Hagop Atamian / U.C. Davis
Shkencëtarët amerikanë kanë zbuluar se cilët mekanizma janë përgjegjës për orientimin e lulediellit të farës së vajit ( Helianthus annuus) mbi Diellin dhe çfarë rëndësie evolucionare ka. Doli se aftësia për t'u kthyer nën ndikimin e dritës së diellit (heliotropizëm) shoqërohet me punën e koordinuar të mekanizmave fotosensitive dhe ritmeve cirkadiane të bimës. Rezultatet e punës janë publikuar në revistë Shkenca.
Gjatë orëve të ditës, luledielli i rinj kthehen pas Diellit nga lindja në perëndim, dhe natën - kthehen për të takuar përsëri rrezet e diellit në mëngjes. Bimët e lulëzuara e ndalojnë këtë lëvizje dhe gjithmonë kanë pamje nga lindja. Për të kuptuar pse po ndodh kjo, stafi në Universitetet e Kalifornisë dhe Virxhinias kreu një sërë eksperimentesh në terren dhe në ambiente të mbyllura.
Në fazën e parë të punës, ata fiksuan artificialisht disa nga luledielli eksperimentalë, duke i penguar ata të ndiqnin Diellin. Sipërfaqja totale e biomasës dhe gjetheve të bimëve të tilla ishte mesatarisht 10 për qind më pak se ajo e atyre të rritura pa kufizime. Kështu, kthesa për Diellin është e nevojshme për bimët e reja për rritje më intensive.
Kthimi në lindje gjatë natës tregon se mekanizmat e rregullimit të ritmit cirkadian janë të përfshirë në këtë proces. Shkencëtarët e konfirmuan këtë duke futur luledielli nga fusha në një dhomë me ndriçim të vazhdueshëm (bimët vazhduan të rrotulloheshin edhe për disa ditë të tjera) dhe duke imponuar një cikël ndriçimi artificial prej 30 orësh (ritmi i rrotullimit të bimëve humbi, duke u kthyer në normalitet me një cikël 24-orësh).
Luledielli nuk ka jastëkë gjethesh - organe të veçanta motorike që ofrojnë heliotropizëm në disa specie bimore. Duke marrë parasysh që amplituda e lëvizjeve të lulediellit zvogëlohet ndërsa rritet derisa të mungojë plotësisht në bimët e pjekura, shkencëtarët sugjeruan që rrotullimi i lulediellit pas Diellit siguron një zgjatim të pabarabartë të kërcellit gjatë ditës. Eksperimentet me bimët me mungesë të hormonit të rritjes giberelinë, si dhe studimi i aktivitetit të gjeneve në anët perëndimore dhe lindore të kërcellit, konfirmuan këtë hipotezë. Për më tepër, rezultoi se rritja e anës perëndimore të kërcellit, e cila është më intensive gjatë natës, ndodh "sipas parazgjedhjes", dhe rritja e anës lindore që kërkohet gjatë ditës rregullohet nga mekanizma fotosensitive (në veçanti , rishpërndarja e hormonit auksinë nën veprimin e fototropinave).
Ndryshimet në temperaturën e luleve gjatë ditës
Evan Brown / Universiteti i Virxhinias
Kur luledielli ndalon së rrituri dhe lulëzon, mekanizmat cirkadian dhe fotosensiv humbasin kuptimin e tyre, duke e lënë bimën të orientuar drejt lindjes. Duke e kthyer një pjesë të lulediellit eksperimental në perëndim, shkencëtarët u siguruan që insektet pjalmuese praktikisht të mos interesohen për bimë të tilla, në kontrast me ato të kthyera në lindje. Regjistrimi 24-orësh i temperaturës tregoi se lulet e orientuara nga lindja ngroheshin shumë më mirë dhe më shpejt, duke tërhequr insektet. Kur lulet me pamje nga perëndimi u ngrohën artificialisht, interesi i pjalmuesve për to u kthye.
Kështu, kthesat e lulediellit të rinj pas Diellit sigurohen nga puna e përbashkët e mekanizmave cirkadian dhe fotosensiv, ato shërbejnë për një fitim intensiv të biomasës. Orientimi i bimëve të rritura në lindje është i nevojshëm për ngrohjen e tyre, gjë që tërheq insektet pjalmuese.
