Подсолнухи смотрят на восходящее солнце, потому что повышенное утреннее тепло привлекает больше пчел, а также помогает растениям более эффективно размножаться, согласно исследованию, проведенному учеными из Калифорнийского университета в Дэвисе. Результаты были опубликованы 9 августа в New Phytologist.
«Поразительно, что они смотрят на восток», - сказала Стейси Хармер, профессор биологии растений Колледжа биологических наук Калифорнийского университета в Дэвисе и старший автор статьи. «Им лучше смотреть на восток, так как они производят больше потомства».
Пока подсолнухи растут, их головы поворачиваются взад и вперед, чтобы следить за солнцем в течение дня. Предыдущая работа лаборатории Хармера показала, что это отслеживание контролируется внутренними циркадными часами растения.
Но по мере того, как цветочные головки, или капитула, созревают и их стебли становятся жесткими и деревянистыми, это движение уменьшается до тех пор, пока все головки не будут обращены к утреннему солнцу.
Когда постдокторант Ники Крю изменила ориентацию подсолнухов, перевернув их горшки, она заметила, что цветочные головки, обращенные на восток, привлекают гораздо больше пчел, особенно утром, чем растения, обращенные на запад.
В ходе серии экспериментов Creux, Harmer и их коллеги обнаружили, что цветочные головки, обращенные на восток, по утрам были значительно теплее, чем цветочные головки, обращенные на запад. По словам Хармера, это тепло дает энергию пчелам, собирающим пищу рано утром. Прямые солнечные лучи также освещают ультрафиолетовые пятна на цветочных лепестках, которые видны пчелам, но не человеческому глазу.
Ориентация влияет на выброс пыльцы и развитие цветка
Подсолнух на самом деле состоит из сотен, а иногда и тысяч отдельных цветков. Эти отдельные соцветия сначала развиваются на внешнем краю цветочной головки, образуя характерные спиральные узоры.
Ориентация растений также повлияла на развитие цветка и репродуктивный успех. Растения, ориентированные на восток, имели тенденцию давать более крупные и тяжелые семена. Они также выпускали пыльцу рано утром, что совпадало с временем посещения пчелами.
Эти эффекты, по-видимому, контролировались температурой головки цветка. Когда исследователи использовали переносной обогреватель для обогрева головок, обращенных на запад, они смогли получить такие же результаты, как и для цветочных головок, обращенных на восток.
Наконец, Эван Браун, студент бакалавриата под руководством Бена Блэкмана из Университета Вирджинии, взял стерильные мужские растения, которые могли производить семена, но не производили пыльцу, и окружил их нормальными растениями, обращенными на восток или запад. Используя генотипирование, они смогли определить, были ли растения с мужской стерильностью опылены растениями, обращенными на восток или на запад. Команда обнаружила, что пыльца растений, обращенных на восток, дает больше потомства, чем пыльца растений, обращенных на запад.
Работа была поддержана грантами от NSF и Министерства сельского хозяйства США - Национального института продовольствия и сельского хозяйства.