Suncokreti Potez Sat

Source: https://www.ucdavis.edu/news/sunflowers-move-clock

Andy Fell. 4 Avgusta 2016. U “Science & Technology”

⇑ Suncokreti u blizini UC Davis kampusu. Novo istraživanje Campus pokazuje kako suncokreta koriste svoje cirkadijurni sat da predvidi zore i prati sunce preko neba u toku dana. (Chris Nicolini, UC Davis)

Brzi Pregled:
> Rastuća suncokreta koristiti cirkadijurni sat suočiti istoku u zoru
> Suncokreti rastu bolje kada mogu pratiti na suncu u toku dana
> Zreli suncokret suočavaju istoku, toplo jutarnje sunce potiče oprašivača

To je leto, a polja Yolo županije su ispunjena redovima suncokreta, poslušno gledanje izlazećeg sunca. Na obližnjem University of California, Davis, biljka biolozi su sada otkrili kako suncokreta koristi svoje interne cirkadijske sat, postupajući po hormonima rasta, da prati sunce tijekom dana kako rastu.

“To je prvi primjer sat modulišućeg rasta u prirodnom okruženju, i koji imaju realne posljedice biljke za biljke,” rekla je Stacey Harmer, profesor postrojenja biologije na UC Davis i glavni autor na papiru koji se 5. Avgust objavljen u časopisu Science.

Harmer je molekularni biolog koji proučava cirkadijske satovi, obično u laboratoriji biljka Arabidopsis, koji je izrazito manji od suncokreta. Ranije, Harmer laboratorija je otkrio veze između “sat” gena i biljni hormon auksin, koji reguliše rast. Ali Harmer i njen saradnik Benjamin Blackman na UC Berkeley i University of Virginia potreban primjer za rad na, i našli su ga u suncokreta.

Istoka na zapad, i nazad

Rastuća suncokreta započeti dan s glavama orijentacije istok, swing zapad kroz dan, i vratiti se na istoku noću.

“Fabrika predviđa vremenu i pravcu zore, i mi se da izgleda kao razlog za vezu između sat i put rasta”, rekao je Harmer. Ovakvo ponašanje suncokreta je opisao naučnici davne 1898. godine, ali niko nije ranije mislilo da ga povezuju sa cirkadijurni ritmovi.

Hagop Atamian, postdoktorant istraživač u Harmer laboratoriju, u saradnji sa laboratoriji Blackman je na Univerzitetu Virginia (sada na UC Berkeley), izvršena je niz eksperimenata s suncokreta na terenu, u saksijama na otvorenom i na zatvorenom komorama rasta.

Do staking biljke, tako da se ne mogu kretati, ili okretanjem saksiji biljke oko svakodnevno, tako da su okrenuti na pogrešan način, Atamian pokazao da može poremetiti njihovu sposobnost da prate sunce. Nakon sunce daje poticaj rasta biljke. Suncokreti kocku tako da ne mogu kretati smanjio biomase i manje lisne površine od onih koji rade, našli su istraživači.

Kada su biljke preselio u zatvoreni komoru rast s nepokretnim iznad glave svjetlo, nastavili su na ljuljački i nazad za nekoliko dana. To je vrsta ponašanja koje biste očekivali od mehanizam pokreće interni sat, rekao je Harmer.

Konačno, sobne biljke nisu počeli praćenje “Sunce” ponovo kada je očigledno izvor rasvjete preselio preko komore rast okretanjem susjedna svjetla i isključivanje tokom dana. Postrojenja mogli pouzdano pratiti kretanje i vrati noću, kada je umjetni dan je blizu 24-satni ciklus, ali ne i kada je to bilo bliže 30 sati.

Satovi i dva mehanizma rasta

Dakle, kako su biljke sele proizlazi tokom dana? Atamian stavio točkice tinte na stabljike i snimio ih sa video kamerom. Na time-lapse video, mogao mjeriti udaljenost mijenja između tačaka.

Kada biljke su pratili sunce, istočnoj strani stabljike rasla brže od zapadne strane, pronašao je. Noću, sa zapadne strane rasla brže kao matične okrenuo na drugu stranu. U tim je identifikovao broj gena koji su izraženi na višim nivoima na Suncu strani biljke tokom dana, ili na drugoj strani noću.

Harmer rekao da izgleda da dva mehanizma rasta na radu u suncokreta stabljike. Prvi postavlja osnovne stope rasta za biljke, na osnovu dostupnih svjetlo. Drugi, pod kontrolom cirkadijske sat i pod uticajem pravca svjetlosti, uzrokuje matične rasti više na jednoj strani od drugog, a samim tim i njišu istoka do zapada tokom dana.

Kao suncokret sazrijeva i cvijet otvara, ukupan rast usporava, a biljke zaustaviti kretanje tokom dana i skrasiti orijentacije istok. Ovo izgleda, jer, kao ukupan rast usporava, cirkadijske sat osigurava da biljka reagira snažnije na vidjelo u ranim jutarnjim satima nego u popodnevnim ili večernjim satima, tako da postepeno prestane zapad kreću tokom dana.

Zašto se suoči sa suncem?

Zašto zreli suncokret suočavaju istoku, u svakom slučaju? Istraživači su rasla suncokreta u saksijama na terenu, i rotirati neki od njih na zapadu. Mjerenjem cvijeće sa infracrvenom kamerom, otkrili su da je suncokret istok-okrenuti zagrijava brže ujutro – i privukao pet puta više oprašivanje insekata. Zagrevanje zapad-suočava cvijeće sa portabl grijač donio više oprašivača nazad na cvijeće.

“Pčele kao toplo cvijeće”, rekao je Harmer.

Istraživanje je finansirao program za istraživanje bilja Genom Nacionalne zaklade Nauka.

“Baš kao i ljudi, biljke se oslanjaju na dnevni ritam dana i noći u funkciju”, rekao je direktor programa, Anne Sylvester. “Suncokreti, kao što su nizovi solarnih panela, prati sunce od istoka do zapada. Ovi istraživači iskoriste informacije u suncokreta genomu da shvate kako i zašto suncokreta prate sunce. ”

Dodatne koautori na papiru su Nicky Creux na UC Davis, i Evan Brown i Austin Garner na Univerzitetu Virginia.

Audio: Stacey Harmer govori o suncokreta satove za naše tri minute Egghead podcast.