Каждый день молодых подсолнечников начинается с «приветствия» восходящему на востоке солнцу. Потом, в течение дня, подсолнух медленно, но верно поворачивает свой бутон вслед за светилом, пересекающим небосклон. И к вечеру он уже обращен на запад, провожая закат. А ночью совершает обратный маневр, чтобы к утру снова быть готовым встречать первые лучи на востоке.
Как же подсолнечник постоянно поворачивается, ведь у растений нет ни нервной, ни мышечной системы?
Да, никаких мышц или специальных «суставов» (как, например, у мимозы стыдливой с ее подвижными листочками) у подсолнечника нет. Весь секрет – в неравномерном росте стебля, который зависит от нескольких вещей.
У подсолнуха, как и у нас с вами, есть свои биологические часы, или, по-научному, циркадные ритмы. Это такой внутренний механизм, который помогает растению «чувствовать» время суток. Даже если подсолнух поместить в полную темноту, то он все равно будет пытаться ночью «развернуться» на восток.
В 2016 году ученые проводили эксперименты (ссылка на статью с исследованием в комментариях): создавали искусственный 30-часовой световой день. Тогда растения сбивались, их внутренние 24-часовые часы вступали в конфликт с внешним ритмом, и «танец» нарушался. Это доказывает – внутренний таймер играет ключевую роль, особенно в ночном развороте подсолнечника.
Второй фактор поворотов подсолнечника — это солнечный свет, особенно его синяя часть спектра, служит командой для разворотов. Растение улавливает свет с помощью специальных белков-рецепторов. Раньше думали, что главные тут фототропины, но последние исследования намекают, что механизм может быть и похитрее, с участием других светочувствительных систем.
Ну а самый главный «виновник» разворотов подсолнуха — растительный гормон ауксин, отвечающий за растяжение клеток. Утром, когда солнце светит на востоке, ауксин скапливается на западной, теневой стороне стебля. А там, где ауксина больше, клетки начинают растягиваться активнее, и стебель изгибается на восток, к солнцу. Днем ситуация обратная: солнце движется на запад, ауксин концентрируется на восточной стороне, она растет быстрее, и цветок разворачивается на запад. А ночью, под управлением внутренних часов, активнее растет западная сторона, возвращая цветок к востоку.
Зачем такие сложности, почему бы не просто расти вверх?
Главная задача растения – поймать как можно больше солнечных лучей. Ведь свет – это энергия для фотосинтеза, процесса, который кормит растение. Поворачиваясь за солнцем, подсолнух максимизирует площадь листьев, освещенную прямыми лучами. Больше света – больше сахаров, больше строительного материала для роста.
Ученые в том же исследовании 2016 года пошли на «вредительство» – они закрепили некоторые молодые подсолнухи, не давая им поворачиваться. «Обездвиженные» бедолаги выросли заметно хуже: их общая биомасса (то есть вес всего растения) и площадь листьев оказались в среднем на 10% меньше, чем у их свободно движущихся собратьев.
Почему взрослые подсолнухи смотрят строго на восток
Когда подсолнух вырастает, его стебель перестает активно удлиняться. Его развороту за солнцем прекращаются. Взрослое растение замирает, и его бутон теперь всегда, в любое время суток, обращен строго на восток. Почему именно на восток?
Природа ничего не делает просто так. Сама по себе остановка движения связана с прекращением роста стебля, но вот фиксация именно на восток – это еще один хитрый ход, и связан он уже не столько с ростом, сколько с продолжением рода.
Главная причина – привлечение опылителей. Цветок подсолнуха, смотрящий на восток, с первыми лучами солнца начинает быстро нагреваться. Его темная центральная часть с семенами и лепестки становятся заметно теплее окружающей среды, а пчелы летят на тепло.
Ученые и тут провели эксперимент: часть взрослых подсолнухов они развернули на запад. Цветы, смотрящие на восток, нагревались быстрее и привлекали в пять раз больше пчел и других опылителей, чем те, которые были обращены на запад. Пчелы буквально слетались на теплые «посадочные площадки».
Тепло не только привлекает пчел, но и способствует более быстрому созреванию и высвобождению пыльцы – как раз к утреннему прилету опылителей. А хорошее опыление – это залог хорошего урожая семечек. Эксперименты показали, что подсолнухи, смотрящие на восток, производят больше семян, и сами семечки у них крупнее и тяжелее.
Есть и другие возможные плюсы восточной ориентации, хотя они и менее изучены. Например, утреннее солнце быстрее высушивает росу на цветке, что может снижать риск развития грибковых заболеваний. Возможно, это также помогает избежать перегрева в самый жаркий полдень, так как прямые лучи уже не падают на цветок под прямым углом.
Так что, «повзрослев», подсолнечник выбирает оптимальное положение для самой важной задачи – оставить потомство.
А какие примеры поведения растений знаете вы? Может, у вас на даче растет что-то очень необычное? Поделитесь в комментариях, очень интересно :)
«Наука для всех» в Telegram: https://t.me/sci_popular
