Мало, кто задумывается, но подсолнухи играют важную роль в современной жизни человека. Помимо предоставления людям такого лакомства, как семечки, они являются источниками растительного масла, повседневно используемого при приготовлении различных блюд. И кто жил летом в деревнях, где есть поля с этим растением, мог заметить определенную его особенность. В течение дня подсолнух постоянно смотрит на Солнце, постепенно поворачиваясь с востока на запад, а ночью возвращается в исходное состояние, чтобы утром вновь ловить солнечные лучи. Как и для чего он это делает?
Структура подсолнуха
Внешне подсолнечник легко отличить от остальных цветов. Он имеет высокий прочный стебель, высота которого способна достигать пяти метров. На его наконечнике постепенно созревает бутон, превращающийся в желто-оранжевый цветок. В сердцевине плода постепенно формируются семена – черные семечки, используемые в качестве пищи и производства масла.
Интересный факт: подсолнух проникает корнями глубоко в землю. Иногда их глубина может достигать до 30 метров. Из-за этого бывает довольно трудно извлечь взрослый росток без его повреждения.
Из стебля вырастают длинные плоские листья, длина которых может достигать 50 см. Они покрыты тонкими белыми волосками, служащими защитой от сильного теплового воздействия.
Использование людьми
Археологи считают, что впервые подсолнечники начали выращивать на территории Северной Америки, примерно две тысячи лет назад. Оттуда он постепенно распространился и в другие страны. Некоторые индейские народы считали цветок олицетворением бога Солнца из-за характерной формы и цвета.
В России подсолнух появился во времена правления Петра Первого. Император впервые увидел его, находясь в Голландии. Поскольку цветок обладал красивым внешним видом и мог использоваться в пищу, он приказал привезти семена в России. На удивление, он хорошо прижился в местном климате и быстро распространился по крестьянским полям.
В 1829 году было впервые получено подсолнечное масло в мире. Примерно в тот же период открылся первый российский завод, где начали производить его на постоянной основе. Дешевизна производства позволяла выставлять за товар небольшую цену, и его могли позволить даже бедные люди.
Интересный факт: изобрел подсолнечное масло обычный крепостной крестьянин Дмитрий Бокарев, который раньше практиковал создание масел из других растений и продуктов.
С тех пор под подсолнечники начали выделять целые поля, где занимались их выращиванием. Поскольку цветок созревает в течение 30 дней в летний период, это позволяло в течение трех месяцев собирать посевы 2-3 раза в году. Сейчас производством подсолнечного масла занимаются и другие страны, но Россия и Украина остаются бесспорными лидерами в данной отрасли.
Поворот за Солнцем
В ботанике существует отдельный термин, которым называют постепенный поворот цветков к Солнцу – гелиотропизм. Исследования показали, что это свойство присуще практически всем цветам, но у подсолнухов оно выражено более ярко.
Зачем он поворачивается к Солнцу? Ответ довольно прост: для получения большего количества теплоты и лучей света, которые стимулируют его рост. Ученые ставили эксперименты и нарочно препятствовали повороту цветка, закрепляя его на месте. В итоге, “ограниченные” образцы росли на 10% медленнее.
Интересный факт: было установлено, что когда подсолнух повернут к Солнцу, пчелы активнее опыляют его. Теплая поверхность привлекает насекомых больше, нежели холодная.
Как цветок поворачивается?
У его основания находятся моторные клетки, способные растягиваться и сжиматься за счет получения калия. Именно от их положения зависит, в какую сторону будет смотреть верхушка. Растение в буквальном смысле понимает, куда следует двигать основание стебеля, чтобы расположить цветок в нужном направлении.
Движение подсолнечника соответствует 24-часовому циркадному ритму. Ученые попытались «обмануть» растения, искусственно поменяв длительность движения источника освещения до 30 часов. В этом случае подсолнухи двигались неравномерно, что отразилось на их росте, наборе биомассы и урожайности.
Подсолнухи поворачиваются к Солнцу, чтобы получать больше тепла и расти интенсивнее. Делают это они с помощью моторных клеток, способных менять свою форму. Находясь у основания цветка, они плавно поворачивают его по направлению к Солнцу, а ночью возвращают в исходное состояние.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
|
|
Задания с развернутым ответом
Линия вопросов 22 Применение биологических знаний в практических ситуациях (практико-ориентированное задание) (Приведены типовые задания ФИПИ) |
1. Почему, согласно правилу экологической пирамиды, в наземной пищевой цепи от звена к звену наблюдается уменьшение энергии?
