В XVIII веке
шведский ботаник Карлос Линней придумал цветочные часы.
Часы были сделаны из цветущих растений,
которые расцветали и закрывались в определённое время суток.
План Линнея был не идеален, но идея была правильной.
Некоторым образом цветы в самом деле могут определять время.
Рассвет раскрывает их лепестки, помогая определить раннее утро.
Закрывающаяся белая лилия сигнализирует о позднем вечере,
а лунные цветки, исходя из названия, распускаются только глубокой ночью.
Но откуда у растений врождённое чувство времени?
И не только у растений.
Многим организмам на Земле присуща осведомлённость
о том, где они находятся в цикле дня.
И это благодаря циркадным ритмам —
внутренним часам, которые «тикают» внутри многих живых организмов.
Эти биологические часы позволяют организмам отслеживать время
и принимать сигналы окружающей среды для адаптации.
Это важно, так как повороты и перевороты планеты
ставят нас в состояние постоянных перемен,
пусть даже повторяющихся и предсказуемых.
Циркадные ритмы включают в себя множество сигналов,
регулирующих, когда организму нужно бодрствовать, спать
и выполнять определённые действия.
Для растений свет и температура — сигналы, которые запускают реакции
на молекулярном уровне.
Клетки в стеблях, листьях и цветках содержат фитохромы —
крошечные молекулы, которые распознают свет.
Когда это случается, фитохромы начинают цепь химических реакций,
передавая информацию в клеточное ядро.
Там транскрипционные факторы вызывают производство белков,
необходимых для выполнения свето-зависимых процессов,
таких как фотосинтез.
Эти фитохромы не только распознаю́т количество света, получаемого растениями,
но ещё и могут определить мельчайшие различия
в распределении длин волн, принимаемых растением.
Благодаря этому отлаженному механизму,
фитохромы позволяют распознать время,
разницу между серединой дня и вечером
и место, будь то под прямыми лучами солнца или в тени,
позволяя химическим реакциям растений соответствовать окружающей среде.
Это объясняет ранних пташек.
За несколько часов до рассвета обычное растение уже активно,
создавая шаблоны МРНК для фотосинтезирующей машины.
Как только фитохромы обнаруживают увеличение интенсивности солнечного света,
растение готовит свои свето-захватывающие молекулы
для фотосинтеза и роста, происходящих в первой половине дня.
После сбора утреннего света
растения используют остаток дня для синтеза длинных цепочек энергии
в форме полимеров глюкозы, таких как крахмал.
Когда солнце садится, дневная работа окончена,
хотя растение всё равно активно ночью.
В отсутствие солнечного света
растения метаболизируют и растут,
разрушая крахмал, сделанный за день.
Многие растения также имеют сезонные ритмы.
Как только иней тает,
фитохромосомы чувствуют удлинение дней и увеличение света,
и ещё неизвестный нам механизм обнаруживает изменения температуры.
Эти системы передают сигналы по растению
и помогают производить цветки
для опылителей, принесённых теплой погодой.
Циркадные ритмы связывают растение и его окружающую среду.
Эти колебания производят сами растения.
У каждого из них есть свой ритм по умолчанию.
Тем не менее, эти часы могут адаптировать свои колебания
к изменениям и сигналам окружающей среды.
На планете, находящейся в постоянном движении,
циркадные ритмы позволяют растениям оставаться верными их графику
и придерживаться собственного времени.