We hebben misschien begrepen hoe zonnebloemen het zonlicht volgen
Zonnebloemen staan bekend om hun unieke eigenschap, inherent aan hun naam: het volgen van de zon. Maar hoe slagen ze erin dat te doen? Uit een onderzoek is gebleken dat ze een ander mechanisme volgen dan tot nu toe bekend. Dit is wat het is.
Heliotropisme, het vermogen van zonnebloemen om de zon te volgen
Pixabay
Zonnebloemen, behorend tot het geslacht Helianthus, zijn niet alleen geliefd vanwege hun levendigheid die de velden verlicht, maar ook vanwege hun positieve symboliek en hun praktische bruikbaarheid. De bloem van de zonnebloem is iconisch vanwege zijn kenmerkende vorm en felgele kleur, samengesteld uit kleine buisvormige bloemkronen die rond een centrum zijn gerangschikt, dat vaak donkerder is en lijkt op een spiraalvormige compositie. De opstelling van bloemblaadjes rond de centrale kern wordt een bloemhoofd genoemd. De bekendste eigenschap van zonnebloemen is dat ze overdag de beweging van de zon langs de hemel volgen.
Dit fenomeen staat bekend als heliotropisme en treedt vooral op als de plant zich nog in de ontwikkelingsfase bevindt. Juist dit heeft hen tot symbolen van positiviteit, geluk en vitaliteit gemaakt. De wetenschap heeft dit vermogen lange tijd bestudeerd en kwam tot verschillende hypothesen die door een nieuwe studie nu weer onder de aandacht zijn gebracht.
In het laboratorium gekweekte en buiten gekweekte zonnebloemen vergeleken
Pixabay
Een team plantenbiologen van de Universiteit van Californië, in Davis, onderzocht het gedrag van zonnebloemen. Uitgaande van de veronderstelling dat een hoog percentage planten is uitgerust met fototropisme, oftewel het vermogen om zich te ontwikkelen door een lichtbron te volgen, theoretiseerden de onderzoekers dat het heliotropisme van zonnebloemen hetzelfde mechanisme volgde, gereguleerd door fototropine, een fotoreceptormolecuul dat een sleutelrol speelt bij het reguleren van de groei en ontwikkeling als reactie op licht. Dit eiwit is verantwoordelijk voor de perceptie van blauw licht en ultraviolet licht in planten: wanneer deze een intensere lichtrichting of een bepaalde golflengte waarnemen, activeren fototropines een reeks cellulaire reacties die leiden tot de groei van de plant in die specifieke richting.
Eerder had het laboratorium van de professor plantenbiologie Stacey Harmer, aan het UC Davis College of Biological Sciences, benadrukt hoe zonnebloemen hun interne circadiane klok benutten om de zonsopgang voor zonsopgang te voorspellen en het openen van de bloemen te organiseren wanneer bestuivende insecten in de vroege ochtend arriveren. In het nieuwe onderzoek onderzocht Harmer, samen met oud-student Christopher Brooks en onderzoeker van Hagatop Atamian, de genen die actief waren in in het laboratorium gekweekte zonnebloemen vergeleken met die in de open lucht.
Hoe volgen zonnebloemen de zon? De hypothese van fototropine uitgesloten
Pixabay
Zonnebloemen die binnen worden gekweekt groeiden door blauw licht te volgen en genen te activeren die verband houden met fototropine. Degenen die buiten waren gekweekt en de bewegingen van de zon met oscillerende bewegingen volgden, onthulden dat ze een totaal andere genetische expressie hadden. Bij deze planten wordt hoofdbeweging mogelijk gemaakt door differentiële groei van cellen aan de achterkant van de scheut, die zich sneller ontwikkelen dan die aan de voorkant, waardoor de scheut in de richting van de zon afbuigt. Tijdens de vroege ochtenduren is de kop van de zonnebloem naar het oosten gericht en volgt de beweging van het zonlicht. In de loop van de dag past de plant de groei van de cellen op de achterkant aan, zodat de kop de zon volgt terwijl deze naar het westen beweegt. Door dit fenomeen kunnen zonnebloemen de opname van zonlicht gedurende de dag maximaliseren, waardoor de fotosynthese wordt verbeterd en een optimale groei van de plant wordt bevorderd. Zodra de zon ondergaat, kan de zonnebloemkop terugkeren naar zijn oorspronkelijke positie op het oosten, in afwachting van de volgende zonsopgang.
De onderzoekers vonden geen merkbaar verschil tussen de twee zijden van de stengel. "Het lijkt erop dat we de weg van fototropine hebben uitgesloten, maar we hebben geen sterk bewijs gevonden," zei Harmer. Het gebruik van schaduwboxen om zonnebloemen te beschermen tegen blauwe, rode en ultraviolette lichtbronnen had geen invloed op het heliotropisme van de planten. Dit suggereert dat er verschillende routes zijn om verschillende golflengten van licht te volgen. “Dit was een totale verrassing voor ons”, zegt Harmer, die van plan is het onderzoek voort te zetten door de eiwitregulatie in zonnebloemen te analyseren.
Toen de in het laboratorium gekweekte planten eenmaal naar buiten waren verplaatst, leerden ze snel de zon te volgen. Toen dit echter gebeurde, vond er een krachtige genexpressie plaats op het deel van de zonnebloemen dat in de schaduw stond, die daarna nooit meer verscheen. Volgens de auteurs van het onderzoek zou dit een aanwijzing kunnen zijn voor een soort herbedrading van de planten. “Dingen die je definieert in een gecontroleerde omgeving zoals een groeikamer werken misschien niet in de echte wereld”, concludeerde Harmer.
Zonnebloemen hebben daarom echt zonlicht nodig om in al hun prachtige essentie te kunnen bloeien, zelfs als het ware mechanisme in mysterie gehuld blijft.
