Nghiên cứu mới về cách hoa hướng dương sử dụng đồng hồ sinh học bên trong của chúng để quay mặt về hướng đông vào buổi sáng và theo dõi mặt trời vào ban ngày.
Hình ảnh qua Pleskonics Ference
Hoa hướng dương mọc bắt đầu ngày mới với đầu hướng về phía đông, xoay về phía tây suốt ngày và quay về hướng đông vào ban đêm. Họ làm nó như thế nào? Một nhóm các nhà sinh vật học thực vật cho biết hoa hướng dương sử dụng đồng hồ sinh học bên trong, hoạt động dựa trên hormone tăng trưởng, để theo dõi mặt trời. Nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí Khoa học vào ngày 5 tháng 8 năm 2016.
Hãy tưởng tượng qua Marie Mongognia Burns
Thực vật, giống như các sinh vật sống khác, có đồng hồ sinh học bên trong - được gọi là đồng hồ sinh học - cho phép chúng phản ứng với những thay đổi trong chu kỳ khoảng 24 giờ. Ở thực vật, đồng hồ sinh học quy định những thứ như đóng hoa và thay đổi vị trí lá mà nhiều cây hiển thị vào ban đêm. Ánh sáng và nhiệt độ là hai trong số những kích thích môi trường quan trọng nhất vì chúng thường thay đổi giữa đêm và ngày.
Các nhà sinh vật học thực vật đã nghiên cứu hoa hướng dương để cố gắng tìm hiểu mối liên hệ giữa các gen điều hòa thực vật Đồng hồ sinh học và một loại hoocmon thực vật, được gọi là auxin, được biết để điều chỉnh sự phát triển của thực vật. Stacey Harmer, giáo sư sinh học thực vật tại Đại học California tại Davis là người cao cấp trên giấy. Harmer nói trong một tuyên bố:
Nhà máy dự đoán thời điểm và hướng bình minh, và với tôi đó có vẻ là một lý do để có một kết nối giữa đồng hồ và con đường tăng trưởng.
Lợi thế của việc quay mặt về hướng đông vào buổi sáng, theo Harmer, là hoa nóng lên nhanh hơn và thu hút côn trùng thụ phấn.
Ong như hoa ấm.
Chapin, Nam Carolina. Hình ảnh qua Jennifer Coulter
Hoa hướng dương Alabama. Hình ảnh qua Jenna Wingate
Vậy làm thế nào để hoa hướng dương biến thân của chúng trong ngày? Để điều tra, các nhà nghiên cứu đặt các chấm mực lên thân cây và quay chúng bằng máy quay video. Sử dụng video time-lapse, khoảng cách thay đổi giữa các chấm. Theo nghiên cứu:
Khi thực vật đang theo dõi mặt trời, phía đông của thân cây phát triển nhanh hơn phía tây, ông tìm thấy. Vào ban đêm, phía tây phát triển nhanh hơn khi thân cây vung lên theo cách khác. Nhóm nghiên cứu đã xác định được một số gen được biểu hiện ở mức cao hơn ở phía mặt trời của cây vào ban ngày, hoặc ở phía bên kia vào ban đêm.
Harmer nói rằng dường như có hai cơ chế tăng trưởng đang hoạt động trong thân cây hướng dương.
Đầu tiên thiết lập một tốc độ tăng trưởng cơ bản cho nhà máy, dựa trên ánh sáng có sẵn. Thứ hai, được điều khiển bởi đồng hồ sinh học và chịu ảnh hưởng của hướng ánh sáng, làm cho thân cây mọc nhiều hơn một phía so với mặt khác, và do đó lắc lư từ đông sang tây trong ngày.
Khi hoa hướng dương trưởng thành và hoa mở ra, sự tăng trưởng tổng thể chậm lại, và cây ngừng di chuyển trong ngày và ổn định hướng về phía đông. Điều này có vẻ là do, vì sự tăng trưởng chung chậm lại, đồng hồ sinh học đảm bảo rằng cây phản ứng mạnh hơn với ánh sáng vào buổi sáng sớm hơn vào buổi chiều hoặc buổi tối, vì vậy nó dần dần ngừng di chuyển về phía tây trong ngày.