Alicja Bińkowska
Naukowcy od dawna badają rytm sezonowy roślin. Nie ma w tym nic szczególnie zaskakującego, sami obserwujemy, co dzieje się z otaczającą nas roślinnością wraz ze zmianami pór roku. Oprócz rytmu sezonowego, większość organizmów żywych podlega również rytmowi dobowemu – dnia i nocy.
Tutaj już trzeba być bardziej uważnym obserwatorem, choć zapewne wielu ogrodników dostrzegło, że pewne rośliny otwierają swoje kwiaty rano, a niektóre drzewa składają na noc liście. Rytm dobowy u roślin bada się najczęściej w warunkach laboratoryjnych, z uwagi na ograniczenia przestrzenne są to gatunki raczej skromnych gabarytów. Jednak zespół naukowców z Austrii, Finlandii i Węgier postanowił zrobić to nieco inaczej, bo w warunkach naturalnych i to na tak dużych roślinach, jakimi są drzewa!
Brzozy i lasery
Badacze dokonali pomiaru ruchu dwóch dojrzałych brzóz (Betula pendula) w nocy, a dokładniej od zachodu do wschodu słońca. Eksperymenty przeprowadzono z dwoma różnymi drzewami – jednym w Finlandii, drugim w Austrii – by wykluczyć wpływ pogody i lokalizacji. Zadbali też o szereg innych kwestii, które mogłyby wpłynąć na pomiar: badanie przeprowadzili w bezwietrzne noce we wrześniu, bez opadów, w pobliżu równonocy słonecznej, kiedy dzień i noc są w przybliżeniu równe. Nie zabrakło też zaawansowanych technologii – do pomiaru wykorzystano skanery laserowe wykorzystujące światło podczerwone, które pozwalają dokładnie rejestrować kształt skanowanego obiektu (tworzą one co jakiś czas “mapę” drzewa).
Okazało się, że liście i gałęzie stopniowo opadają w nocy osiągając najniższą pozycję kilka godzin przed wschodem słońca. O poranku drzewa wracały do swojej pierwotnej pozycji w przeciągu kilku godzin. Drzewa zasypiały o zmroku i budziły się wraz z nastaniem dnia. Nie były to spektakularne zmiany pozycji, bo wynosiły około 10 cm, stąd trudno je uchwycić ludzkim okiem.
Bardzo prawdopodobne, że za ruch gałęzi i korony odpowiada bilans wodny komórek, na który wpływa ma dostępność światła w procesie fotosyntezy. W nocy ustaje fotosynteza, stąd zasypianie (czy opadanie drzew) może wynikać ze spadku ciśnienia wody wewnątrz komórek, za sprawą czego liście i gałęzie stają się mniej sztywne, a przez to bardziej podatne na opadanie. Być może drzewa w ten sposób po prostu odpoczywają. Otwarte pozostaje pytanie o przyczyny tego zjawiska – czy działo się tak za sprawą światła słonecznego czy też wewnętrznego zegara dobowego drzew.
Kolejny projekt badawczy przeprowadzony w ubiegłym roku przez zespół naukowców pod kierownictwem Andrása Zlinszky z Centrum Badań Ekologicznych Węgierskiej Akademii Nauk potwierdził występowanie nocnego snu u niektórych gatunków drzew. Jednak jak to zwykle w nauce bywa, sprawa nie jest tak prosta, jakby się mogło początkowo wydawać. Rytm dobowy przejawia się w bardzo zróżnicowany sposób u różnych gatunków roślin i najprawdopodobniej zależy od złożonej mieszanki szeregu czynników anatomicznych, fizjologicznych i morfologicznych. Aż ciarki przechodzą na samą myśl, ile jeszcze tajemnic kryje się wokół nas! Niektóre niestety trudno uchwycić ludzkim okiem, a pewnie mało kto ma pod ręką skaner laserowy, który zabiera ze sobą w weekendowy wypad za miasto. Jednak nasz repertuar zmysłów na sporo nam pozwala, a o świecie roślin wiemy jeszcze naprawdę niewiele.
Bibliografia
Puttonen, E., Briese, C., Mandlburger, G., Wieser, M., Pfennigbauer, M., Zlinszky, A., & Pfeifer, N. (2016). Quantification of overnight movement of birch (Betula pendula) branches and foliage with short interval terrestrial laser scanning. Frontiers in plant science, 7, 222.
Zlinszky, A., Molnár, B., & Barfod, A. (2017). Not all trees sleep the same-high temporal resolution terrestrial laser scanning shows differences in nocturnal plant movement. Frontiers in plant science, 8, 1814.
Zdjęcie otwarciowe: fot. Vian/Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)