Πώς τα φυτά καταλαβαίνουν το χρόνο - Ντάσα Σάβετζ

Δείτε όλο το μάθημα εδώ: http://ed.ted.com/lessons/how-plants-tell-time-dasha-savage

Τα χωνάκια ξεδιπλώνουν τα πέταλά τους σαν ωρολογιακός μηχανισμός νωρίς το πρωί. Ένα νούφαρο που κλείνει δηλώνει ότι είναι αργά το απόγευμα. Τα φεγγαρολούλουδα, όπως υποδηλώνει το όνομα τους, ανθούν μόνο τη νύχτα. Τι δίνει στα φυτά αυτήν την έμφυτη αίσθηση του χρόνου; Η Ντάσα Σαβετζ διερευνά πώς οι κιρκαδικοί ρυθμοί λειτουργούν ως ένα είδος εσωτερικού ρολογιού, τόσο στην πανίδα όσο και στη χλωρίδα.

Μάθημα από τη Ντάσα Σαβετζ, ψηφιακή κινούμενη απεικόνιση από τον Άβι Οφέρ.

Τον 18ο αιώνα,

ο Σουηδός βοτανολόγος Κάρολος Λινναίος
σχεδίασε το ρολόι λουλουδιών,

ένα ρολόι φτιαγμένο από φυτά

που ανθούν και κλείνουν
συγκεκριμένες ώρες της ημέρας.

Το σχέδιο του δεν ήταν τέλειο,
η ιδέα όμως πίσω από αυτό ήταν σωστή.

Πράγματι, τα λουλούδια νιώθουν
το χρόνο, κατά έναν τρόπο.

Τα χωνάκια ξεδιπλώνουν τα πέταλά τους
ακριβώς την ίδια ώρα νωρίς το πρωί.

Ένα νούφαρο που κλείνει
δείχνει ότι είναι αργά το απόγευμα

και τα φεγγαρολούλουδα, όπως δηλώνει
το όνομα τους, ανθούν μόνο τη νύχτα.

Τι δίνει όμως στα φυτά
την εσωτερική αίσθηση του χρόνου;

Βέβαια, δεν είναι μόνο τα φυτά.

Πολλοί οργανισμοί στη γη
έχουν έμφυτη επίγνωση

της θέσης τους στον κύκλο της ημέρας.

Αυτό οφείλεται στους κιρκαδικούς ρυθμούς,

τους εσωτερικούς ρυθμιστές χρόνου

που χτυπούν μέσα σε πολλούς
ζωντανούς οργανισμούς.

Με αυτά τα βιολογικά ρολόγια
οι οργανισμοί συγχρονίζονται

και λαμβάνουν περιβαλλοντικά σήματα
που τους βοηθούν να προσαρμοστούν.

Αυτό είναι σημαντικό διότι
οι περιστροφές του πλανήτη

μας βάζουν σε μια κατάσταση συνεχούς ροής,

με ωστόσο προβλέψιμο
και επαναλαμβανόμενο τρόπο.

Οι κιρκαδικοι ρυθμοί ενσωματώνουν
διάφορα σήματα

που ρυθμίζουν το πότε ένας οργανισμός
πρέπει να ξυπνά και να κοιμάται

και να εκτελεί ορισμένες δραστηριότητες.

Για τα φυτά το φως και η θερμοκρασία
είναι σήματα που ενεργοποιούν αντιδράσεις

που γίνονται σε μοριακή κλίμακα.

Τα κύτταρα των βλαστών, των φύλλων
και των λουλουδιών περιέχουν φυτοχρώματα,

μικροσκοπικά κύτταρα που εντοπίζουν φως.

Όταν συμβαίνει αυτό,
τα φυτοχρώματα ξεκινούν

μια αλυσίδα χημικών αντιδράσεων,

περνώντας το μήνυμα
στους κυτταρικούς πυρήνες.

Εκεί, παράγοντες μεταγραφής
πυροδοτούν την κατασκευή πρωτεϊνών

που χρειάζονται για τη διεκπεραίωση
διαδικασιών που εξαρτώνται από φως,

όπως η φωτοσύνθεση.

Αυτά τα φυτοχρώματα, όχι μόνο νιώθουν
την ποσότητα φωτός που δέχεται το φυτό,

αλλά μπορούν να εντοπίζουν
τις ελάχιστες διαφορές

στην κατανομή των μηκών κύματος
που δέχονται τα φυτά.

Με αυτό το τέλειο αισθητήρα,

τα φυτοχρώματα επιτρέπουν
στο φυτό να διακρίνει το χρόνο,

τη διαφορά ανάμεσα στο μεσημέρι
και το απόγευμα,

και τον φυτοχώρο, είτε είναι
στο άμεσο ηλιακό φως είτε στη σκιά,

ώστε να προσαρμόσει τις χημικές
αντιδράσεις του προς το περιβάλλον του.

Αυτό αφορά τους πρωινούς τύπους.

Λίγες ώρες πριν την ανατολή του ήλιου,
ένα τυπικό φυτό είναι ήδη ενεργό,

δημιουργώντας αλυσίδες mRNA
για το μηχανισμό της φωτοσύνθεσης.

Καθώς τα φυτόχρωματα ερευνούν
το αυξανόμενο ηλιακό φως,

το φυτό προετοιμάζει τα μόρια
που συλλαμβάνουν το φως

ώστε να κάνει φωτοσύνθεση
και να ανθίζει όλο το πρωί.

Αφού συλλέξουν το πρωινό φως τους,

τα φυτά χρησιμοποιούν την υπόλοιπη μέρα
για να φτιάξουν μακρές αλυσίδες ενέργειας

στη μορφή των πολυμερών γλυκόζης,
όπως το άμυλο.

Με τη δύση του ήλιου,
η δουλειά της ημέρας έχει γίνει,

αν και ένα φυτό
δεν μένει ανενεργό τη νύχτα.

Χωρίς ηλιακό φως,

μεταβολίζονται και αναπτύσσονται,

διασπώντας το άμυλο από τη συλλογή
ενέργειας της προηγούμενης ημέρας.

Πολλά φυτά έχουν επίσης
εποχιακούς ρυθμούς.

Καθώς η άνοιξη λιώνει
το χειμωνιάτικο πάγο,

τα φυτοχρώματα αισθάνονται

τις μεγαλύτερες ημέρες
και το αυξανόμενο φως

και ένας άγνωστος μηχανισμός

ανιχνεύει την αλλαγή θερμοκρασίας.

Αυτά τα συστήματα μεταφέρουν
τις πληροφορίες σε όλο το φυτό

και το αναγκάζουν να παράγει άνθη

σε προετοιμασία για τους επικονιαστές
που φέρνει ο θερμός καιρός.

Οι κιρκαδικοί ρυθμοί λειτουργούν

ως σύνδεσμος ανάμεσα στο φυτό
και το περιβάλλον του.

Αυτές οι ταλαντώσεις
προέρχονται από τα ίδια τα φυτά.

Το καθένα έχει έναν προκαθορισμένο ρυθμό.

Ακόμη και έτσι, αυτά τα ρολόγια μπορούν
να προσαρμόσουν τις ταλαντώσεις τους

σε περιβαλλοντικές αλλαγές και σήματα.

Σ' έναν πλανήτη που είναι σε συνεχή ροή

οι κιρκαδικοί ρυθμοί επιτρέπουν στο φυτό
να μείνει πιστό στο πρόγραμμά του

και να κρατά το δικό του χρόνο.