1) Заключенная в органических веществах энергия в каждом звене пищевой цепи расходуется на процессы жизнедеятельности.
2) Часть энергии рассеивается в виде тепа или не усваивается организмом.
2. Составьте пищевую цепь, используя всех названных представителей: крестоцветные блоки, хорь, уж, листья репы, лягушка. Определите консументов II порядка в составленной цепи и объясните с вой выбор.
1) Листья репы – крестоцветные блоки – лягушка – уж – хорь.
2) Консумент II порядка – лягушка, так как она питается консументами первого порядка.
3. Какие первоначальные изменения произойдут в экосистеме озера при сокращении численности хищных рыб?
1) Увеличение численности растительноядных организмов.
2) Уменьшение численности растений, которыми питаются консументы первого порядка.
или
1) Вспышка заболеваний среди растительноядных рыб в отсутствии достаточного количества хищников.
2) гибель растительноядных рыб и зарастание (заболачивание) водоема.
4. Анализ результатов нарушения сцепленного наследования генов позволяет определить последовательность расположения генов в хромосоме и составить генетические карты. Результаты многочисленных скрещиваний мух дрозофил показали, что частота нарушения сцепления между генами А и В составляет 5%, между генами А и С – 11%, между генами С и В – 6%. Перерисуйте предложенную схему фрагмента хромосомы на лист ответа, отметьте на ней взаимное расположение генов А, В, С и укажите расстояние между ними. Какая величина принята за единицу расстояния между генами? Как она называется.
1)
2) За единицу расстояния между генами принят 1% кроссинговера, эта величина названа морганидой.
5. Поясните, почему горох посевной высевают на полях совместно с овсом.
1) У гороха посевного в стебле плохо развита механическая ткань.
2) Своими видоизмененными листьями (усиками) горох цепляется за прямостоячие стебли злаковых растений и тем самым выносит листья к свету.
6. Объясните, какие биотические связи складываются между деревьями тропического леса и поселившимися на них орхидеями.
1) Это пример квартиранства: стволы и ветви деревьев служат субстратом для прикрепления орхидей (деревья играют положительную роль в жизни орхидей).
2) Поселяясь на деревьях, орхидеи не приносят им вреда.
7. Составьте пищевую цепь, используя всех названных представителей: дождевой червь, лисица, листовой опад, орел, еж. Какой из организмов исполняет роль консумента третьего порядка?
1) Листовой опад – дождевой червь – еж – лисица – орел.
2) консумент третьего порядка – лисица.
8. Составьте пищевую цепь, используя всех названных представителей: сельдь, гренландский тюлень, одноклеточные водоросли, треска, мелкие ракообразные. Какой из организмов исполняет роль консумента четвертого порядка?
1) Одноклеточные водоросли – мелкие ракообразные – сельдь – треска – гренландский тюлень.
2) Консумент четвертого порядка – гренландский тюлень.
9. Почему в полевых агроценозах не рекомендуется из года в год использовать одну и ту же культуру?
1) При выращивании одной и той же культуры на поле истощается почва, так как растения избирательно поглощают вещества.
2) Увеличивается численность вредителей и паразитов этой культуры растений (увеличивается устойчивость вредителей к пестицидам).
10. Известно, что бобовые растения (клевер, горох, фасоль, чечевица и др.) повышают плодородие почвы. Объясните почему.
1) На конях бобовых растений поселяются клубеньковые бактерии.
2) Клубеньковые бактерии фиксируют атмосферный азот, при этом почва обогащается соединениями азота.
11. В странах с мягким климатом можно увидеть зимой и весной деревья без листьев, на ветвях которых растет омела – растение, похожее на зеленый шар. Предложите способ, которым можно установить паразитический тип взаимоотношений между омелой и соответствующим деревом.
1) Экспериментальный способ – нужно срезать ветку с дерева с омелой и оставить на некоторое время.
2) Если омела завянет, то она – паразит и самостоятельно жить не может.
12. Одна самка обыкновенной щуки откладывает 10 миллионов икринок. Объясните, почему численность этого вида не возрастает в водоемах беспредельно.
1) При наружном оплодотворении в воде не все икринки бывают оплодотворены.
2) Абиотические и биотические факторы вызывают массовую гибель икринок и мальков.
