Wanabiolojia wa mimea wamegundua jinsi maua ya jua hutumia saa yao ya ndani ya circadian, akifanya kwa homoni za ukuaji, kufuata jua wakati wa siku wanapokua.

"Ni mfano wa kwanza wa saa ya mmea kubadilisha ukuaji katika mazingira ya asili, na kuwa na athari halisi kwa mmea," anasema Stacey Harmer, profesa wa biolojia ya mimea katika Chuo Kikuu cha California, Davis, na mwandishi mwandamizi wa jarida katika jarida hilo. Bilim.

Mdhuru ni biolojia ya Masi ambaye hujifunza saa za circadian, kawaida kwenye mmea wa maabara Kiarabuidopsis, ambayo ni dhahiri kidogo kuliko alizeti. Hapo awali, maabara ya Harmer iligundua viungo kati ya jeni za "saa" na homoni ya mmea auxin, ambayo inasimamia ukuaji. Lakini watafiti walihitaji mfano wa kufanyia kazi, na waliipata katika alizeti.

Kukabiliana na njia isiyofaa

Alizeti zinazokua zinaanza siku na vichwa vimeangalia mashariki, zunguka magharibi kupitia mchana, na kurudi mashariki usiku.

"Mmea unatarajia wakati na mwelekeo wa alfajiri, na kwangu hiyo inaonekana kama sababu ya kuwa na uhusiano kati ya saa na njia ya ukuaji," Harmer anasema. Wanasayansi tangu 1898 walikuwa wameelezea tabia hii ya alizeti lakini hakuna mtu hapo awali alifikiria kuihusisha na midundo ya circadian.

Hagop Atamian, mtafiti wa maabara katika maabara ya Harmer, kwa kushirikiana na maabara ya mshirika wa Benjamin Blackman katika Chuo Kikuu cha Virginia (sasa huko UC Berkeley), alifanya majaribio kadhaa na alizeti shambani, kwenye sufuria nje, na katika vyumba vya ukuaji wa ndani .

Kwa kuweka mimea ili isiweze kusonga, au kugeuza mimea yenye sufuria kila siku ili iwe inakabiliwa na njia isiyofaa, Atamian alionyesha kuwa anaweza kuvuruga uwezo wao wa kufuatilia jua. Kufuatia jua hutoa ukuaji wa mimea. Alizeti zilisimama kwa hivyo haziwezi kusonga zimepungua majani na eneo la jani kidogo kuliko zile zinazofanya, watafiti walipata.

Wakati mimea ilipokuwa ikihamishwa ndani ya chumba cha ukuaji wa ndani na taa isiyo na mwendo juu, ziliendelea kuzunguka kwa kurudi kwa siku chache. Hiyo ndiyo aina ya tabia unayotarajia kutoka kwa mfumo unaosababishwa na saa ya ndani, Harmer anasema.

Mwishowe, mimea ya ndani ilianza kufuatilia "jua" tena wakati chanzo dhahiri cha taa kilipohamishwa kwenye chumba cha ukuaji kwa kuwasha na kuzima taa za karibu wakati wa mchana. Mimea inaweza kufuatilia kwa uaminifu harakati na kurudi usiku wakati siku ya bandia ilikuwa karibu na mzunguko wa saa 24, lakini sio wakati ilikuwa karibu na masaa 30.

Mashariki na magharibi

Kwa hivyo mimea huhamisha shina zao wakati wa mchana? Atamian aliweka dots za wino kwenye shina na akazipiga picha na kamera ya video. Kwenye video iliyopotea wakati, angeweza kupima umbali unaobadilika kati ya dots.

Wakati mimea ilikuwa ikifuatilia jua, upande wa mashariki wa shina ulikua haraka zaidi kuliko upande wa magharibi, alipata. Usiku, upande wa magharibi ulikua kwa kasi kadiri shina lilivyozunguka kwa njia nyingine. Timu iligundua jeni kadhaa ambazo zilionyeshwa kwa viwango vya juu upande wa jua wa mmea wakati wa mchana, au upande mwingine usiku.

Harmer anasema kuwa kunaonekana kuwa na mifumo miwili ya ukuaji katika kishina cha alizeti. Ya kwanza huweka kiwango cha msingi cha ukuaji kwa mmea, kulingana na nuru inayopatikana. Ya pili, inayodhibitiwa na saa ya circadian na kuathiriwa na mwelekeo wa nuru, husababisha shina kukua zaidi kwa upande mmoja kuliko mwingine, na kwa hivyo hutembea mashariki hadi magharibi wakati wa mchana.

Alizeti inapokomaa na ua linafunguliwa, ukuaji wa jumla hupungua, na mimea huacha kusonga wakati wa mchana na kutulia ikitazama mashariki. Hii inaonekana kuwa ni kwa sababu, kadiri ukuaji wa jumla unapungua, saa ya circadian inahakikisha kwamba mmea unachukua kwa nguvu zaidi kuwasha asubuhi na mapema kuliko alasiri au jioni, kwa hivyo huacha kusonga magharibi wakati wa mchana.

'Nyuki kama maua ya joto'

Kwa nini alizeti zilizoiva hukabili mashariki, hata hivyo? Watafiti walikuza alizeti kwenye sufuria shambani, na kuzungusha zingine kuelekea magharibi. Kwa kupima maua na kamera ya infrared, waligundua kuwa alizeti zinazotazama mashariki zinawaka haraka haraka asubuhi — na pia zilivutia wadudu wanaochavusha mara tano. Inapokanzwa maua yanayokabiliwa na magharibi na hita inayoweza kusafirishwa ilileta poleni zaidi kwenye maua.

"Nyuki wanapenda maua ya joto," Harmer anasema.

"Kama watu, mimea hutegemea midundo ya kila siku ya mchana na usiku ili ifanye kazi," anasema mkurugenzi wa programu hiyo, Anne Sylvester. “Alizeti, kama safu za jua, hufuata jua kutoka mashariki hadi magharibi. Watafiti hawa wanatafuta habari katika genome ya alizeti ili kuelewa jinsi na kwa nini alizeti hufuatilia jua. "

Waandishi wengine wa karatasi ni Nicky Creux huko UC Davis, na Evan Brown na Austin Garner katika Chuo Kikuu cha Virginia. Mpango wa Utafiti wa Mimea ya Sayansi ya Kitaifa ya Sayansi uliunga mkono kazi hiyo.

chanzo: UC Davis

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon