Как подсолнухи поворачиваются за солнцем?

По мере того, как Земля вращается и солнце перемещается по небу с востока на запад, цветки подсолнухов поворачиваются вслед за ним — это явление называется «гелиотропизм». Механизм, отвечающий за поворот подсолнухов, до сих пор является загадкой для ботаников, но недавняя научная работа может пролить свет на эту тайну. Журнал Popular Science рассказал подробнее.

Поскольку растения закреплены корнями на одном месте, они не могут передвинуться, если солнечный свет, необходимый им для пропитания, внезапно пропадет. Например, из-за тени или другой растительности. Для того, чтобы дотянуться до источника света, им нужно вырастать — и здесь замешаны несколько молекулярных систем. Самой хорошо изученной из них является т.н. фототропная реакция. Протеины под названием фототропины чувствуют, если синий свет неравномерно падает на росток, и перераспределяют гормоны роста соответствующим образом. В результате растение изгибается, чтобы быть поближе к свету.

Ботаники долгое время полагали, что способность подсолнухов поворачиваться вслед за солнцем построена на том же механизме. Чтобы отслеживать солнце, цветки подсолнухов слегка кренятся на восточную сторону стебля. Из-за этого они всегда смотрят туда, откуда встает солнце. Предыдущие исследования показали, что подсолнухи даже имеют биологические часы, которые предсказывают восход солнца и координируют раскрытие соцветий аккурат к прибытию опыляющих насекомых.

Чтобы изучить мистические способности подсолнуха, ученые рассмотрели подсолнухи, выращенные в лаборатории, и образцы, выросшие под солнечным светом на природе. Специалисты хотели найти, какие гены активировались в обеих группах цветков, когда они попадали под источник света. Лабораторные подсолнухи тянулись прямо к источнику синего света и задействовали гены, которые связаны с фототропином. Дикие подсолнухи же использовали другой паттерн. Кроме того, в них молекулы фототропина не имели различий вне зависимости от стороны стебля.

После этого ученые по очереди блокировали разные спектра света: от синего до красного и ультрафиолета. Затенение оттенков никак не повлияло на гелиотропную реакцию. По мнению экспертов, это означает, что подсолнухи пользуются несколькими механизмами для разных длин волн света. Правда, гены, ответственные за гелиотропизм, так и не были опознаны.