13. В чем, на Ваш взгляд, состоит преимущество внутреннего оплодотворения у животных по сравнению с наружным?
1) Увеличивается вероятность оплодотворения, оплодотворение в меньшей степени зависит от внешних факторов.
2) Уменьшается образование половых клеток, то есть «рациональное» использование ресурсов организма.
14. Соцветие подсолнуха – корзинка – постоянно обращено к солнцу. Объясните, какой растительный механизм обеспечивает этот поворот.
1) Растительные гормоны вызывают увеличение размера клеток, находящихся в тени (вследствие повышения тургора в них).
2) Разница в размере клеток изгибает стебель, подставляя соцветие солнцу.
15. При долгом хранении яблоки становятся рыхлыми и безвкусными. Как это можно объяснить?
1) Плоды, как и все другие органы, состоят из клеток и межклеточного вещества, при длительном хранении межклеточное вещество разрушается и клетки отделяются друг от друга.
2) Сахаристые вещества разрушаются при дыхании, плоды становятся менее сладкими.
16. Плоды садовой земляники, созревшие в солнечную и пасмурную погоду, отличаются по вкусу. В чем заключается это отличие? Как Вы можете объяснить возникновение таких отличий?
1) Плоды садовой земляники, созревшие в солнечную погоду, гораздо слаще, чем плоды, созревшие в пасмурную.
2) В солнечную погоду повышается интенсивность фотосинтеза, а тем самым синтез углеводов (глюкозы), имеющих сладкий вкус.
17. Какая особенность жизнедеятельности пекарских дрожжей дает возможность человеку использовать их для приготовления хлеба?
1) Дрожжи вызывают спиртовое брожение, в результате чего образуется углекислый газ.
2) Насыщение теста углекислым газом делает его рыхлым и воздушным.
18. Почему при длительном хранении апельсинов вкус их становится кислым?
1) В клетках плодов осуществляется дыхание.
2) Кислород окисляет сахара, превращая их в воду и углекислый газ. Сладкий вкус при этом исчезает, а кислый – остается.
19. Какое максимальное число молекул АТФ может синтезироваться в клетке при окислении фрагмента молекулы гликогена, состоящего из 150 мономерных звеньев, до углекислого газа и воды? Ответ поясните. Потерями энергии на транспорт молекул можно пренебречь.
1) Гликоген – полимер, мономером которого является глюкоза. При расщеплении гликогена образуется 150 молекул глюкозы, выделяемая энергия рассеивается в виде тепла.
2) При окислении одной молекулы глюкозы до углекислого газа и воды синтезируется 38 молекул АТФ, а при 150 – 5700 (38х150).
20. Почему для нормального восприятия запаха носовая полость должна быть увлажненной и чистой? Ответ поясните.
1) Полость должна быть увлажненной, так как обонятельные клетки (рецепторы) раздражаются только веществами, растворенными в слизи носовой полости.
2) Обильное выделение слизи препятствует доступу веществ к обонятельным рецепторам.
21. Известно, что в растительных клетках присутствуют два вида хлорофилла: хлорофилл a и b. Для изучения их структуры ученому необходимо разделить эти два пигмента. Какой метод он должен использовать для их разделения? На чем основан этот метод?
1) Метод хроматографии.
2) Метод основан на разной скорости движения веществ смеси через адсорбент в зависимости от их молекулярной массы.
22. Какие изменения произошли в коре больших полушарий человека в связи с трудовой деятельностью?
1) Получили дальнейшее развитие нервные центры, управляющие тонкой моторикой пальцев рук.
2) Сформировались речевые центры, обеспечившие коммуникацию людей во время трудовой деятельности.
23. Что представляет собой зубная эмаль и к какому последствию может привести ее повреждение?
1) Эмаль – затвердевшие выделения эпителиальных клеток, покрывающие коронку зуба.
2) Через дефекты, стертости и повреждения эмали происходит инфицирование основного вещества зубов – дентина. Вследствие инфекционного процесса завивается кариес.
24. На острове Борнео активно вырубаются леса с целью использования земли под плантации масличной пальмы. Какой эффект это оказывает на биологическое разнообразие острова Борнео? Ответ поясните.
1) Природная экосистема (лес) с большим биоразнообразием заменяется агроэкосистемой с небольшим числом видов.
2) В результате биоразнообразие на острове будет сокращаться.