Shumë kohë më parë, njerëzit vunë re se lulet e reja të një luledielli kthehen pas diellit gjatë ditës dhe natën kthehen në pozicionin e tyre fillestar për ta takuar atë përsëri në lindje në mëngjes. Por deri më tani, shkencëtarët nuk kanë qenë në gjendje të zgjidhin këtë mister: çfarë i bën bimët të kryejnë ritualin e tyre të përditshëm dhe pse, me kalimin e kohës, ndalet "adhurimi" i ndriçuesit?
Në kërkim të një përgjigjeje, Stacey Harmer nga Universiteti i Kalifornisë, Davis dhe kolegët e saj kryen një sërë eksperimentesh.
Në fazën e parë, kushtet për rritjen e lulediellit në mjedisin e tyre natyror u ndryshuan. Shkencëtarët "imobilizuan" një grup në mënyrë që bimët të mos mund të ktheheshin fare, dhe tjetri u fiksua në atë mënyrë që luledielli të kthehej në perëndim në lindjen e diellit. Kur lulet u rritën, rezultoi se gjethet në të dy grupet ishin 10% më pak se ato të bimëve "të lira". Kjo konfirmoi paragjykimin se vëzhgimi i diellit është i nevojshëm që luledielli të rritet në mënyrë më efikase.
Më pas shkencëtarët vendosën të kontrollojnë nëse “vallet” ritmike të lulediellit shkaktohen nga ora e brendshme apo kushtet mjedisore.
Ata i zhvendosën bimët që rriteshin jashtë në një dhomë me ndriçim të vazhdueshëm dhe zbuluan se luledielli vazhdoi të rrotullohej nga njëra anë në tjetrën për disa ditë, ashtu siç kishin bërë më parë.
Shkencëtarët më pas i vendosën bimët në një dhomë të veçantë me një varg llambash që ndizeshin me radhë për të simuluar lëvizjen e diellit. Kur studiuesit programuan ndriçimin artificial për një cikël tridhjetë orësh "ditë" dhe "natë", bimët u kthyen nga njëra anë në tjetrën pa një orar të rregullt. Por kur regjimi i dritës u normalizua sërish, luledielli ndoqën rreptësisht “diellin” artificial, duke treguar se ritmet e brendshme cirkadiane luajnë një rol të rëndësishëm në lëvizjen e lules.
Por mbi të gjithë biologët ishin të interesuar në pyetjen pse, pas lulëzimit, luledielli ndalon së kthyeri nga njëra anë në tjetrën dhe ngrin, duke "shikuar" drejt lindjes së diellit. Pastaj ekipi i Harmerit ktheu disa nga bimët në perëndim, dhe më pas numëroi numrin e bletëve dhe pjalmuesve të tjerë që u ulën mbi lule me drejtime të ndryshme të botës.
Doli se në mëngjes, insektet kishin pesë herë më shumë gjasa të vizitonin lulet me pamje nga lindja sesa ato që ishin në drejtim të kundërt.
"Ju mund të shihni se bletët janë thjesht të çmendura për lulet që shikojnë nga lindja dhe pothuajse të harrojnë bimët nga perëndimi," vëren Stacey Harmer.
Hulumtimet e mëparshme kanë treguar se pjalmuesit preferojnë lule më të ngrohta, kjo është arsyeja pse luledielli që marrin një dozë të lartë të rrezeve të para të mëngjesit janë më të popullarizuar.
"Unë kam qenë vazhdimisht i habitur se sa komplekse janë bimët," vazhdon Harmer. "Ato janë vërtet të aftë për t'u përshtatur me mjedisin e tyre."
Gjetjet e hulumtimit, të publikuara në Science, ngrenë pyetje më komplekse. Për shembull, si e tregojnë bimët kohën dhe si e gjejnë drejtimin e duhur kur kthehen në errësirë drejt vendit ku do të lindë dielli?
Por, sipas ekspertëve, vetë fakti që luledielli kanë një orë të brendshme dhe udhëhiqen nga ritmet e tyre është “Grali i Shenjtë” në studimin e sjelljes së tyre komplekse. Dhe, siç theksohet në një deklaratë për shtyp të universitetit, ky është shembulli i parë i sinkronizimit të përkohshëm në bimët natyrore që ka një ndikim të drejtpërdrejtë në efikasitetin e rritjes.
