Saulėgrąžos garsėja tuo, kad „seka“ Saulę, tačiau laboratorinis eksperimentas parodė netikėtą elgesį: apšviesti trimis dirbtinės šviesos šaltiniais daigai ėmė augti ne link ryškiausios, o link silpniausios lempos.
Naujoje studijoje mokslininkai stebėjo maždaug savaitės amžiaus saulėgrąžų daigus, kurių aukštis siekė 1–3 centimetrus. Juos veikė mėlynos LED lempos, o stiebo linkimas buvo fiksuojamas nuotraukomis bent 21 valandą.
Paprastame bandyme su viena lempa daigai, kaip ir tikėtasi, krypo į šviesos pusę: kuo intensyviau ji švietė, tuo labiau jie linko. Vis dėlto atsakas nebuvo tiesinis – padvigubinus šviesos intensyvumą, linkimas nepadvigubėdavo.
Dar įdomiau buvo tada, kai šviesa pradėjo „konkuruoti“ iš kelių krypčių: tyrėjai parodė, kad augalai geba sujungti skirtingus signalus ir pasirinkti augimo kryptį pagal biologines taisykles, kurios primena savotišką skaičiavimą – nors augalai neturi nervų sistemos.
Kaip daigai reagavo į skirtingas lempas
Kai lempos buvo dvi ir stovėjo priešingose pusėse, daigai daugiausia krypo link ryškesnės. Kuo didesnis ryškumo skirtumas tarp lempų, tuo labiau stiebas persvirdavo į stipresnės šviesos pusę.
Trečiajame eksperimente tyrėjai pastatė dvi vienodai ryškias lempas priešpriešiais, o trečią – statmenai joms, ir ji buvo mažiau nei perpus silpnesnė už kitas dvi. Būtent čia paaiškėjo netikėtas efektas.
Iš 34 daigų vidutinė augimo kryptis beveik tiksliai rodė į tą trečią, silpnesnę lempą, nors atskirų augalų reakcijos skyrėsi. Tyrėjų paaiškinimas paprastas: du stiprūs, vienodai „traukiantys“ signalai iš priešingų pusių iš esmės vienas kitą panaikino, tad kryptį nulėmė likęs – silpnesnis – šoninis signalas.
Rezultatas meta iššūkį supaprastintai idėjai, kad augalai visada linksta ten, kur šviesos daugiausia. Pasirodo, svarbu ne vien bendras ryškumas, bet ir tai, kaip signalai „susideda“ augalo audiniuose.
Kas vyksta augalo stiebe
Mokslininkai aiškina, kad šviesą augalai aptinka fototropinais vadinamais baltymais, susitelkusiais netoli stiebo paviršiaus. Skirtingos stiebo dalys „matuoja“ į jas patenkančią šviesą, o tai sukelia netolygų augimą – viena pusė pailgėja kitaip nei kita, ir stiebas išlinksta.
Svarbi detalė ta, kad augalo reakcija į šviesą yra tarsi „suspausta“: dvigubai ryškesnis šaltinis sukelia mažiau nei dvigubai stipresnį biologinį atsaką. Todėl augalas, spręsdamas „į kurią pusę augti“, remiasi jau apdorotais signalais, o ne paprasčiausiai sudeda šviesos kiekius.
Studijos bendraautorė, Tel Avivo universiteto profesorė Yasmine Meroz pranešime teigė, kad toks „skaičiavimas“ atsiranda iš lokalaus šviesos jutimo ir apdorojimo visame stiebe. Kitaip tariant, kryptis gali būti kolektyvinis daugybės mažų „matuoklių“ rezultatas.
Modelis užsimena ir apie „optinę iliuziją“
Tyrėjai taip pat sukūrė matematinį modelį, kuris leidžia manyti, kad augalai tam tikromis sąlygomis gali krypti šiek tiek ne visai ta kryptimi, kur šviesos daugiausia – tarsi patirdami „optinę iliuziją“. Tai nereiškia, kad augalai mato kaip žmonės, tačiau jų jutimo sistema gali šiek tiek iškreipti krypties „įvertinimą“.
Vis dėlto šio efekto realiuose stebėjimuose dar nepavyko patikimai užfiksuoti: modelis prognozuoja iki maždaug 6 laipsnių skirtumą, o jauni saulėgrąžų stiebai natūraliai juda ir „sūpuojasi“, todėl mažus nuokrypius sunku atskirti.
Tyrimas publikuotas žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) ir papildo supratimą, kaip augalai „sprendžia“ krypties uždavinius, kai šviesa sklinda iš kelių pusių vienu metu.
Leave a Reply