25. Для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений в специальных лабораториях разводят крошечных насекомых – трихограмм, которые откладывают свои яйца в яйца насекомых-вредителей. Как называется этот способ борьбы с вредителями культурных растений и какие преимущества он имеет по сравнению с другими способами борьбы?
1) Это биологический способ борьбы с вредителями культурных растений.
2) Он не загрязняет окружающую среду, не оказывает отрицательного воздействия на растения.
26. Почему большая кровопотеря опасна для жизни человека? Ответ поясните.
1) При уменьшении количества крови значительно падает артерипальное давление (снижается приток крови к сердцу и головному мозгу).
2) Наступает кислородное голодание (в тканях снижается уровень обмена веществ и выработка энергии), что может вызвать смерть человека.
27. Огородник-любитель посеял семена гетерозисных гибридов огурцов и собрал очень большой урожай. На следующий год при посеве семян, взятых из полученного урожая, он собрал урожай значительно меньший, хотя выращивал растения в тех же условиях. Что такое гетерозис? Объясните почему произошло снижение урожая.
1) Гетерозис – гибридная мощность, которая проявляется в превосходстве гибридов (гетерозигот) над родительскими особями по ряду признаков.
2) Урожай снизился, потому что эффект гетерозиса затухает, в последующих поколениях происходит расщепление признаков (доля гетерозигот снижается).
28. Почему для получения хорошего урожая густые всходы моркови и свеклы надо прореживать? Ответ поясните.
1) Эти растения образуют корнеплоды, формирование которых требует значительного объема почвы.
2) Прореживание растений ослабляет конкуренцию, способствует развитию корнеплода и приводит к повышению урожая.
29. Швейцарский ученый Ж. Сенебье в XVIII веке, проводя опыты с водными растениями, наблюдал выделение ими газа на свету в виде пузырьков. Укажите, какой это газ и из какого вещества он образуется. Назовите процесс и стадию, на которой происходит выделение газа.
1) Выделялся кислород из воды (при фотолизе воды).
2) Фотосинтез, световая стадия.
Просмотров: 176026
Нобелевскую премию по литературе присудили французской писательнице Анни Эрно
Лауреатом Нобелевской премии по литературе в 2022 году стала французская писательница Анни Эрно (Annie Ernaux). Награда присуждена ей «за храбрость и клиническую точность, с которой она раскрывает истоки, отчуждение и коллективные ограничения личной памяти». За церемонией объявления лауреатов можно следить в прямом эфире на сайте Нобелевского комитета. Подробнее о писателе и его заслугах можно прочитать в пресс-релизе.
Ученые объяснили механизм и предназначение поворотов подсолнечника за Солнцем
Hagop Atamian / U.C. Davis
Американские ученые выяснили, какие механизмы отвечают за ориентацию масличного подсолнечника (Helianthus annuus) на Солнце и какое эволюционное значение это имеет. Оказалось, что способность поворачиваться под действием солнечного света (гелиотропизм) связана с согласованной работой светочувствительных механизмов и циркадианных ритмов растения. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Молодые подсолнечники в течение светового дня поворачиваются вслед за Солнцем с востока на запад, а ночью — обратно, чтобы с утра снова встречать солнечный свет. Расцветшие растения прекращают это движение и всегда обращены на восток. Чтобы понять, за счет чего это происходит, сотрудники Университетов Калифорнии и Виргинии провели ряд экспериментов в поле и закрытом помещении.
На первом этапе работы они искусственно фиксировали часть подопытных подсолнечников, не давая им следовать за Солнцем. Общая биомасса и площадь листьев таких растений оказалась в среднем на 10 процентов меньше, чем у росших без ограничений. Таким образом, поворот за Солнцем необходим молодым растениям для более интенсивного роста.
Обратный поворот на восток в течение ночи указывает на то, что в этом процессе задействованы механизмы регуляции циркадных ритмов. Ученые подтвердили это, внося подсолнечники с поля в помещение с постоянным освещением (растения еще несколько суток продолжали вращение) и навязывая им искусственный 30-часовой цикл освещения (ритм поворотов растений сбивался, возвращаясь к норме при 24-часовом цикле).
