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
Как и почему подсолнухи поворачиваются к Солнцу?
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.
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.
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.
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.
Источник
Как поворачивается подсолнух за солнцем. Почему подсолнухи поворачиваются к солнцу?
Популярные материалы
Today’s:
Как поворачивается подсолнух за солнцем. Почему подсолнухи поворачиваются к солнцу?
Подсолнух – удивительное растение, которое воистину можно назвать чудом флоры. Это теплый, солнечный цветок, символ лета и солнца, согревает сердце и душу. В каждой культуре подсолнуху предается особое значение. Например, в Китае подсолнух символизирует долгожительство и наделяется магической силой. В Японии подсолнух в цветочном календаре обозначает последний месяц лета – август. В христианской вере подсолнух принято считать символом любви Господа и признаком религиозной души. В европейской культуре подсолнух символизирует благодарность. Такая ассоциация связана с удивительность способностью чудо — цветка поворачиваться к солнцу, как бы выражая благодарность за свою красоту и тепло солнечных лучей. В геральдике цветы подсолнуха означает солнце, тепло, мир и благодать.
Наверное, не найдется ни одного человека, который хотя бы раз в жизни не задавал вопрос: «Почему подсолнухи поворачиваются к солнцу?» . На первый взгляд достаточно простой вопрос, но правильный ответ мало кто знает.
Ученые установили, что «чудеса» подсолнухи творят благодаря особенному строению стебля. Стебель подсолнуха, устремленный на запад, в ночное время суток растет быстрей. Так, миллиметр за миллиметром цветочек продвигает свою «макушку» и утром встречает солнце на востоке. А днем все происходит с точность наоборот: восточная часть стебля растет быстрее западной. Такие «трюки» подсолнух творит, чтобы получить больше солнечной энергии – на 15 процентов больше. Когда подсолнух полностью созревает, он теряет способность двигаться за солнцем и всегда смотрит на восток!
Как поворачивается ребенок в животе. Как понять, каким образом лежит ребенок в животе у матери:
Во-первых, будущая мать должна прислушиваться к своим ощущениям. Если самые сильные толчки ощущаются в области ребер, то, скорее всего ребенок повернулся головкой вниз.
Если же ребенок бьет мать в живот ниже пупка, либо удары отдают в таз (и в мочевой пузырь), то не исключено, что дитя находится в тазовом предлежании.
Еще очень показателен в этом плане живот. В еговерхней части можно заметить округлую объемную часть ребенка. Это либо головка, либо попа. Надавив на нее сверху вниз, можно почувствовать, что тело ребенка опускается, значит вы надавили на попу и малыш находится в головном предлежании. Когда же объемная часть смещается отдельно от тела, то вероятнее всего, это голова малыша (то есть возможно тазовое предлежание).
Более точно же определить, как лежит плод в животе у будущей роженицы, можно следующими способами:
О них далее и пойдет речь.
— определение положения ребенка по сердцебиению
Это самый простой способ. Для него нужен стетоскоп или стетофонендоскоп — простой прибор для прослушивания тонов. Он есть у любого доктора. Выполнить процедуру может, как врач-гинеколог, так и кто-нибудь из близких.
Женщина ложится на спину, стетоскоп прикладывают к ее животу. Начинают обычно снизу, затем прослушивают с боков. Там, где будут слышны удары наиболее четко и ритмично, и располагается сердечко ребенка. Обычный сердечный ритм малыша — 120-160 ударов в минуту, при отклонениях от этих цифр следует обратиться к гинекологу.
О тазовом предлежании может говорить приглушенный тон сердцебиения. И сердце будет располагаться выше, чем при головном. Обычно в данных случаях оно располагается на уровне пупка.
— определение положения ребенка по «карте живота»
Американская акушерка Гейл Талли (штат Миннесота) предложила свою систему определения расположения ребенка в утробе матери.
Суть ее заключается в следующем:
- На бумаге изображается карта живота в виде круга, который делится на четыре части. В верхней находится дно матки, а в нижней — лобковая кость. При этом правый бок женщины — это левая часть карты, а левый — правая.
- Отмечаются места, где чувствуются сильные и слабые пинки, где иногда появляется большая выпуклость,с какой стороны живот тверже.Там, где пинки самые сильные, скорее всего находятся ножки малыша, а где толчки легкие и менее импульсивные, там находятся ручки.
