Ηλιοτρόπια: Πώς βλέπουν τον ήλιο – Νέα έρευνα αποκαλύπτει τα μυστικά τους

 Τα ηλιοτρόπια ή ηλίανθοι είναι γνωστά για το γεγονός ότι στρέφονται προς τον ήλιο, καθώς αυτός διασχίζει τον ουρανό. Πώς «βλέπουν», όμως, τα ηλιοτρόπια τον ήλιο για να μπορούν να κάνουν περιστροφή και να τον ακολουθούν;

Νέα έρευνα από φυτοβιολόγους του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, που δημοσιεύτηκε PLOS Biology, δείχνει ότι τα φυτά χρησιμοποιούν έναν διαφορετικό μηχανισμό από αυτόν που πίστευαν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες.

«Αυτό ήταν μια μεγάλη έκπληξη για εμάς», δήλωσε η Στέισι Χάρμερ, καθηγήτρια φυτοβιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, που είναι από τους βασικούς συγγραφείς της έρευνας.

Πώς βλέπουν τον ήλιο

Τα περισσότερα φυτά παρουσιάζουν φωτοτροπισμό, όπως ονομάζεται η κίνηση μερών ενός φυτού, κατά την ανάπτυξή του, προς την κατεύθυνση του ερεθίσματος του φωτός. Οι επιστήμονες είχαν υποθέσει ότι ο ηλιοτροπισμός των ηλιοτροπίων, δηλαδή η ικανότητα να στρέφονται προς την ήλιο, θα βασίζονταν στον ίδιο βασικό μηχανισμό. Στον μηχανισμό αυτόν εμπλέκεται ένα μόριο που ονομάζεται φωτοτροπίνη και αντιδρά στο φως στο γαλάζιο τμήμα του φάσματος.

Τα ηλιοτρόπια «γυρίζουν» προς τον ήλιο και αναπτύσσουν λίγο περισσότερο την ανατολική πλευρά του βλαστού -σπρώχνοντας το «κεφάλι» προς τα δυτικά- κατά τη διάρκεια της ημέρας. Αναπτύσσουν λίγο περισσότερο τη δυτική πλευρά τη νύχτα, έτσι ώστε το «κεφάλι» να στρέφεται ξανά προς τα ανατολικά. Το εργαστήριο της Στέισι Χάρμερ στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια έχει δείξει στο παρελθόν πώς τα ηλιοτρόπια χρησιμοποιούν το εσωτερικό τους κιρκάδιο ρολόι για να προβλέψουν την ανατολή του ηλίου και να συντονίσουν το άνοιγμα των ανθέων το πρωί με την εμφάνιση των εντόμων για την επικονίαση.

Τι αποκαλύπτει η νέα έρευνα

Στη νέα μελέτη οι ερευνητές εξέτασαν ποια γονίδια ήταν «ενεργοποιημένα» στα ηλιοτρόπια που καλλιεργήθηκαν σε εργαστηριακούς θαλάμους και σε ηλιοτρόπια που καλλιεργήθηκαν σε εξωτερικούς χώρους.

Σε εσωτερικούς χώρους, τα ηλιοτρόπια μεγάλωσαν κατευθείαν προς το φως, ενεργοποιώντας γονίδια που σχετίζονται με τη φωτοτροπίνη. Ωστόσο τα φυτά που καλλιεργήθηκαν σε εξωτερικούς χώρους και στρέφονταν προς τον ήλιο έδειξαν ένα εντελώς διαφορετικό μοτίβο γονιδιακής έκφρασης. Δεν υπήρχε καμία εμφανής διαφορά στη φωτοτροπίνη μεταξύ μιας πλευράς του βλαστού και της άλλης.

Οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη εντοπίσει τα γονίδια που εμπλέκονται στον ηλιοτροπισμό. «Φαίνεται ότι αποκλείσαμε τη διαδρομή με την φωτοτροπίνη, αλλά δεν βρήκαμε κάποιο σαφές αποδεικτικό στοιχείο (σ.σ. για την κίνηση προς τον ήλιο)», είπε η Στέισι Χάρμερ.

Το μπλοκάρισμα του μπλε, υπεριώδους, κόκκινου ή μακρινού κόκκινου φωτός με κουτιά σκίασης δεν είχε καμία επίδραση στο πώς λειτουργεί ο ηλιοτροπισμός. Αυτό δείχνει ότι πιθανόν υπάρχουν πολλαπλές διαδρομές, οι οποίες ανταποκρίνονται σε διαφορετικά μήκη κύματος φωτός, για να επιτύχουν τον ίδιο στόχο: την κίνηση προς το φως. Μελλοντικές έρευνες θα εξετάσουν την ρύθμιση των πρωτεϊνών στα φυτά προκειμένου να δώσουν απαντήσεις.

Οι ηλίανθοι «μαθαίνουν» γρήγορα. Όταν φυτά που καλλιεργήθηκαν στο εργαστήριο μεταφέρθηκαν σε εξωτερικούς χώρους, άρχισαν να παρακολουθούν τον ήλιο την πρώτη κιόλας ημέρα, δήλωσε η Στέισι Χάρμερ. Αυτή η συμπεριφορά συνοδεύτηκε από μια έκρηξη γονιδιακής έκφρασης στη σκιασμένη πλευρά του φυτού, η οποία δεν επαναλήφθηκε τις επόμενες ημέρες. Αυτό υποδηλώνει ότι συμβαίνει κάποιο είδος «ανακαλωδίωσης», σύμφωνα με την επιστήμονα.

Εκτός από την αποκάλυψη προηγουμένως άγνωστων μονοπατιών για την αίσθηση του φωτός και την ανάπτυξη στα φυτά, η ανακάλυψη αυτή έχει ευρύτερη σημασία, σύμφωνα με την Στέισι Χάρμερ. «Τα πράγματα που ορίζεις σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον, όπως ένας θάλαμος ανάπτυξης, μπορεί να μην λειτουργούν στον πραγματικό κόσμο», ανέφερε η επιστήμονας.