Efekat pomračenja Sunca na biljke
Kada se Mesec nađe u ravni između Zemlje i Sunca dobijamo efekat koji nazivamo pomračenje Sunca. Ovaj događaj se otprilike dešava na svakih 6 meseci i može se videti samo sa određenih područja Zemlje. Ljubiteljima astronomskih pojava ovakvi fenomeni predstavljaju idealne trenutke za posmatranje nebeskih tela. Međutim, ne odgovaraju sva živa bića istim ponašanjem na iste događaje. Šta se to dešava sa biljnim organizmima kada nastupi pomračenje Sunca?
Naučnike je zainteresovalo ovo pitanje, a idealna prilika za istraživanje im je pružena 21. avgusta 2017. godine, kada se iz nekih delova Amerike moglo zapaziti potpuno pomračenje Sunca.
Cirkadijalni ritam
Smatra se da neke biljke, kao i životinje, poseduju cirkadijalni ritam. Njegova uloga je u usklađivanju metaboličkih funkcija sa promenama u spoljašnjoj sredini. Pomoću njega biljka prepoznaje godišnja doba, saznaje kada izlazi, a kada zalazi Sunce, određuje vreme za rast, klijanje, cvetanje… Cirkadijalni ritam kontroliše ključne procese kao što su: morfogeneza, hormonska signalizacija, aklimatizacija stresa, odbrambeni odgovor, metabolizam ugljenika… Pošto imaju ustaljen takozvani „unutrašnji sat”, naučnike je zanimalo da li bi biljke uopšte reagovale na pomračenje. Ali, ono što nije dokazano jeste da li sve biljne vrste odlikuje cirkadijalni ritam ili je ipak to karakteristika određenih vrsta.
Uticaj cirkadijalnog ritma na biljke
Izgled cveta i lista biljke sa dnevno-noćnim promenama tokom dana (levo) i noći (desno)
Noć jednaka pomračenju?
Eksperimenti su rađeni na Univerzitetu Misuri u Kolumbiji. Najbolji način da se dođe do odgovora jeste da se za eksperiment uzmu biljke sa različitim navikama kada su u pitanju dnevno-noćne aktivnosti. Zbog toga, promene su ispitivane na mimozi (Acacia dealbata), ljubičastoj detelini (Oxalis triangularis), soji (Glycine max) i kukuruzu (Zea mays).
Mimoza zatvara svoje listove pri dodiru i kada je mrak. Ljubičasta detelina takođe zatvara svoje listove noću, ali i povija cvetove. Soja kada je izložena suši, listove zatvara preko dana, a noću ih otvara, kao i kukuruz koji ih takođe usled suše preko dana uvija, a noću odmotava.
Mimoza (Acacia dealbata)
Izvor: https://www.nature-and-garden.com/wp-content/uploads/sites/4/2020/02/acacia-dealbata-care.jpg
Ljubičasta detelina (Oxalis triangularis)
Izvor: https://www.easytogrowbulbs.com/products/oxalis-triangularis-purple-shamrock?variant=42687350284
Soja (Glycine max)
Izvor: https://newfs.s3.amazonaws.com/taxon-images-1000s1000/Fabaceae/glycine-max-le-hschwartz-a.jpg
Kukuruz (Zea mays)
Izvor: https://cdn.britannica.com/65/120965-050-1A70BF40/Corn.jpg
Mimoza je na pomračenje reagovala zatvaranjem svojih listova — kao da je pala noć. To važi za mimozu koja je prethodno izložena normalnom dnevno-noćnom ciklusu. Međutim, naučnici su pratili promene i kod mimoza koje su pre pomračenja izložili uslovima konstantne svetlosti ili mraka tokom 72 sata. One nisu reagovale na pomračenje. Pretpostavlja se da je uzrok tome to što su biljke, koje su bile izložene ovakvim konstantnim uslovima, izgubile fotoreceptore za odgovarajuće talasne dužine, tačnije, za plavu i crvenu. Verovatno je došlo do promene svetlosnog spektra, a to je sprečilo reakciju na pomračenje.
Tokom tog dana, pošto je temperatura bila visoka, listovi ljubičaste deteline bili su presavijeni kako bi se smanjilo odavanje vode. Kako je pomračenje nadolazilo, listovi su se otvorili, a kada se završilo, listovi su se ponovo zavorili. Međutim, biljka nije povijala svoje cvetove, kako to obično radi kada padne mrak. Zaključak je da je ljubičasta detelina reagovala samo na promenu temperature, pa je zbog toga otvorila svoje listove, ali da promena svetlosti nije uticala na njen cirkadijalni ritam.
Soja je otvorila listove prilikom pomračenja, a nakon toga ih je zatvorila, ali se ne zna da li se to dogodilo pod uticajem promene temperature ili promene svetlosti. Ovo nam pokazuje da soja ne poseduje cirkadijalni ritam. Zanimljivo je da kukuruz nije pokazao nikakve promene tokom ovog pomračenja.
Rezultati eksperimenta
Izvor: https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/hires/2017/doeseclipsee.jpg
Zatvaranje cveta tokom pomračenja
Izvor: https://cdn.mos.cms.futurecdn.net/Z7PYCYcoC7giUaxx2N9WGC.jpg
Uticaj na fotosintezu
Na Univerzitetu u Vajomingu uticaj potpunog pomračenja ispitivan je na biljci Artemisia tridentata iz roda pelina. Otkriveno je da čak i kratkotrajno smanjenje sunčevih zraka koji dopiru do biljke izaziva smanjenu aktivnost fotosinteze i transpiracije, a takođe i prekid cirkadijalnog ritma. Pomračenje predstavlja neočekivani događaj za biljke, a to potencijalno uzrokuje promene u ekspresiji nekih gena, kako bi se što bolje prilagodile iznenadnoj situaciji. Svaka od ovakvih promena dovodi do niza fizioloških prilagođavanja, poput regulacije brzine karboksilacije ili regulisanja metabolizma šećera. Nakon ove, takoreći stresne situacije, biljkama je potrebno od nekoliko minuta do nekoliko sati da se prilagode normalnim uslovima, a to uključuje fotoprotektivne i fotoinhibitorne mehanizme.
Biljke brzim rešenjima odgovaraju na promene
Izvor: https://cff2.earth.com/uploads/2017/12/13201257/Plants-respond-unexpectedly-to-a-total-eclipse-.jpg
Ovakve promene u biljnim organizmima nije lako ispitati, jer pomračenja traju relativno kratko, ali naučnici smatraju da ima još mnogo toga što se može istražiti, kao što je npr. uloga svetlosnog spektra i koji su uzroci pokretanja cirkadijalnog ritma kod biljaka. Sledeće veliko pomračenje desiće se 8. aprila 2024. godine i videćemo kakva otkrića o živim organizmima će nam doneti.
Izvori:
- https://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171213095542.htm
- Daniel P. Beverly, Carmela R. Guadagno, Mario Bretfeld, Heather N. Speckman, Shannon E.
- Albeke, Brent E. Ewers. Hydraulic and photosynthetic responses of big sagebrush to the 2017
- total solar eclipse. Scientific Reports, 2019
- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.836244/full
