دانش, زمین و محیط زیست

گل آفتابگردان چگونه هم‌‏سو با خورشید می‌‏چرخد؟

گل‌‏های آفتابگردان هم مانند انسان‌‏ها و حیوانات دارای ساعتی بیولوژیکی هستند که می‌‏توانند وضعیت خود را با دنیای بیرون تنظیم کنند.  (Alexander_Tarassov/thinkstock)

گل‌‏های آفتابگردان هم مانند انسان‌‏ها و حیوانات دارای ساعتی بیولوژیکی هستند که می‌‏توانند وضعیت خود را با دنیای بیرون تنظیم کنند. (Alexander_Tarassov/thinkstock)

 

با برآمدن آفتاب، گل‌‏های آفتابگردان حرکت خورشید را دنبال می‌‏کنند و با قوسی رقص مانند هر روز از سمت شرق به غرب سر خود را می‌‏چرخانند. شب هنگام گل آفتابگردان برای شروع دوباره در روز بعد و دیدار خورشید که سپیده‌‏دم از مشرق طلوع می‌‏کند، دوباره به وضعیت قبل باز می‌‏گردد.

اما گل آفتاب گردان چگونه این کار را انجام می‌‏دهد؟

به نوشته سایت خبری بوستون گِلاب، پژوهشگران کشف کرده‌‏اند که گل‌‏های آفتابگردان هم مانند انسان‌‏ها و حیوانات دارای ساعتی بیولوژیکی هستند که می‌‏توانند وضعیت خود را با دنیای بیرون تنظیم کنند.

این سیستم در طول روز به نیمه شرقی ساقه گیاه پیامی می‌‏فرستد که دستور می‌‏دهد سلول‌‏های این قسمت به‌‏صورت کشیده‌‏تر و بلندتر رشد کنند که باعث می‌‏شود گل آفتابگردان تدریجا به سمت غرب متمایل شود. در شب هم این پیام معکوس می‌‏شود و گل آفتابگردان تا صبح به سمت شرق متمایل می‌‏شود و این روند در صبح روز بعد دوباره از نو آغاز می‌‏شود.

« استیسی هارمر »، استاد زیست شناسی دانشگاه کالیفرنیا و سرپرست این تیم تحقیقاتی می‌‏گوید : « این نخستین نمونه از ساعت بیولوژیکی درون گیاه است، به طوری که برای رشد در محیطی طبیعی تنظیم شده و واکنش‌‏هایی واقعی از سوی گیاه دارد. »

اگرچه گیاهان نمی‌‏خوابند، اما بسیاری از آنها ساعتی ژنی شبیه آن نوع که چرخه خوابیدن و بیدار شدن در انسان و حیوان را هدایت می‌‏کند، دارند. هارمر مدت‌‏ها برای کشف ارتباط میان این ژن و آزاد سازی هورمونی به نام اکسین که رشد ساقه را کنترل می‌‏کند، به تحقیق پرداخت.

گل آفتابگردان کاندید خوبی برای این مطالعه بود. دانشمندان از سال ۱۸۹۸ درمورد این خصوصیت برخی گیاهان که حرکت خورشید را دنبال می‌‏کنند، آگاه شدند؛ یعنی زمانی که « جان شافنر »، گیاه شناس، مشاهدات خود را در طی یک تابستان تشریح کرد.

هارمر یکی از دانشجویان کارشناسی ارشد به نام « هاگوپ آتامیان » خواست در این تحقیق وی را یاری کند. هاگوپ ابتدا گل‌‏های آفتابگردان را درجایی ثابت و کاملا ایستاده قرار داد، به طوری که نتوانند هیچ‌‏گونه حرکتی داشته باشند. پس‌‏از مدتی گل‌‏های محدود شده، کوچکتر و ضعیف تر از دیگرهمتایانشان رشد کردند که این رخداد ثابت می‌‏کند که گل‌‏ها واقعا از دنبال کردن خورشید نفع می‌‏برند.

پس‌‏از آن، هاگوپ گلدان آفتابگردان را به فضایی بسته‌‏ و دور از نور خورشید برد که در آن تنها یک منبع نور دائمی در بالای سر گلدان قرار داشت. طی چند روز اول گل به‌‏طور اتوماتیک شروع به چرخش از سمت شرق به غرب کرد، همان گونه که ما انسان‌‏ها طی شبانه‌‏روز در روند چرخه خواب و بیداری عمل می‌‏کنیم. این نشان می‌‏دهد که رفتار گیاه بیش از آن که ناشی از پاسخ مستقیم به خورشید باشد، از ریتم ساعت درونی خود تبعیت می‌‏کند.

اما این سیستم درونی چگونه حرکت گیاه را هدایت می‌‏کند؟

برای یافتن پاسخ این سوال، هاگوپ در چند مرحله بر روی ساقه گل‌‏های آفتابگردان در فضای باز با جوهر علامت گذاری کرد تا ارتفاع و روند رشد قسمت‌‏های مختلف ساقه را در زمان‌‏های مختلف پیگیری کند.

او متوجه شد که در طول صبح، ظهر و شب، ارتفاع هر طرف کمی با هم متفاوت است. همچنین با بریدن قسمت‌‏های مختلفی از ساقه در زمان‌‏های مختلف روز و بررسی ژن‌‏ها در آن قسمت، پی برد که فعالیت رشد ژن‌‏ها هم در زمان‌‏های گوناگون با هم فرق دارد.

Comment

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*