Більшість рослин фототропні – тобто ростуть у напрямку джерела світла. Передбачалося, що властивість соняшників розвертатися слідом за сонцем пов’язано з тим же базовим механізмом. Однак американські біологи встановили, що за цим, мабуть, стоїть відразу кілька типів фотореакцій.
Фототропізмом рослин управляє рецептор фототропін, який реагує на світло та чутливий до синього світла і ближнього ультрафіолету (УФ-А випромінювання). Заведено вважати, що геліотропізм соняшників, тобто поворот розкритих і звернених до сонця суцвіть слідом за його переміщенням по небу, — окремий випадок фототропізму. Однак конкретний механізм, що лежить в основі процесу, вченим невідомий.
Усунути прогалини в цій області взялася команда вчених-рослинників з Каліфорнійського університету в Дейвісі (США).
Дослідники знають, що орієнтація соняшників на сонці відбувається внаслідок диференційованого зростання їх стебел: вдень вони трохи активніше ростуть зі східного боку, розгортаючи суцвіття на захід, а вночі — навпаки, активізується зростання з західного боку стебел, і квітка знову повертається на схід. В одному з попередніх досліджень вчені того ж вузу показали, як соняшник використовує свій внутрішній циркадний годинник, щоб передбачити Схід Сонця і координувати розкриття суцвіть з появою комах-запилювачів вранці.
У новій роботі, яку опублікував журнал PLOS Biology, дослідники для кращого розуміння геліотропізму порівняли моделі експресії генів у соняшників, вирощених в лабораторних умовах і на відкритому повітрі під сонячним світлом.
Соняшники, які росли в лабораторії, “тягнулися” до штучного джерела світла, активуючи пов’язані з фототропіном гени. Однак рослини, вирощені на відкритому повітрі та освітлені сонцем, мали зовсім іншу картину експресії генів. Вчені не виявили у них видимих відмінностей у фототропіні між різними сторонами стебел.
Які саме гени беруть участь в геліотропізмі, дослідники поки не встановили
Разом з тим вчені виявили зміни в інших системах реагування на світло, в тому числі в механізмі уникнення тіні, чутливому до дальнього червоного світла. Він активувався на початку дня із західної сторони стебла соняшника, коли сонце світить зі сходу.
Ще більше заплутало картину те, що коли експериментатори блокували синє, червоне або дальнє червоне світло, це майже не відбивалося на здатності росли на повітрі соняшників слідувати за сонцем. Ймовірно, це говорить про те, що відразу кілька систем можуть скоординовано забезпечувати геліотропізм рослин, щоб механізм спрацьовував навіть за відсутності одного або декількох світлових тригерів.
Дослідники відзначили, що результати стали для них несподіваними, і пообіцяли продовжити роботу.