się, aby się od niej oddalić. Koncentruje się<гормон роста>, dzięki czemu rośnie szybciej, w wyniku czego sam kwiat zwraca się w stronę słońca.

Więc myślałem we właściwym kierunku, po prostu nie mogłem sobie wyobrazić, że roślina może rosnąć tak szybko. Dzięki Google jakoś nie przyszło mi do głowy wygooglować to pytanie, ale w temacie pojawiły się piękne zdjęcia. Czy wiesz, że w Niemczech zwyczajowo robi się bukiety z kwiatów słonecznika? Na urodziny możesz otrzymać taki bukiet.

Alexey.n.pop***@u*****.ua Nauczyciel 03.08.2011

Dzięki Google! Nic nie jest jasne - celowość tego ruchu jest po prostu wskazana, ale jaki mechanizm? I dlaczego rotacja występuje w nocy - czy to znaczy, że jest pamięć lub niebiańska nawigacja?

To złudzenie. Nie odwraca się PODĄŻAJĄC ZA SŁOŃCEM. Jest stale kierowana w tym kierunku, którego średnia dzienna jasność jest największa... Tak jak liście ogórków w szklarni, tak jak kwiaty na parapecie.

Przyjrzyj się bliżej. A wczesnym rankiem, o świcie i późnym wieczorem o zachodzie słońca na otwartym polu, główki słonecznika zostaną skierowane na południe. A w zacienionym obszarze - z dala od padającego na nią cienia.

Na początek warto wyjaśnić jedną bardzo ważną rzecz. Stwierdzenie, że słoneczniki zawsze podążają za Słońcem, jest prawdziwe tylko wtedy, gdy mówimy o młodych, jeszcze nierozwiniętych kwiatach słonecznika. Wbrew powszechnemu przekonaniu, dojrzałe kwiaty słonecznika nie podążają za Słońcem i zwykle kierują się na wschód.
Nieotwarte pąki słonecznika naprawdę podążają za słońcem, zmieniając swoją pozycję w ciągu dnia. Zjawisko to nazywa się heliotropizmem (patrz akapit na końcu artykułu).

Oglądanie słońca jest niezbędne, aby słoneczniki rosły wydajniej. Naukowcy naprawili rośliny, uniemożliwiając im obracanie się lub odwrotnie, obracali doniczki, zakłócając naturalny tok ruchu. W obu przypadkach liście roślin okazały się o około 10% mniejsze niż u sąsiadów, którzy spokojnie odwrócili się po Słońcu.

Ponadto eksperci umieścili kilka kropek na łodydze za pomocą markera, aby zbadać, jak słonecznik porusza się za Słońcem. Naukowcy monitorowali kropki za pomocą kamery wideo. Jeśli odległość między nimi się zmieniła, oznaczało to, że łodyga kwiatu rosła w miejscu narysowania tych punktów.
Kiedy w ciągu dnia rośliny podążały za Słońcem, wschodnia strona łodygi rosła szybciej niż zachodnia, powodując, że sam kwiat zwracał się w kierunku Słońca. A w nocy strona zachodnia rosła szybciej, a łodyga obracała się w drugą stronę.

Sekret ruchu słonecznika tkwi w nierównomiernym wzroście jego łodygi. Według naukowców bezpośrednie światło słoneczne zabija hormony wzrostu zawarte w łodydze, zwane auksynami. Nierównomierne rozmieszczenie tych hormonów w łodydze powoduje, że słonecznik rośnie wolniej po stronie słonecznej i szybciej po stronie zacienionej, przechylając w ten sposób całą łodygę w stronę słońca. Wraz ze zmianą położenia słońca zmienia się również rozkład auksyn wzdłuż łodygi, co z kolei prowadzi do zmiany nachylenia kwiatu.

W ten sposób ruch rośliny odbywa się za pomocą specjalnych komórek motorycznych zaangażowanych w mechanizm wzrostu i znajdujących się w elastycznej podstawie kwiatu. Okazało się, że ruch ten zależny był od wewnętrznego zegara rośliny – rytmów dobowych, które kontrolują różne procesy życiowe związane z nadejściem dnia, nocy, poranka i wieczoru. „Zegar” kontroluje tempo wzrostu i powoduje, że jedna strona łodygi rośnie szybciej niż druga. Dzięki temu słonecznik stopniowo obraca się po Słońcu.

Gdy słonecznik dojrzewa, a kwiat się otwiera, ogólny wzrost spowalnia, a rośliny przestają się poruszać w ciągu dnia, pozostając zorientowane na wschód. Faktem jest, że roślina silniej reaguje na światło słoneczne wczesnym rankiem niż po południu, więc w ciągu dnia stopniowo przestaje poruszać się na zachód.

