Растући биљка започињу дан с главом окренутом према истоку, у току дана је обрће ка западу, а ноћу је опет врати ка истоку. При томе користи свој унутрашњи (циркадијални) сат, који се понаша као хормон раста, да предвиди зору, пратећи кретање сунца на небу у току дана. А ко воли топле цветове?
Недавно су научници са Калифорнијског универзитета у Дејвису на огледним пољима у Јоло каунтију разоткрили да сунцокрети, ослањајући се на своје „биолошке часовнике”, који се понашају као хормони раста, у току раста целог дана прате сунце. Први пример усклађивања „биљног сата” са околном природом, што је објаснила молекуларни биолог Стејси Хармер у часопису „Наука” (Science).
Дотична научница је годинама у лабораторији изучавала „биолошки часовник” малене цветнице Arabidopsis, блиске сроднице купуса и горчице, знатно мање од сунцокрета. Претходно је открила везу између „сатних гена” и биљног хормона оксина који регулише раст. Али са својим сарадником Бенџамином Блекманом, са Универзитета Беркли и Универзитета Вирџинија, тражила је на чему то да докаже, и тако је одабрала сунцокрет.
Сунцокрети започињу дан
с главама окренутим према истоку,
у току дана их обрћу ка западу,
а ноћу врате ка истоку.
Растући сунцокрети започињу дан с главама окренутим према истоку, у току дана их обрћу ка западу, а ноћу врате ка истоку. „Биљка наслућује време и смер појављивања зоре, и мени то изгледа да постоји веза између сата и раста”, образлаже Стејси Хармер.
Овакво понашање описано је још давне 1898. године, али нико није помислио да га повеже с циркадијалним (24-часовним) ритмовима у природи. Сада су на пољима под сунцокретом и у саксијама на отвореном и у затвореном коморама истраживачи спровели бројне опите.
Иако су стабљике привезали да не могу да се померају и свакоднвно саксије окретали у погрешном смеру, нису пореметили способност биљака да се окрећу у сагласју са сунцем на небу. Али привезани су задобили мање биомасе и имали су лишће с мањом површином од осталих.
Када су их пресељени у затворене коморе раста с непокретном светлошћу изнад, сунцокрети су неколико дана наставили да се љуљају напред-назад без икаквог повода. Таква врста понашања очекује се од „унутрашњег часовника”.
Коначно су у затвореном простору поново почели да прате сунце када је осветљење, размештено по целој комори, наизменично укључивано и искуљичивано у току дана. Биљке су наставиле да следе пређашње кретање, па и повратак ноћи, само када је вештачки дан износио отприлике 24 сата. Али су престале чим се приближио на 30 сати.
Како су помицале своје стабљике у току дана? Истраживачи су мастилом обележили тачке на биљкама и снимали их видео-камером. Када су сунцокрети пратили сунце, источна страна стабљике расла је брже од западне! Ноћу се догађало обратно: западна је напредовала брже, јер се стабљика сама окренула на другу страну.
Кад сунцокрет сазрева и цвет
отвара, укупан пораст се успорава,
биљка престаје да се помера у
току дана и устали се према истоку.
Пребројани су гени који су се више испољили (експресија) на сунчаној страни биљке дању или на супротној страни ноћу. Појављују се, изгледа, два механизма раста. Први одређује основну стопу пораста на основу расположиве светлости. Други, контролисан „биолошким сатом” и под утицајем смера светлости, узрокује да стабљика расте више на једну него на другу страну; и зато се њише од истока према западу у току дана.
Сунцокрет, Ван Гог
Кад сунцокрет сазрева и цвет отвара, укупан пораст се успорава, биљка престаје да се помера у току дана и устали се према истоку. Чини се да„биолошки часовник”, када се укупан раст успори, обезбеђује биљци да на светлост рано ујутро реагује јаче него поподне или увече. И тако постепено престаје да се у дању окреће западу.
Зашто је зрели сунцокрет, у сваком случају, окренут ка истоку? Истраживачи су поједине стабљике сунцокрета узгајаног у саксијама у пољу окретали према западу. Снимајући инфрацрвеном камером уочили су да су се биљке истоку окренуте брже загревале ујутру и да су привукле пет пута више инсеката опрашивача! Када су преносивим грејачима почели да греју западу окренуте, вратило се више опрашивача.
„Пчеле воле топле цветове”, закључила је Стејси Хармер. Да ли је то знао Винсент ван Гог?