У подсолнечника нет листовых подушечек — специальных двигательных органов, которые обеспечивают гелиотропизм у некоторых видов растений. Учитывая то, что амплитуда движений подсолнечника убывает по мере роста вплоть до полного отсутствия у зрелых растений, ученые предположили, что повороты подсолнечника за Солнцем обеспечивает неравномерное удлинение стебля в течение суток. Эксперименты с растениями, лишенными гормона роста гиббереллина, а также изучение активности генов в западной и восточной сторонах стебля подтвердило эту гипотезу. Причем оказалось, что рост западной стороны стебля, более интенсивный ночью, происходит «по умолчанию», а необходимый днем рост восточной — регулируется светочувствительными механизмами (в частности перераспределением гормона ауксина под действием фототропинов).
Изменения температуры цветка в течение суток
Источник
Генетики выяснили, как подсолнух поворачивается к Солнцу
МОСКВА, 5 авг – РИА Новости. Подсолнухи обладают удивительным умением постоянно «смотреть» на Солнце благодаря мутации, поменявшей работу их «внутренних часов» таким образом, что они крайне необычно дирижируют ростом его клеток, заставляя соцветие вращаться с востока на запад в светлое время суток, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
«То, что растение имеет представление о том, когда и откуда взойдет Солнце, заставило меня предположить, что существует связь между «биочасами» и той цепочкой белков и генов, которые управляют ростом подсолнухов. Помимо того, что так цветок получает больше света, он еще и больше привлекает пчел, так как они любят теплые поверхности», — заявила Стэйси Хармер (Stacey Harmer) из университета Калифорнии в Дэвисе (США).
Опираясь на это предположение, Хармер и ее коллеги раскрыли одну из самых старых и интересных загадок ботаники, изучая работу так называемых циркадных ритмов, управляющих всеми процессами внутри клеток растений и животных в зависимости от времени суток, и их влияния на работу оксина – белка-стимулятора роста.
Для этого авторы статьи вырастили несколько подсолнухов, часть из которых высадили в лаборатории, где постоянно был включен свет, а другие – на обычном поле. Часть растений ученые закрепили в кадках таким образом, что они не могли поворачиваться за Солнцем, что позволило им оценить последствия отказа от подобного эволюционного приспособления.
Источник
Зачем подсолнухи поворачиваются к солнцу (2 фото)
Как же оно узнает, когда и откуда взойдет солнце? В 2016 году ученые Калифорнийского университета в Дэвисе и Университета Виргинии выяснили, что подсолнухи руководствуются внутренними биоритмами. Это доказал эксперимент. Часть подсолнухов ученые высадили в лаборатории, в которой постоянно был включен свет. А другую часть — в поле, закрепив при этом некоторые растения таким образом, чтобы они не могли разворачиваться. Оказалось, что при искусственном изменении длительности светового дня растения утрачивали способность ориентироваться на солнце. Следовательно, подсолнухи, выращенные в лаборатории и в поле, но в закрепленном состоянии, «терялись» во времени. Как следствие, их соцветия росли медленнее, а листья были меньше. Более того, они дали на 10% меньше урожая, чем те подсолнухи, которые росли в естественных условиях.
Помимо накопления большей биомассы способность подсолнухов поворачиваться вслед за солнцем имеет еще одно преимущество: позволяет привлекать больше насекомых-опылителей. Причина простая: утром соцветия повернуты на восток, что помогает им быстрее прогреться. А пчелы предпочитают теплые цветки и потому подлетают к подсолнуху намного чаще, чем к растениям, обращенным по утрам на запад.
Источник
Почему подсолнух поворачивается к солнцу?
Пока подсолнухи растут, их головы (корзинки) поворачиваются взад и вперед, чтобы следить за солнцем в течение дня
Подсолнухи смотрят на восходящее солнце, потому что повышенное утреннее тепло привлекает больше пчел, а также помогает растениям более эффективно размножаться.
«Удивительно, что они смотрят на восток», — сказала Стейси Хармер, профессор биологии растений из Калифорнийского университета в Дэвисе и автор новой научной статьи. «Им лучше смотреть на восток, так как они производят больше потомства».
Пока подсолнухи растут, их головы (корзинки) поворачиваются взад и вперед, чтобы следить за солнцем в течение дня. Предыдущая работа ученых показала, что это отслеживание контролируется внутренними циркадными часами растения.
Но по мере созревания цветочных головок, или корзинок, их стебли становятся жесткими и одеревеневшими, это движение уменьшается до тех пор, пока все головки не будут обращены к утреннему солнцу.
Когда ученые изменили ориентацию подсолнухов, повернув их горшки, они заметили, что цветочные головки, обращенные на восток, привлекают гораздо больше пчел, особенно утром, чем растения, обращенные на запад.
