بذور الشك: لا يزال الغموض يكتنف كيفية تتبع عباد الشمس للضوء | الزهور البرية
مع عرفها الأصفر الزاهي وسيقانها القوية، قد تبدو عباد الشمس وكأنها متعة صيفية بسيطة. لكن الباحثين يقولون إن النباتات غامضة بشكل مدهش بعد أن اكتشفوا أنها لا تستخدم العمليات التقليدية لتتبع الشمس عبر السماء.
على مدار اليوم، تتبع أزهار عباد الشمس مسار الشمس فوق رؤوسها – وهي عملية تُعرف باسم الانتحاء الشمسي – حيث تميل رؤوسها تدريجيًا نحو الغرب نتيجة استطالة الخلايا على الجانب الشرقي من الساق.
في الليل، تستطيل الخلايا على الجانب الآخر من السيقان مما يؤدي إلى إعادة توجيه الرؤوس نحو الشرق.
ومع ذلك، يقول الباحثون إن العمليات التي تكمن وراء تتبع الطاقة الشمسية تمثل لغزا غير متوقع.
وقالت البروفيسورة ستايسي هارمر، مؤلفة البحث في جامعة كاليفورنيا في ديفيس: “كانت الكثير من النتائج التي توصلنا إليها مختلفة عما توقعنا”.
تنمو العديد من النباتات باتجاه مصدر الضوء، وذلك لأنه عندما يتم تنشيط مستقبلات الضوء الأزرق، التي تسمى فوتتروبين، على الجانب المضاء من الساق، فإنها تتسبب في تركيز هرمونات تسمى الأوكسينات على الجانب “المظلم” الآخر.
تحفز هذه الأوكسينات استطالة الخلايا، مما يؤدي إلى انحناء الجذع نحو الضوء.
في حين تشير الأبحاث الجديدة إلى أن هذه الآلية تفسر كيفية انحناء عباد الشمس نحو الضوء الاصطناعي في الداخل، يبدو أنها لا تأخذ في الاعتبار الطريقة التي تتبع بها عباد الشمس مسار الشمس بشكل طبيعي.
وكتب هارمر وزملاؤه في مجلة Plos One أنهم قاموا أولاً بتحليل الجينات التي تم تشغيلها داخل سيقان عباد الشمس المزروعة في الداخل، عندما تم تسليط الضوء الأزرق الاصطناعي من اتجاه واحد.
تشير النتائج إلى أن الجينات المرتبطة بالفوتوتربينات تم تشغيلها بشكل أساسي داخل الجانب المضاء من الساق، مع تشغيل الجينات المرتبطة بالأوكسينات ونمو الخلايا داخل الجانب المظلل، مما يشير إلى أن عباد الشمس المزروع في الداخل يتجه نحو الضوء الأزرق نتيجة للضوء التقليدي. العمليات.
ولكن عندما تحول الفريق إلى سيقان عباد الشمس في الهواء الطلق، وجدوا شيئًا مختلفًا. أظهر الجانب الشرقي من الساق، والجانب المعرض لضوء الشمس، والجانب الغربي، والجانب المظلل، اختلافًا بسيطًا من حيث أي من هذه الجينات تم تشغيله.
حاول الباحثون بعد ذلك حجب الضوء الأزرق والأشعة فوق البنفسجية أو الأحمر والأحمر البعيد من تلقاء أنفسهم، ولم يجدوا أن أيًا من المحاولة وحدها أثرت على الانتحاء الشمسي في النباتات الخارجية، مما يشير إلى أنه من المحتمل أن تكون هناك مسارات متعددة للإشارات الضوئية تلعب دورًا في نفس الوقت.
وفي تطور آخر، وجد الفريق أنه عندما تم نقل عباد الشمس المزروعة في الداخل إلى الخارج، بدأت النباتات في تتبع الشمس على الفور.
ومع ذلك، تم تشغيل نمط مختلف من الجينات عبر سيقانها في يومها الأول بالخارج مقارنة بما كانت عليه عندما كانت في الداخل أو في الأيام اللاحقة في الهواء الطلق – مما يشير إلى وجود نوع من آلية التكيف.
وقال هارمر إن العمل يشير إلى أن النتائج التي تم الحصول عليها في بيئات خاضعة للرقابة لا تعكس بالضرورة ما يحدث في البرية.
وقالت: “تشير نتائجنا إلى أن تتبع الطاقة الشمسية والتوجه الضوئي في ظروف العالم الحقيقي أكثر تعقيدًا بكثير مما توقعنا”.