MOSKË, 5 gusht - RIA Novosti. Luledielli kanë një aftësi të mahnitshme për të "shikuar" vazhdimisht Diellin falë një mutacioni që ndryshoi punën e "orës së brendshme" të tyre në atë mënyrë që ata orkestrojnë në mënyrë shumë të pazakontë rritjen e qelizave të tij, duke e detyruar lulëzimin të rrotullohet nga lindja në në perëndim gjatë orëve të ditës, sipas një artikulli të botuar në revistën Science.
"Fakti që bima ka një ide se kur dhe ku do të lindë dielli, më bëri të supozoj se ekziston një lidhje midis "bioclock" dhe zinxhirit të proteinave dhe gjeneve që kontrollojnë rritjen e lulediellit. Bletët janë edhe më shumë tërhiqen nga bletët sepse i duan sipërfaqet e ngrohta”, tha Stacey Harmer nga Universiteti i Kalifornisë, Davis, SHBA.
Bazuar në këtë supozim, Harmer dhe kolegët e saj zbuluan një nga misteret më të vjetra dhe më interesante të botanikës, duke studiuar punën e të ashtuquajturave ritme cirkadiane, të cilat kontrollojnë të gjitha proceset brenda qelizave të bimëve dhe kafshëve, në varësi të kohës së ditës. , dhe efekti i tyre në punën e oksinës, një proteinë stimuluese.
Për këtë, autorët e artikullit rritën disa luledielli, disa prej të cilave u mbollën në një laborator ku drita ishte vazhdimisht e ndezur, dhe të tjerët në një fushë të zakonshme. Shkencëtarët fiksuan disa nga bimët në vaska në mënyrë të tillë që të mos mund të ktheheshin për të ndjekur Diellin, gjë që i lejoi ata të vlerësonin pasojat e braktisjes së një përshtatjeje të tillë evolucionare.
Shkencëtarët kanë zbuluar se luledielli nga një pikturë e Van Gogh ka mutacione gjenetikeSipas një artikulli të botuar nga shkencëtarët nga Universiteti i Xhorxhias (SHBA) në revistën PLoS Genetics, luledielli i paraqitur në serinë Van Gogh tregojnë shenja të mutacioneve të gjeneve.Në zbulimin e parimeve të kësaj lëvizjeje, ata u ndihmuan nga një truk i zgjuar i shpikur nga një prej autorëve të artikullit - biologët morën një shënues dhe vendosën disa pika në kërcellin e një luledielli, të cilin e ndoqën me një videokamerë. Nëse distanca midis tyre ndryshonte, kjo do të thoshte se kërcelli i lules rritej aty ku vizatoheshin këto pika.
Vëzhgimet kanë treguar se "motori" në lëvizjen e luleve ishte ora e brendshme e bimës - një grup proteinash dhe gjenesh të ndjeshme ndaj dritës "të lidhura" me to që kontrollojnë procese të ndryshme të jetës që lidhen me fillimin e ditës, natës, mëngjes dhe mbrëmje.
Nëse gjatësia e ditës ndryshohej artificialisht, atëherë luledielli humbi aftësinë për t'u orientuar drejt Diellit, edhe nëse burimi i dritës artificiale lëvizte nëpër "kupën qiellore" në të njëjtën mënyrë si ylli i vërtetë. Kjo ndikoi menjëherë negativisht në ritmin e rritjes së luleve, grupin e biomasës dhe zhvillimin e farave.
"Pikat" me majë të ndjerë treguan se si ndodh saktësisht kjo - doli që kjo orë ndikon në lëvizjen e luleve në dy mënyra: duke kontrolluar shkallën e rritjes dhe duke bërë që njëra anë e kërcellit të rritet më shpejt se tjetra. Për shkak të kësaj, luledielli gradualisht kthehet gjatë ditës, duke ndjekur Diellin.
Ky tipar i lulediellit mund të ketë një plus të papritur evolucionar - siç zbuluan Harmer dhe kolegët e saj, bletëve u pëlqejnë lulet e ngrohta, veçanërisht në mëngjes, dhe kthimi drejt diellit e ndihmon lulen të ngrohet më shpejt dhe të tërheqë më shumë pjalmues.