Zamanın var mı Sameer mishra / Shutterstock

Birden fazla zaman diliminde seyahat etmiş ve acı çekmiş olan herkes jet gecikmesi ne kadar güçlü olduğumuzu anlayacağız biyolojik saatler. Aslında, insan vücudundaki her hücrenin, vücudun bir 24 saatlik döngüde ürettiği birçok protein sayısında günlük bir yükselme ve düşüş üretebilen kendi moleküler saati vardır. Beyin kullanarak vücudun geri kalanını senkronize tutan bir ana saat içerir. ışık sinyalleri gözle çevre ile zaman içinde tutmak için.

Bitkiler, şafaktan önce fotosentez için bitki hazırlayan, günün saatini söylemelerine yardımcı olan benzer sirkadiyen ritimlere sahiptir. ısı koruma mekanizmalarının açılması günün en sıcak bölümünden önce ve tozlayıcıların ziyaret etmesi en muhtemel olan nektar üretmek. Ve tıpkı insanlarda olduğu gibi, bitkideki her hücrenin kendi saati varmış gibi görünüyor.

Gözlerimiz ve beynimiz, vücuttaki etkinliği günün saatine göre koordine etmek için güneş ışığına güvenir. Yomogi1 / Shutterstock

Ancak insanlardan farklı olarak, bitkilerin saatlerini senkronize tutacak beyinleri yoktur. Peki bitkiler hücresel ritimlerini nasıl koordine eder? bizim yeni araştırma bitkideki tüm hücrelerin kısmen yerel öz-örgütlenme denilen bir şeyle koordine olduğunu gösterir. Bu etkili bir şekilde bitki hücrelerinin zamanlamalarını komşu hücrelerle iletişim kurmalarına benzer şekilde balık okulları ve kuş sürüleri komşularıyla etkileşime girerek hareketlerini koordine edin.

Önceki arama Saatin zamanının bir bitkinin farklı yerlerinde farklı olduğunu buldum. Bu farklılıklar, farklı organlarda saat proteini üretiminde günlük zirvelerin zamanlaması ölçülerek tespit edilebilir. Bu saat proteinleri biyolojik işlemlerde 24 saatlik salınımları üretir.

Örneğin, saat proteinleri, şafaktan hemen önce yapraklarda fotosentezden sorumlu diğer proteinlerin üretimini aktive eder. Bitkilerin, tüm bitkinin uyum içinde kalmasını sağlamak için zamanlamalarını nasıl koordine ettiğimizi anlamamıza yardımcı olmak için saati tesisin tüm büyük organlarında incelemeye karar verdik.

Bitkileri kene yapan nedir?

Bunu balina tereğinde bulduk (Arabidopsis thalianafideler, saat proteinlerinin sayısı her organda farklı zamanlarda tepe yapar. Yapraklar, kökler ve saplar gibi organlar, ışık ve sıcaklık gibi yerel mikro ortamlarından farklı sinyaller alır ve bu bilgiyi bağımsız bir şekilde kendi hızlarını belirlemek için kullanır.

Farklı organlardaki ritimler senkronize değilse, bitkiler bir tür iç jet gecikmesinden muzdarip midir? Bireysel farklı organlardaki saatler farklı zamanlarda zirve yaparken, bu tam bir kaosla sonuçlanmadı. Şaşırtıcı bir şekilde, hücreler, komşu hücrelerin zaman içinde hafifçe gerisinde kaldığı, uzaysal dalga kalıpları oluşturmaya başladı. Biraz stadyum ya da kalabalığın içinde dalga benzeri bir hareket yaratmak için yanlarındaki insanların peşinden koşan "Meksika" spor hayranları dalgası gibi.

Bitki hücreleri, zamanı koordine etmek için komşuları arasında iletişim kurarlar. James Locke, Yazar sağladı

Çalışmamız, bu dalgaların hücreler iletişim kurmaya başladığında organlar arasındaki farklardan kaynaklandığını gösteriyor. Bir hücrede saat proteini sayısı doruğa ulaştığında, hücre bunu ilk hücrenin yolunu izleyen ve daha fazla saat proteini üreten daha yavaş komşularına iletir. Bu hücreler daha sonra komşularına da aynı şeyi yapar. Bu tür desenler, doğada başka bir yerde gözlenebilir. Bazı ateşböceği türleri, uzaysal dalga kalıplarını oluştururlar flaşlarını senkronize et Komşularıyla.

Hücreler tarafından yapılan yerel karar alma, aralarındaki sinyallerle birleştirilerek, bitkilerin beyinsiz karar vermesi olabilir. Bitkinin farklı bölgelerindeki hücrelerin nasıl büyüyecekleri konusunda farklı kararlar vermelerini sağlar. Sürgündeki ve kökteki hücreler, büyümeyi yerel koşullarına göre ayrı ayrı optimize edebilir. Sürgün ışığın engellenmediği yerlere doğru eğilebilir ve kökler suya veya daha fazla besin bakımından zengin topraklara doğru büyüyebilir. Ayrıca bitkilerin organ kaybından kurtulmak Hasar veya bir otobur tarafından yenilerek.

Bu, bitkilerin, çevrelerinde meydana gelen değişimlerle başa çıkmak için büyümelerini ve gelişimlerini sürekli olarak nasıl adapte edebildiklerini açıklayabilir; Bitkilerin kararları nasıl aldıklarını anlamak, bilim adamlarının iklim değişikliğiyle gittikçe değişen ortamlarına cevap verebilecek yeni bitki çeşitlerini yetiştirmelerine yardımcı olacak.

Yazarlar Hakkında

Mark Greenwood, Hücresel Biyoloji Doktora Araştırmacısı, University of Cambridge ve James Locke, Sistem Biyolojisinde Araştırma Grubu Lideri, University of Cambridge

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.

ing