Ежедневное движение цветов вслед за солнцем - настоящее удивительное шоу, которое многие из нас упускают из виду.
Многие из нас, вероятно, впервые узнали о гелиотропизме в детском саду или начальной школе, наблюдая за огромными желтыми и черными цветущими головками подсолнухов, которые метко называются подсолнухами и которые двигаются по мере роста.
Эти цветы эффектно отслеживают движение солнца в теплые и солнечные весенние или летние дни. Иногда они движутся по дуге почти в 180 ° с утра до вечера.
Итак, с возвращением солнечных дней и полного цветения цветов в этом сезоне давайте посмотрим, почему это явление так интересно.
Механика отслеживания движения солнца
Ряд цветущих видов проявляют гелиотропизм, в том числе альпийские лютики, арктические маки, люцерна, соя и многие виды типа маргаритки. Так зачем же они это делают?
Цветы действительно участвуют в этой игре и сделают все возможное, чтобы привлечь подходящего опылителя, как можно эффективнее. Существует несколько возможных причин, по которым отслеживание солнца могло эволюционировать для достижения более успешного опыления.
Отслеживая движение солнца, цветы поглощают больше солнечного света и поэтому дольше остаются теплыми. Более высокая температура подходит насекомым-опылителя.
Оптимальное тепло для цветов также может способствовать развитию пыльцы и прорастанию семян, что приводит к более высокому уровню оплодотворения и большему количеству семян.
Цветы явно движутся. Но как?
У многих гелиотропных цветущих видов есть особый слой клеток, называемый пульвинусом, прямо под головками цветков.
Эти клетки контролируемым образом прокачивают воду через свои клеточные мембраны, так что клетки могут полностью накачиваться, как воздушный шарик, или становиться пустыми и вялыми. Изменения в этих клетках позволяют головке цветка двигаться.
Когда калий из клеток растений перемещается в клетки сердцевины, вода вытекает и клетки раздуваются. Когда калий выводится из клеток, они становятся вялыми.
Эти калиевые насосы участвуют и во многих других аспектах движения растений. Это включает в себя открытие и закрытие устьиц (крошечных регулируемых отверстий в листьях), быстрое движение листьев мимозы или закрывание ловушки для мух.
Но подсолнухи танцуют по-другому
В 2016 году ученые обнаружили, что у показательного примера гелиотропизма — подсолнуха - был другой способ передвижения.
Они обнаружили, что движение подсолнечника происходит из-за существенно разной скорости роста на противоположных сторонах цветущего стебля.
На стороне, обращенной на восток, клетки быстро растут и удлиняются в течение дня, что с течением светового дня медленно подталкивает цветок повернуться лицом к западу — вслед за солнцем. Ночью клетки с западной стороны растут и удлиняются быстрее, что ночью толкает цветок обратно на восток.
Затем все настраивается на то, чтобы весь процесс начался снова на рассвете следующего дня, который повторяется ежедневно, пока цветок не перестанет расти и движение не прекратится.
Хотя многие люди знают о гелиотропизме цветов, гелиотропное движение листьев менее часто замечают или не знают. Растения с гелиотропными цветами не обязательно имеют гелиотропные листья, и наоборот.
Гелиотропизм развивается в ответ на весьма специфические условия окружающей среды, и факторы, влияющие на цветы, могут отличаться от факторов, влияющих на листья.
Например, цветы предназначены для опыления и производства семян. Что касается листьев, то они способствуют максимальному фотосинтезу, предотвращают перегрев в жаркий день или даже сокращают потерю воды в суровых и засушливых условиях.
Некоторые виды, такие как самшит квинслендский, утром располагают свои листья таким образом, чтобы они были несколько горизонтальными, улавливая всю ценность доступного солнечного света.
Но есть также случаи, когда листья выстраиваются вертикально по отношению к солнцу в середине дня, чтобы свести к минимуму риск теплового воздействия.
Растения динамичны
Легко думать о растениях как о статичных организмах. Но, конечно, они постоянно меняются, реагируют на окружающую среду и растут. Они по-своему динамичны, и мы склонны предполагать, что когда они изменятся, это будет происходить в очень медленном и устойчивом темпе.
Гелиотропизм показывает нам, что это не обязательно так. Ежедневная смена растений может немного беспокоить, поскольку мы чувствуем изменения, но можем не осознавать, что вызывает наше беспокойство.