Учёные выяснили, почему ростки подсолнечника растут не к самому яркому свету
Биофизики из Израиля, Великобритании и Франции под руководством Ясмины Мероз из Тель-Авивского университета обнаружили, что проростки подсолнечника могут выбирать неверное направление роста даже при наличии более яркого источника света. Результаты исследования опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences, о чём сообщает сайт N + 1. Авторы назвали это явление оптической иллюзией.
Растения не обладают централизованной системой обработки сигналов и ориентируются за счёт локальной интеграции стимулов — так же, как бактерии при хемотаксисе. По поверхности побега разбросаны рецепторы, улавливающие свет, который может падать с разных сторон и с разной силой. Исследователи предположили, что фототропическая трансдукция подчиняется степенному закону: нелинейное преобразование происходит в каждом участке побега отдельно, а векторная сумма локально преобразованных сигналов может дать направление, не совпадающее с самой освещённой точкой.
Для проверки гипотезы учёные облучали проростки подсолнечника однолетнего синим светом с длиной волны 450 нанометров, варьируя интенсивность в диапазоне от 0,7 до 7 Вт/м². Показатель степени трансдукции оказался около 0,3 — преобразование сжимающее, что позволяет растению реагировать на широкий диапазон яркости. Затем проростки поместили между двумя противоположными источниками разной мощности: угол поворота зависел от разности интенсивностей нелинейно, что подтвердило векторную модель.
В финальном эксперименте перпендикулярно плоскости двух сильных источников добавили третий, более слабый. Интенсивность двух противоположных излучателей была почти равной — 3,86 и 3,85 Вт/м², а третий источник оказался значительно слабее — 1,74 Вт/м². Растения выросли в сторону слабого источника, который нарушил симметрию. Это показало, что они не выбрали самую освещённую точку, а пошли по ложному пути из-за нелинейного локального суммирования световых сигналов.