В серии экспериментов исследователи обнаружили, что головки цветов, обращенные на восток, были значительно теплее утром, чем головки цветов, обращенные на запад. По их словам, это тепло приносит пчелам энергию, когда они собирают пищу рано утром. Прямой солнечный свет также освещает ультрафиолетовые пятна на лепестках цветов, которые видны пчелам, но не видны людям.
Ориентация влияет на высвобождение пыльцы и развитие цветов
Подсолнечник на самом деле состоит из сотен, а иногда и тысяч отдельных цветков. Эти отдельные соцветия сначала развиваются на внешнем крае цветочной головки, образуя характерные спиральные узоры.
Ориентация растений также повлияла на развитие цветов и репродуктивный успех. Растения, обращенные на восток, имели тенденцию давать более крупные и тяжелые семена. Они также выпускали пыльцу рано утром, что совпало со временем посещения пчел.
Эти эффекты, казалось, контролировались температурой на цветочной головке. Когда исследователи использовали переносной обогреватель для разогрева растений, обращенных на запад, они смогли получить те же результаты, что и у подсолнухов, обращенных на восток.
Кроме того, исследователи обнаружили, что пыльца растений, обращенных на восток, принесла больше потомства, чем пыльца растений, обращенных на запад.
Источник
Почему подсолнух следует за солнцем?
Способность растений принимать определенное положение под влиянием солнечного света называется гелиотропизмом. В начале XIX века этот термин ввел швейцарский и французский ботаник Огустен Декандоль-старший для описания роста верхушки стебля по направлению к солнцу. Растения умеют тянуться к свету и разворачивают листья для большего захвата лучей. Гелиотропизм характерен не только для подсолнуха, но и, например, для череды, лотоса, эвкалипта.
Гормон роста растений — ауксин — накапливается на той стороне подсолнуха, которая находится в тени, и уже на рассвете она содержит большую концентрацию фитогормона. Получается, что в течение суток одна часть стебля растет быстрее другой, и растение поворачивается в сторону медленнее растущих клеток, то есть к свету.
Как же оно узнает, когда и откуда взойдет солнце? В 2016 году ученые Калифорнийского университета в Дэвисе и Университета Виргинии выяснили, что подсолнухи руководствуются внутренними биоритмами. Это доказал эксперимент. Часть подсолнухов ученые высадили в лаборатории, в которой постоянно был включен свет. А другую часть — в поле, закрепив при этом некоторые растения таким образом, чтобы они не могли разворачиваться. Оказалось, что при искусственном изменении длительности светового дня растения утрачивали способность ориентироваться на солнце. Следовательно, подсолнухи, выращенные в лаборатории и в поле, но в закрепленном состоянии, «терялись» во времени. Как следствие, их соцветия росли медленнее, а листья были меньше. Более того, они дали на 10% меньше урожая, чем те подсолнухи, которые росли в естественных условиях.
Помимо накопления большей биомассы способность подсолнухов поворачиваться вслед за солнцем имеет еще одно преимущество: позволяет привлекать больше насекомых-опылителей. Причина простая: утром соцветия повернуты на восток, что помогает им быстрее прогреться. А пчелы предпочитают теплые цветки и потому подлетают к подсолнуху намного чаще, чем к растениям, обращенным по утрам на запад.
Источник
Все взрослые и дети знают, что подсолнухи всегда поворачиваются цветком к Солнцу. Это утверждение кажется настолько правдивым, что никому и в голову не приходит, ставить его под сомнение. Еще бы, ведь само название «подсолнечник», намекает на особую связь этого растения с Солнцем. Именно поэтому мало кто из нас пытался проверить это утверждение на деле, и еще меньше людей задумывалось о том, как именно двигаются подсолнухи, — ведь у растений нет мышц. Попробуем разобраться.
Подсолнухи всегда следуют за Солнцем?
Для начала стоит прояснить одну очень важную вещь. Утверждение о том, что подсолнухи всегда следуют за Солнцем справедливо только в том случае, если мы говорим о молодых, еще не раскрывшихся цветках подсолнечника. Вопреки распространенному мнению, зрелые цветки подсолнуха не поворачиваются за Солнцем и обычно направлены на восток.
Как двигаются подсолнухи
Нераскрывшиеся бутоны подсолнечника действительно следуют за Солнцем, меняя свое положение в течение дня. Этот феномен называется
гелиотропизмом
.