- Если будущей роженице определяли сердцебиение плода, то на карте также нужно отметить соответствующим знаком сердечко ребенка.
- При заполнении карты необходимо помнить о том, что у ребенка располагается в противоположных плоскостях. Это — живот и спинка, ножки и ручки, головка и ягодицы. Здесь есть опасность спутать стопы с головкой – если они выпирают, то выпуклость будет округлой; ручки и ножки у малыша согнуты, твёрдое место в животе напротив ножек – это спина. Придумывать ничего не нужно. Четко отмечайте то, что есть.
- Далее можно взять любую игрушку, у которой есть все части тела, что и у ребенка, и расположить ее на карте соответственно. Если ребенок в правильном, головном предлежании, то игрушка будет находиться вниз головой. Далее ее нужно развернуть в ту сторону, где находятся ножки. Если ручки малыша мать ощущает впереди живота над лобком, скорее всего ребенок находится в заднем положении затылочного предлежания -лицом вперед и его спинка находится рядом со спиной мамы.
- Определяется название положения. Оно включает ответы на вопросы: к левому или правому боку матери повернута спинка малыша, какая часть тела входит в таз первой (затылок или крестец, лицо или лоб), и к какой стороне тела женщины (задней, передней или к бедру) она развернута. Положение плода шифруется латинскими буквами и является своеобразным ключом при родоразрешении.
Как поворачивается голова у совы. 5 фактов о совах, которые вас поразят
Совы , которых можно встретить на всех континентах кроме Антарктики, в течение столетий занимают надежное место в культуре и мифологии человека. Их воспринимают по-разному – от символов мудрости и удачи до дьявольских предвестников смерти. Откуда же взялась такая выдающаяся роль в истории и символике? Отчасти она связана со странностями анатомии, ведь особенности в строении тела отличает сов от всех других птиц.
Многие виды ведут ночной образ жизни, они летают практически бесшумно и могут поразительно крутить головой. Благодаря исключительному маскирующему оперению их легче услышать, чем увидеть, а лица этих птиц необычайно выразительные. Все это делает сов очень особенными. Вот пять черт, благодаря которым они кажутся одновременно и жутковатыми, и удивительными.
Необычные глаза
У сов нет глазных яблок . Их органы зрения скорее следует называть глазными трубками. Они имеют вытянутую форму, а на месте их удерживают склеротические кольца – костистые структуры в черепе. Из-за этого совы не могут двигать или вращать глазами, и именно потому настолько повышена подвижность их шеи, но об этом мы узнаем больше.
Так как глаза сов направлены вперед, у них бинокулярное зрение, аналогичное человеческому, а это значит, что они могут видеть предметы одновременно обоими глазами. Это дает птицам отличную способность оценивать высоту, вес и расстояние. Однако в то время как у людей 180-градусный обзор и при этом 140 градусов бинокулярного зрения, у сов эти показатели составляют соответственно 110 и 70 градусов. Но недостаток бинокулярного зрения они с лихвой восполняют превосходным ночным видением и дальнозоркостью.
Однако из-за такой дальнозоркости они не видят предметы вблизи. В момент ловли добычи совы используют нитевидные перья на клюве и лапах, позволяющие им ощущать добычу.
И наконец, у сов не одно и даже не два, а целых три века: одно для моргания, одно для сна и одно для поддержания глаз в чистоте.
Подвижная шея
Давайте сразу определимся – совы не могут оборачивать голову на 360 градусов. Может показаться, что это не так, но на самом деле угол составляет только 135 градусов в любом направлении от ровного положения. Таким образом, в совокупности совы обладают поразительной подвижностью шеи – 270 градусов.
Сложно повернуть голову даже так, чтобы посмотреть за свое плечо, а потому совы демонстрируют поразительные адаптации . Во-первых, вместо семи позвонков в шее, как в среднем бывает у птиц, у сов их в два раза больше. Но 14 позвонков в шее – это еще не все усовершенствования. У них есть ряд физиологических особенностей, позволяющих выжить при таком быстром и резком повороте головы. Так, дополнительные кровеносные сосуды подают кровь в голову, когда из-за угла поворота головы останавливается кровообращение через обычную систему. Кроме того, сосуды лежат в специальных воздушных прослойках, сберегающих целостность артерий в момент резкого поворота головы.
Видео движение подсолнуха за сонцем — миф
Источник