Новое исследование группы биологов, опубликованное в PLOS Biology, показывает, что подсолнухи используют механизм поворота к солнцу, отличный от того, который рассматривался ранее, сообщает Калифорнийский университет в Дэвисе.
Молодые подсолнечники в течение светового дня поворачиваются вслед за солнцем с востока на запад, а ночью – обратно, чтобы с утра снова встречать солнечный свет. Но как растения «видят» солнце, чтобы следовать за ним?
«Это было для нас полной неожиданностью», – рассказывает Стейси Хармер (Stacey Harmer), профессор биологии растений Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California, Davis). Большинство растений проявляют фототропизм – способность расти по направлению к источнику света. Ученые предполагали, что гелиотропизм подсолнухов (способность следовать за солнцем) основан на том же базовом механизме, который работает с помощью рецепторов синего цвета – фототропинов.
Ранее лаборатория Хармер в Колледже биологических наук Калифорнийского университета в Дэвисе (UC Davis College of Biological Sciences) изучала, как подсолнухи используют свои внутренние циркадные часы, чтобы совмещать восход солнца с раскрытием цветков и появлением насекомых-опылителей. В своём новом исследовании группа биологов во главе со Стейси Хармер изучила, какие гены были транскрибированы в подсолнечнике, выращенном в закрытой лабораторной камере, и в подсолнечнике, растущем при солнечном свете на открытом воздухе.
В помещении подсолнухи росли прямо навстречу свету, активируя гены, связанные с фототропином. В то время как растения, выращенные на открытом воздухе, демонстрировали совершенно иную картину экспрессии генов. Не было никакой видимой разницы в содержании фототропина на солнечной и теневой сторонах стебля. Более того, блокирование синего, красного или ультрафиолетового света почти не отражалось на способности росших на воздухе подсолнухов следовать за солнцем. Вероятно, это говорит о том, что сразу несколько систем могут обеспечивать гелиотропизм растений, чтобы механизм срабатывал даже в отсутствие одного или нескольких источников света.
Таким образом, ученые пришли к выводу, что гены, участвующие в гелиотропизме, еще не идентифицированы.
По словам Хармер, подсолнухи быстро учатся: когда растения, выращенные в лаборатории, были перенесены на улицу, они начали следить за солнцем в первый же день, что сопровождалось экспрессией генов на затененной стороне растения. «Вещи, которые мы определяем в контролируемой среде, такой как камера для выращивания, могут не сработать в реальном мире», – заключила Стейси Хармер.
Проведенные исследования имеют огромное значение для выявления ранее неизвестных путей восприятия света и роста растений. Дальнейшая работа по выявлению генов, участвующих в гелиотропизме, будет посвящена регуляции содержания белка в растениях.
[Фото: Maksim Goncharenok, Pexels (CC0, https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)]