Секрет движения подсолнечника кроется в неравномерном росте его стебля. По утверждениям ученых, прямые солнечные лучи убивают содержащиеся в стебле гормоны роста, которые называются ауксинами. Неравномерное распределение этих гормонов по стеблю, заставляет подсолнечник расти медленнее с солнечной стороны и быстрее с теневой, наклоняя таким образом весь стебель к солнцу. С изменением положения солнца, меняется и распределение ауксинов по стеблю, что в свою очередь, ведет к изменению наклона цветка.
Как двигаются подсолнухи ночью?
Как мы все знаем, утром нераскрывшиеся бутоны подсолнечника встречают солнце на востоке, а вечером провожают его на западе. Здесь можно было и закончить нашу статью, если бы не одно «но»: с утра бутоны подсолнечника вновь направлены на восток! Возникает вполне логичный вопрос: «как?» Почему ночью, без какого-либо воздействия Солнца, подсолнечник продолжает движение? Более того, как можно заметить из видео ниже, ночью движения подсолнечника происходят с гораздо большей скоростью, чем днем.
К нашему всеобщему разочарованию, ученые пока не могут с уверенностью ответить на этот вопрос. По одной из теорий, ночью клетки подсолнуха выпускают энергию, которая скопилась при наклонении стебля, «отпружинивая» цветок обратно. По другой теории, ночное движение стебля не зависит от солнца и обусловлено «внутренними часами» часами самого подсолнуха.
Почему подсолнух всегда смотрит на восток?
С ростом стебля и утяжелением цветка, перераспределение гормонов роста производит все менее заметный эффект. В конце концов, цветок подсолнуха становится слишком тяжелым, чтобы двигаться. Поэтому после созревания подсолнечник больше не следует за Солнцем и всегда направлен на восток. Но почему именно на восток?
У исследователей также нет точного ответа на этот вопрос. Некоторые ученые утверждают, что в одну из ночей цветок «отпружинивает» в восточную сторону и уже больше не способен повторить свое путешествие на запад.
Как бы то ни было, ученые продолжают исследования подсолнечника, который неожиданно для многих оказался чем-то гораздо более сложным, чем просто цветком, постоянно следующим за Солнцем.
Time Lapse Photography of Sunflowers Tracking the Sun
Night Sunflower Timelapse with Full Moon
Биологи объяснили, зачем подсолнухи поворачиваются к Солнцу
Следя за движением Солнца по небу, подсолнухи стремительно растут, а когда приходит время цвести – замирают «лицом» на восток. Ученые показали, насколько полезны для них такие способности ориентироваться в пространстве.
О способности подсолнухов разворачивать свои цветки следом за Солнцем, с востока на запад, знают и дети. Но даже ученые до сих пор не могли ответить на вопрос о том, действительно ли это движение приносит Helianthus annuus заметную пользу. Это продемонстрировали простые, но эффектные эксперименты, о которых Стейси Хармер (Stacey Harmer) и ее коллеги рассказывают в журнале Science. Ученые просто привязывали их, не давая повернуться, или вращали горшки, нарушая естественный ход движений. И в том, и в другом случае листья растений оказывались примерно на 10% меньше, чем у соседей, которые спокойно поворачивались за Солнцем.
Авторы также провели эксперименты в наглухо изолированном от внешнего света помещении с искусственным освещением, которое автоматически включало то одну, то другую лампу для подсолнухов, имитируя движение Солнца. Цикл этого движения занимал не 24 часа, а целых 30 – и к такому режиму растения адаптироваться не сумели. Их повороты совершенно потеряли согласованность и вернулись в норму только после перевода освещения на 24-часовой цикл. Этот простой эксперимент, по мнению Стейси Хармер с соавторами, показывает, что суточные движения подсолнухов регулируются не столько внешними факторами, сколько внутренними, связанными с циркадными ритмами.
Наконец, с возрастом подсолнух замирает. Зрелый цветок уже не поворачивается к Солнцу, но все-таки, находится в совершенно определенном положении, развернувшись на восток. Как показали ученые, это тоже происходит неспроста. Вновь разворачивая горшки с растениями, авторы ориентировали их раскрытые цветки на запад, следя за количеством насекомых-опылителей, которые посещают те и другие растения. Оказалось, что повернутые к востоку цветки опыляются намного интенсивнее: в холодные утренние часы они прогреваются быстрее и успевают принять впятеро больше насекомых.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Популярное
Найден новый способ получать энергию прямо из воздуха
Детальное изучение недавно обнаруженного бактериального фермента позволило международной группе ученых разработать новый способ получения энергии напрямую из атмосферного воздуха. Крайне необычный фермент способен окислять микроконцентрации молекулярного водорода, и это можно использовать для создания электрического тока. Таким образом, исследование может стать основой для создания нового экологически чистого источника энергии.
