در قرن هجدهم میلادی،
گیاه شناس سوئدی کارل لینه Carolus Linnaeus طراحی ساعت گل را انجام داد
نوعی ساعت ساخته شده از گیاهان گلدار است
که گل آن در زمان های خاصی از روز، باز و بسته می شود.
طرح لینه بی نقص نبود اما ایده پشت آن درست بود.
گل ها می تواند زمان را بطریقی حس کنند.
نیلوفرهای رونده گلبرگهایش را مانند یک ماشین ساعت در اول صبح میگشایند.
بسته شدن نیلوفرهای آبی نشانۀ اواخر بعد از ظهر میباشد،
گل ماه از نامش پیداست که فقط در آسمان شب، باز می شود.
چه چیزی به گیاهان امکان حس زمان را می دهد؟
البته این تنها گیاهان نیستند که چنین حسی دارند.
بسیاری از موجودات زنده ی روی زمین آگاهی غریزی از
زمان فعلی در چرخه روز دارند.
دلیلش این است چرخه شبانه روزی است
ساعت داخلی که در بدن بسیاری از موجودات تیک تیک می کند.
این ساعت های بیولوژیکی اجازه می دهند که موجودات زنده زمان را دنبال کنند و
نشانههای زیست محیطی که در سازگاری به آنها کمک میکند را دنبال نمایند.
این موضوع بخاطر گردش شبانه روزی کره زمین و تغییر و تحولات وابسته به آن
که آن را در یک تغییرات پی در پی دايمی قرار میدهد، حائز اهمیت است،
گرچه این در یک مسیر قابل پیش بینی تکراری عمل میکند.
چرخه شبانه روزی با علل مختلفی با هم میپیوندند
تا زمان خواب و بیداری و انجام فعالیت های معین
در موجودات را تنظیم کنند.
نور و گرما در گیاهان موجب واکنشهایی
در سطح سلولی می شود.
سلولهای ساقهها، برگها، و گلها دارای فیتوکرومها هستند،
مولکول های کوچکی که نور را تشخیص می دهد.
هنگامی که نور و گرما حضور دارند، فیتوکرومها زنجیره ای از واکنشهای شیمیایی را شروع میکنند،
پیامها را به هستهسلولها انتقال میدهند.
در آنجا عوامل بازسازی شروع به تولید پروتئینها میکنند
که مورد نیازفرآیندهای وابسته به نور هستند،
مانند فتوسنتز.
فتوکرومها نه تنها میزان نوری که گیاه دریافت میکند را حس میکنند،
بلکه همچنین میتواند تفاوت های بسیار کوچک
در توزیع طول موجی که گیاه دریافت می کند را تشخیص دهند.
با این سنجش دقیق
فتوکرومها به گیاه اجازه میدهند تا هم زمان
یعنی تفاوت بین وسط روز و غروب،
و هم مکان ، یعنی قرار داشتن در نورمستقیم آفتاب یا سایه را تشخیص دهد،
و گیاه بتواند واکنشهای شیمیایی را با محیط مطابقت دهد.
این برای سحر خیزان ساخته میشود.
چند ساعت قبل از طلوع خورشید، یک گیاه عادی فعال شده است،
و شروع به تولید الگوهای MRNA (آرانای پیامرسان) برای ماشین فتوسنتز میکند.
همانطور که فتوکرومها نور خورشید بیشتری را دریافت میکنند
گیاه مولکولهای دریافت کننده نور خود را آماده میکند
تا بتواند فتوسنتزکرده و درطول صبح رشد کند.
بعد از جمع آوری نور صبح،
گیاهان بقیه روز را صرف ساخت زنجیرهای طولانی از انرژی
به شکل گلوکز پلیمری، مانند نشاسته می کنند.
در غروب افتاب، کار روزانه تمام میشود،
و گیاه در شب غیر فعال میشود.
در نبود نور خورشید،
متابولیسم و رشد کرده،
نشاستههای حاصل از جمع آوری انرژی روز قبل را میشکنند.
خیلی از گیاهان چرخه فصلی نیز دارند.
در بهار که یخهای زمستان آب میشود،
فتوکرومها روزهای طولانیتر و نور بیشتر را تشخیص میدهند،
و یک مکانیزم که هنوز ناشناخته است تغییر دما را تشخیص میدهد.
این سیستمها خبر را به تمام گیاه می رساند
و باعث میشود که گیاه گل بدهد
و برای گردافشانی از طریق هوای گرم آماده شود.
چرخه شبانهروزی ارتباط بین یک گیاه و محیط زیست آن را برقرار میسازد.
این نواسانات از خود گیاه نیز نشات میگیرد.
هر یک از آنها چرخه از پیش تعریف شده ای نیز دارند.
حتی این ساعتها میتوانند نوسانات خودشان را
با تغییرات محیط تنظیم کنند.
در سیارهای که تغییرات پی در پی دائمی رخ می دهد،
چرخه شبانهروزی، گیاهانش را قادر میسازد تا برنامه درست
و زمان خودشان را نگه دارند.