Как и зачем подсолнухи поворачиваются за светом

Подсолнухи у многих ассоциируются с летом, теплом и солнечным светом. Эти светолюбивые цветы примечательны тем, что поворачиваются вслед за солнцем во время роста, но, достигнув взрослого возраста, «смотрят» в одном направлении. Ученые Калифорнийского университета объяснили это явление, проведя ряд занимательных опытов.

Исследования показывают, что движение молодых растений за солнцем, назывемое гелиотропизмом, можно объяснить циркадными ритмами. Это биологические изменения, связанные с внутренними часами и примерно соответствующие 24-часовому циклу. На рассвете молодой цветок обращен на восток, приветствуя солнце, и медленно поворачивается на запад в течение дня, а ночью возвращается в исходное положение, чтобы следующим утром начать новый цикл.

Такой поворот обеспечивается удлинением разных сторон стебля в разное время суток. В ходе наблюдений ученые обнаружили, что темпы роста на восточной стороне гораздо выше, чем ночью, тогда как темпы роста на западной стороне, наоборот, в темное время суток активнее. Это не единый процесс: в стебле подсолнечника действуют два механизма роста. Первый устанавливает базовую скорость роста растения в зависимости от доступного света. Второй, зависящий от направления света, заставляет стебель расти больше с одной стороны, чем с другой, и что позволяет растению двигаться в течение дня.

В другом опыте подсолнухи зафиксировали, отвернув от солнца. У подопытных растений биомосса и общая площадь листьев были значительно меньше, чем у цветов, которые могли двигаться свободно.

Теорию о циркадных ритмах подтвердил эксперимент, где подсолнухи выращивались при искусственном освещении. Длина искусственного «светового дня» варьировалась, но больше всего подсолнухи реагировали на освещение, по длительности близкое к естественному.

Со временем рост замедляется, и постепенно растение перестает отслеживать солнечный свет. Тем не менее, циркадные ритмы продолжают работать, из-за чего растение по-прежнему сильнее всего реагирует на свет ранним утром. Вот почему большинство взрослых подсолнухов обращены на восток. Интересно, что эта особенность помогает растениям привлекать опылителей: пчелы предпочитают теплые цветки, и светолюбивость подсолнухов дает этим цветам преимущество.

Профессор Калифорнийского университета Бенджамин Блэкман отмечает, что более подробное изучение гелиотропизма имеет большую значимость, чем кажется на первый взгляд. Подвижность подсолнухов — лишь один из адаптационных механизмов, помогающих растениям выгодно использовать особенности среды, и дальнейшие исследования могут стать ключом к пониманию, как сделать растения более выносливыми и устойчивыми.