Du Sonnenblumen Überraschenderweise verdanken sie ihren Namen ihrer eigentümlichen Bewegung, die dem Lauf der Sonne über den Himmel von Osten nach Westen folgt, während sich die Erde dreht.
Dieses Phänomen ist als Heliotropismus bekannt und stellt für Pflanzenbiologen nach wie vor ein faszinierendes Rätsel dar. In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie PLOS-BiologieDie Möglichkeit, dass Sonnenblumen diese Bewegung als Reaktion auf Licht ausführen, wie es bei anderen Pflanzen beobachtet wurde, wurde ausgeschlossen.
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Die Forscher vermuten, dass die Fähigkeit von Sonnenblumen, der Sonne zu folgen, wahrscheinlich mit der Komplexität komplexerer Prozesse zusammenhängt. Sie betonen, dass die Erklärung für dieses Verhalten über die typischen Reaktionen auf Licht hinausgeht andere Pflanzenarten.
Aufgrund ihrer bodengebundenen Natur stehen Pflanzen vor Herausforderungen, wenn das für die Photosynthese benötigte Licht durch Hindernisse oder Schatten blockiert wird.
Viele Arten haben Strategien wie Wachstum oder Streckung entwickelt, um sich dem Licht zu nähern. Diese Bewegungen werden durch spezifische molekulare Systeme gesteuert.
Ein bekanntes Beispiel ist die phototrope Reaktion, bei der Proteine wie Phototropine blaues Licht wahrnehmen, das ungleichmäßig über eine junge Pflanze verteilt ist.
Dieser wichtige Prozess löst die Umverteilung von Wachstumshormonen aus, eine Folge der Ausrichtung der Pflanze auf die Lichtquelle.
Angesichts dieses Wissens glaubte die wissenschaftliche Gemeinschaft lange, dass Sonnenblumen ähnliche Mechanismen nutzten, um ihre Rotationsbewegung um ihre Achse zu steuern.
Bei der Sonnennachführung neigt sich der Kopf der Sonnenblume sanft zur Ostseite des Stängels und richtet sich so nach der Richtung des Sonnenaufgangs.
Während die Sonne über den Himmel wandert, richtet sich der Blütenkopf allmählich nach Westen aus. Untersuchungen haben ergeben, dass es in Sonnenblumen eine innere zirkadiane Uhr gibt, die die Morgendämmerung vorwegnimmt und das Öffnen der Blüten mit der morgendlichen Ankunft der Bestäuber koordiniert.
Um besser zu verstehen, wie Sonnenblumen diese bemerkenswerte Sonnennachführung durchführen, führten Wissenschaftler eine Studie durch Experiment, bei dem sie zwei Gruppen von Blumen kultivierten: eine in einer Laborumgebung und die andere im Freien unter Licht Solar.
Während der Forschung analysierte das Team die Genaktivierung, indem es beide Pflanzengruppen ihren jeweiligen Lichtquellen aussetzte.
In Innenräumen angebaute Sonnenblumen wachsen in Richtung der blauen Lichtquelle des Labors, die mit Phototropin verbundene Gene aktiviert.
Im Gegensatz dazu zeigten im Freien gewachsene Blumen, die ihren Kopf bewegten, ein deutliches Muster der Genexpression. Interessanterweise zeigten diese Sonnenblumen keine nennenswerten Unterschiede in den Phototropinmolekülen zwischen der Ost- und Westseite des Stängels.
Die Studienergebnisse deuten darauf hin, dass es unterschiedliche Pfade gibt, die unterschiedliche Lichtwellenlängen umfassen und es Sonnenblumen ermöglichen, das Ziel zu erreichen, der Sonne zu folgen.
Dennoch haben Wissenschaftler die spezifischen Gene, die am Heliotropismus beteiligt sind, noch nicht identifiziert und weisen darauf hin, dass Phototropin als Hauptverursacher ausgeschlossen wurde.
Das Verständnis wurde durch die Tatsache gefestigt, dass im Labor gezüchtete Sonnenblumen versuchten, der Sonne unmittelbar nach dem Kontakt mit der äußeren Umgebung zu folgen.
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