Jak poruszają się słoneczniki w nocy?
Jak wszyscy wiemy, nieotwarte pąki słonecznika spotykają się rano ze słońcem na wschodzie i widzą je wieczorem na zachodzie. Tutaj można by dokończyć nasz artykuł, gdyby nie jedno „ale”: rano pąki słonecznika znów kierowane są na wschód! Powstaje logiczne pytanie: „jak?” Dlaczego słonecznik porusza się w nocy, bez wpływu słońca? Co więcej, w nocy ruchy słonecznika zachodzą ze znacznie większą prędkością niż w ciągu dnia.
Ku naszemu przerażeniu naukowcy nie mogą jeszcze odpowiedzieć na to pytanie z całą pewnością. Według jednej z teorii, w nocy komórki słonecznika uwalniają energię, która nagromadziła się po przechyleniu łodygi, „odrzucając” kwiat z powrotem. Według innej teorii ruch łodygi w nocy nie zależy od słońca i wynika z „wewnętrznego zegara” samego słonecznika.
Dlaczego dorosły słonecznik zawsze zwrócony jest ku wschodowi?
Wraz ze wzrostem łodygi i ciężarem kwiatu redystrybucja hormonów wzrostu ma coraz mniej zauważalny efekt. W końcu kwiat słonecznika staje się zbyt ciężki, aby go ruszyć. Dlatego po dojrzeniu słonecznik nie podąża już za Słońcem i zawsze wskazuje na wschód. Ale dlaczego na wschód?
Naukowcy również nie mają dokładnej odpowiedzi na to pytanie. Niektórzy uczeni twierdzą, że pewnej nocy kwiat „wiśnie” na wschód i nie jest już w stanie powtórzyć swojej wędrówki na zachód.
Tak czy inaczej, naukowcy nadal badają słonecznik, który niespodziewanie dla wielu okazał się czymś znacznie bardziej złożonym niż tylko kwiat, który stale podąża za Słońcem.

Heliotropizm kwiatów
Kwiaty heliotropowe śledzą ruch Słońca po niebie w ciągu dnia, ze wschodu na zachód. W nocy kwiaty mogą orientować się dość chaotycznie, ale o świcie kierują się na wschód, w stronę wschodzącego słońca. Ruch odbywa się za pomocą specjalnych komórek motorycznych umieszczonych w elastycznej podstawie kwiatu. Komórki te są pompami jonowymi, które dostarczają jony potasu do pobliskich tkanek, co zmienia ich turgor. Segment ugina się na skutek wydłużenia ogniw motorycznych znajdujących się po stronie cienia (ze względu na wzrost hydrostatycznego ciśnienia wewnętrznego). Heliotropizm to odpowiedź rośliny na niebieskie światło. Jednym z najbardziej heliotropowych kwiatów jest słonecznik, który podąża za słońcem większość innych kwiatów, zwłaszcza w młodym wieku, dopóki jego głowa nie rozrośnie się do dużych rozmiarów i stanie się zbyt ciężka, aby się poruszać (w tym czasie wszystkie jego siły są skoncentrowane na dojrzewanie nasion ). W mniejszym lub większym stopniu prawie wszystkie kwiaty są heliotropowe.
Niektóre rośliny podążające za słońcem nie są czystymi heliotropami: ich ruchy dobowe są inicjowane przez światło słoneczne i często trwają przez jakiś czas po jego zniknięciu.
Istnieje powszechne błędne przekonanie, że słoneczniki „rozciągają się” w kierunku słońca (heliotropizm). W rzeczywistości dojrzałe kwiaty słonecznika zwykle są skierowane na wschód i nie poruszają się. Jednak pąki słonecznika (przed kwitnieniem) mają heliotropizm. W ciągu dnia zmieniają swoją orientację ze wschodu na zachód.

Słoneczniki pod słońcem.
Istnieje ugruntowana opinia, że ​​główka słonecznika obraca się po słońcu.
Wczoraj byłem przekonany, że to mit.

Pod wycięciem świeże zdjęcia potwierdzające, że słońce świeci w „tył głowy” słonecznika :)
A prawdziwy stan rzeczy

Jak więc widzimy, słoneczniki nie obracają się wraz z ruchem słońca.
Ale w tym micie jest trochę prawdy.
Mianowicie słonecznik patrzy na słońce w momencie wschodu słońca.
I zawsze spogląda na wschód.
Ale kiedy słońce zachodzi, słonecznik nie podąża za nim.
To jak czekanie na kolejny wschód słońca :)

Zjawisko, o którym mowa w micie, nazywa się heliotropizmem.
Oto, co mówi o tym Wikipedia.
Panuje błędne przekonanie, że słoneczniki „rozciągają się” w kierunku słońca (heliotropizm)]. W rzeczywistości dojrzałe kwiaty słonecznika zwykle są skierowane na wschód i nie poruszają się.
Liście i pąki młodych słoneczników są heliotropowe. W ciągu dnia zmieniają swoją orientację ze wschodu na zachód.