Sunflowers haben eine andere Methode als bisher angenommen, um die Sonne “zu sehen” und ihr zu folgen, so eine neue Studie der University of California, Davis. Während die meisten Pflanzen Phototropismus zeigen, also das Wachsen in Richtung einer Lichtquelle, funktioniert die Heliotropismus der Sonnenblumen anders. Die Sonnenblumen drehen ihre Köpfe, indem sie tagsüber auf der Ostseite des Stängels mehr wachsen und nachts auf der Westseite, um der Bewegung der Sonne zu folgen. Dieses Verhalten wird von ihrer inneren zirkadianen Uhr gesteuert. Die Studie ergab, dass die Gene, die mit Phototropin verbunden sind, dem Molekül, das für den Phototropismus verantwortlich ist, bei Sonnenblumen im Freien nicht aktiviert wurden. Den Forschern ist es noch nicht gelungen, die spezifischen Gene zu identifizieren, die am Heliotropismus beteiligt sind. Die Studie zeigte auch, dass Sonnenblumen sich schnell an ihre Umgebung anpassen können, da Pflanzen im Labor sofort begannen, der Sonne zu folgen, sobald sie ins Freie gebracht wurden. Diese Entdeckung wirft ein Licht auf bisher unbekannte Wege der Lichterkennung und des Wachstums bei Pflanzen und zeigt die Grenzen kontrollierter Umgebungen für die Erforschung des Verhaltens von Pflanzen auf.
Überblick
Dieser Artikel beschäftigt sich mit einer neuen Studie der University of California, Davis, die zeigt, dass Sonnenblumen über einen einzigartigen Mechanismus verfügen, um die Sonne zu “sehen” und ihr zu folgen. Während die meisten Pflanzen eine Phototropie aufweisen, zeigen Sonnenblumen eine Heliotropie. Im Gegensatz zur Phototropie wachsen Sonnenblumen tagsüber mehr auf der Ostseite des Stängels und nachts mehr auf der Westseite. Dies ermöglicht es dem Blütenkopf, der Bewegung der Sonne zu folgen. Dieses Verhalten wird von ihrer inneren, zirkadianen Uhr gesteuert. Die Studie hebt auch die Anpassungsfähigkeit von Sonnenblumen an ihre Umgebung und die Grenzen von Untersuchungen zum pflanzlichen Verhalten in kontrollierten Bedingungen hervor.
Sonnenblumen-Heliotropie: Ein einzigartiger “Seh”-Mechanismus
Sonnenblumen besitzen eine außergewöhnliche Fähigkeit, die Bewegung der Sonne zu “sehen” und ihr zu folgen. Während die meisten Pflanzen eine Phototropie aufweisen, nutzen Sonnenblumen die Heliotropie. Tagsüber wachsen Sonnenblumen mehr auf der Ostseite des Stängels, während das Wachstum nachts überwiegend auf der Westseite stattfindet. Dieses Wachstumsmuster ermöglicht es dem Sonnenblumenkopf, die Sonne im Laufe des Tages zu verfolgen.
Die innere, zirkadiane Uhr der Sonnenblumen und die Heliotropie
Die Heliotropie bei Sonnenblumen wird von ihrer inneren, zirkadianen Uhr gesteuert. Die zirkadiane Uhr ist dafür verantwortlich, verschiedene biologische Prozesse in Pflanzen, einschließlich des Wachstums und der Reaktionen auf Umweltreize, zu regulieren. Sonnenblumen passen ihre Wachstumsmuster entsprechend der Tageszeit an und stellen sicher, dass ihre Köpfe immer zur Sonne ausgerichtet sind.
Unterscheidung von Heliotropie und Phototropie
Obwohl sowohl Heliotropie als auch Phototropie Wachstumsreaktionen auf Licht umfassen, funktionieren sie unterschiedlich. Bei der Phototropie handelt es sich in der Regel um das Wachstum von Pflanzenstängeln oder Trieben in Richtung einer Lichtquelle. Bei Sonnenblumen hingegen findet die heliotrope Bewegung hauptsächlich innerhalb des Blütenkopfes selbst statt, was es ihnen ermöglicht, der Bewegung der Sonne über den Himmel zu folgen.
Die genetische Grundlage der Sonnenblumen-Heliotropie
Die Studie, die an der University of California, Davis, durchgeführt wurde, zeigte, dass die Heliotropie der Sonnenblumen nicht von denselben Genen kontrolliert wird, die mit der Phototropie in Verbindung gebracht werden. Die Gene für Phototropin, das Photorezeptormolekül, das die Phototropie antreibt, waren bei im Freien angebauten Sonnenblumen nicht aktiviert. Die spezifischen Gene, die für die Heliotropie der Sonnenblumen verantwortlich sind, sind unbekannt und erfordern weitere Forschung.
Anpassungsfähigkeit von Sonnenblumen an ihre Umgebung
Interessanterweise entdeckte die Studie, dass Sonnenblumen eine bemerkenswerte Fähigkeit zur schnellen Anpassung an ihre Umgebung haben. Als im Labor gezüchtete Sonnenblumen ins Freie gebracht wurden, begannen sie sofort, heliotropisches Verhalten zu zeigen und ihre Blütenköpfe nach der Bewegung der Sonne auszurichten. Diese Anpassungsfähigkeit unterstreicht die Reaktionsfähigkeit und Flexibilität von Sonnenblumen bei der Verfolgung der Position der Sonne.
Die Grenzen kontrollierter Umgebungen
Diese Forschung zeigt auch die Grenzen der Untersuchung des pflanzlichen Verhaltens ausschließlich in kontrollierten Laborumgebungen auf. Die Beobachtungen an im Freien angebauten Sonnenblumen identifizierten zuvor unbekannte Pfade für Lichtwahrnehmung und Wachstum, die nicht erkennbar waren, wenn Sonnenblumen in kontrollierter Umgebung untersucht wurden. Um das pflanzliche Verhalten vollständig zu verstehen, ist es daher wichtig, den Einfluss natürlicher Umweltbedingungen zu berücksichtigen.