«Языковой ИИ» GPT-4 выйдет на следующей неделе с поддержкой изображений и видео
Предыдущее поколение алгоритма обработки естественного языка — GPT-3 — в свое время наделало шуму. Искусственный интеллект генерировал тексты, которые с минимальной доработкой можно было публиковать так, будто они созданы человеком. Следующим шагом стал виртуальный собеседник ChatGPT, который до сих пор не перестает удивлять даже специалистов. На этом фоне появился анонс выхода совершенно новой языковой модели GPT-4, и она обещает настоящую революцию в отрасли.
Генетики впервые изучили ДНК чернобыльских собак
Ученые из США и Польши провели первое геномное исследование бродячих собак, живущих в зоне отчуждения в Чернобыле. Многие из них — потомки четвероногих друзей, оставленных хозяевами во время аварии на АЭС. Исследователи пришли к выводу: у этой популяции есть генетические отличия.
Найден новый способ получать энергию прямо из воздуха
Детальное изучение недавно обнаруженного бактериального фермента позволило международной группе ученых разработать новый способ получения энергии напрямую из атмосферного воздуха. Крайне необычный фермент способен окислять микроконцентрации молекулярного водорода, и это можно использовать для создания электрического тока. Таким образом, исследование может стать основой для создания нового экологически чистого источника энергии.
Отсутствие планеты в поясе астероидов оказалось большой удачей для Солнечной системы
Если бы не влияние Юпитера, то между ним и Марсом могла бы появиться еще одна крупная планета. Возможно, это была бы суперземля — мир, которого очень не хватает в Солнечной системе. Однако моделирование показало, что ее появление грозило бы дестабилизацией орбит большинства соседних планет, а Земля оказалась бы выброшена далеко от Солнца.
[miniorange_social_login]
Не получилось опубликовать!
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Жалоба отправлена
Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.
Спасибо
Аккаунт заблокирован!
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Что-то пошло не так!
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Автор:
06 сентября 2019 17:22
Способность растений принимать определенное положение под влиянием солнечного света называется гелиотропизмом. В начале XIX века этот термин ввел швейцарский и французский ботаник Огустен Декандоль-старший для описания роста верхушки стебля по направлению к солнцу.
Растения умеют тянуться к свету и разворачивают листья для большего захвата лучей. Гелиотропизм характерен не только для подсолнуха, но и, например, для череды, лотоса, эвкалипта.
Гормон роста растений — ауксин — накапливается на той стороне подсолнуха, которая находится в тени, и уже на рассвете она содержит большую концентрацию фитогормона. Получается, что в течение суток одна часть стебля растет быстрее другой, и растение поворачивается в сторону медленнее растущих клеток, то есть к свету.
Как же оно узнает, когда и откуда взойдет солнце? В 2016 году ученые Калифорнийского университета в Дэвисе и Университета Виргинии выяснили, что подсолнухи руководствуются внутренними биоритмами. Это доказал эксперимент. Часть подсолнухов ученые высадили в лаборатории, в которой постоянно был включен свет. А другую часть — в поле, закрепив при этом некоторые растения таким образом, чтобы они не могли разворачиваться. Оказалось, что при искусственном изменении длительности светового дня растения утрачивали способность ориентироваться на солнце. Следовательно, подсолнухи, выращенные в лаборатории и в поле, но в закрепленном состоянии, «терялись» во времени. Как следствие, их соцветия росли медленнее, а листья были меньше. Более того, они дали на 10% меньше урожая, чем те подсолнухи, которые росли в естественных условиях.
Помимо накопления большей биомассы способность подсолнухов поворачиваться вслед за солнцем имеет еще одно преимущество: позволяет привлекать больше насекомых-опылителей. Причина простая: утром соцветия повернуты на восток, что помогает им быстрее прогреться. А пчелы предпочитают теплые цветки и потому подлетают к подсолнуху намного чаще, чем к растениям, обращенным по утрам на запад.
Ссылки по теме: