Proč slunečnice skloňuje hlavu?
Navzdory skutečnosti, že slunečnice jsou pevně zakořeněné v zemi, nezbavuje je to jejich schopnosti tančit. Každý den se mladé květiny vydávají na cestu, sledují Slunce od východu na západ a otočí se za ním o 180 stupňů. Ladné a plynulé pohyby slunečnic pokračují i v noci: po západu slunce pomalu obracejí své tváře zpět k východu v očekávání svítání.
Bioložka a profesorka na Kalifornské univerzitě v Davisu Stacy Harmer říká, že se začala zajímat o studium pohybů slunečnice poté, co zhlédla fascinující časosběrné video tančící rostliny: „V noci můžete vidět, jak se rostlina úplně přeskupuje. To je úžasný pohled! Svým studentům neustále říkám, že rostliny jsou schopny neuvěřitelných věcí – jen si jich nevšímáme, protože jejich běh času se neshoduje s naším.”
Tvrzení, že mladé slunečnice následují slunce, není nové. Darwin mluvil o tomto fenoménu před 100 lety. Ale dosud nikdo nevysvětlil, jak se pohybují a proč? Nicméně den předtím v časopise Věda Vyšel článek, ve kterém profesorka Harmer a její spolupracovníci na tyto otázky odpověděli.
Ředitel Centra pro konvergentní biologické vědy v USC Stephen Kay, který se studie nezúčastnil, řekl: “Vytáhli toto téma ze staré skříně ze zvědavosti, ale udělali velký objev pro vědu!”
V první fázi tým vědců zasadil pole slunečnic a začal pozorovat, co se s rostlinami stane. Jak se slunečnice začaly vyvíjet z mladých semenáčků do zralých květů, jejich závislost na slunci byla stále méně zřejmá, až přestala úplně. „Obvyklá mylná představa je, že zralé slunečnice stále následují slunce. Ve skutečnosti tomu tak není, protože dospělé rostliny vždy směřují na východ,“ říká profesor Harmer.
Vědci také zjistili, že rostliny se mohou tímto pohybem unavit. Například během krátké letní noci potřebují mladé slunečnice pouhých 8 hodin, během kterých kroutí hlavou ze západu na východ. Za delší podzimní noci jim však stejný proces trvá 12 hodin.
Aby vědci zjistili, jak se rostliny pohybují, označili každou slunečnici na svém poli na obou stranách pomocí Schulerova pera ve stejných intervalech. Pomocí časosběrné fotografie bylo možné vidět, že na východní straně se stonek během dne prodloužil a otočil hlavu rostliny na západ. V noci se stal pravý opak: západní strana se prodloužila, takže rostlina „čelila“ východu. Ale co řídí tento růstový vzorec? Je to způsobeno pohybem slunce nebo vnitřními hodinami? Aby to vědci zjistili, přesadili zakrslé slunečnice z otevřeného pole do laboratoře, kde bylo možné ovládat osvětlení. Pozorování ukázala, že i když se rostliny vyvíjejí za stálého stálého světla, pokračují ve stejném rytmu otáčení hlavy jako na poli ještě několik dní.
V dalším laboratorním experimentu se vědci pokusili zmást vnitřní hodiny rostlin pomocí 30hodinového světelného cyklu. To ve skutečnosti srazilo slunečnice a způsobilo, že otočily hlavy na západ dlouho předtím, než se setmělo. Během noci se rostliny pohybovaly chaoticky.
Pokud dáme výsledky experimentů dohromady, můžeme dojít k závěru, že pohyb slunečnic je regulován nějakým složitějším mechanismem, než je pouhé pěstování směrem ke slunci. Otáčení a pohyby rostlin řídí jakési cirkadiánní hodiny.
Další otázka, která vyvstává, je proč? Mají slunečnice následovat slunce? A jsou nějaké výhody pro dospělé rostliny vždy obrácené na východ? Na tyto otázky odpověděla další série experimentů.
Každou noc po dobu 100 dní přicházel na pole odborný asistent Harmer Hagop Atamyan a otočil slunečnice zasazené v květináčích tak, aby ráno mířily na západ. Pozorování ukázala, že pěstované rostliny jsou o 10 procent menší než skupina slunečnic na poli. A vědci v tom vidí vážný rozdíl. Zralé slunečnice mají všechny důvody, proč se dívat na východ. Během studie se ukázalo, že tímto způsobem se počet opylovačů zvyšuje pětkrát ve srovnání s rostlinami, které byly v květináčích a byly speciálně otočeny na západ. Další experiment ukázal, že je téměř jisté, že slunečnice obrácené na východ dostávaly více ranního slunce než ty, které byly obráceny na západ. Jinému z Harmerových doktorandů pomohl k tomuto závěru experiment, kdy byl na slunečnice západním směrem umístěn další zdroj tepla. Opylovači častěji létali na uměle vyhřívané slunečnice na západní straně než na ty, které se ještě neohřály. Opylovači však preferovali rostliny, které přijímaly teplo z východní strany.
Přestože biologové odhalili mnoho záhad slunečnice, Harmer řekl, že mají stále co rozluštit. V budoucnu vědci plánují studovat geny, které regulují tento úžasný pohyb u slunečnic: “Jsou to opravdu skvělé rostliny a budeme pokračovat v odhalování fascinujících procesů, které se v nich vyskytují.”
