Πώς τα νεογέννητα φυτά στρέφονται προς το φως

Το μπλε φως ενεργοποιεί έναν άγνωστο ως σήμερα κυτταρικό μηχανισμό που αναγκάζει τα βλαστάρια των φυτών να γέρνουν προ το φως, ανακάλυψαν ερευνητές του Πανεπιστημίου Πρίνστον στις ΗΠΑ.

Τα περισσότερα φυτά είναι γνωστό ότι παρουσιάζουν φωτοτροπισμό, αναπτύσσονται δηλαδή προς το φως. Ο μηχανισμός της συμπεριφοράς αυτής είναι ωστόσο διαφορετικός στους ώριμους βλαστούς, τις ρίζες και τα φύτρα.

Στους βλαστούς ενός ώριμου φυτού ο φωτοτροπισμός εξαρτάται από την ορμόνη αυξίνη, η οποία έχει την τάση να συγκεντρώνεται στην πιο σκιερή πλευρά του βλαστού και αναγκάζει τα κύτταρα αυτών των περιοχών να επιμηκύνονται. Ως αποτέλεσμα, η σκοτεινή πλευρά αναπτύσσεται ταχύτερα από τη φωτεινή με αποτέλεσμα ο βλαστός να γέρνει τελικά προς το φως. Στις ρίζες, πάλι, ένας διαφορετικός μηχανισμός δημιουργεί αρνητικό φωτοτροπισμό και ωθεί το ακρόριζο προς το σκοτάδι του εδάφους.

Τα νεογέννητα σπορόφυτα είναι διαφορετική περίπτωση. Όπως επισημαίνουν οι συγγραφείς της νέας μελέτης, σε προηγούμενα πειράματα είχε παρατηρηθεί τυχαία ότι τα κύτταρα των φύτρων αντιδρούν στο φως του γαλάζιου λέιζερ που χρησιμοποιείται σε ορισμένα μικροσκόπια.

Εντός δέκα λεπτών μετά την έκθεσή τους στο μπλε φως, τα κύτταρα εμφανίζουν μια δραστική αλλαγή στον εσωτερικό σκελετό τους, γνωστό ως κυτταροσκελετό: οι μικροσωληνίσκοι, μακρόστενα μόρια του κυτταροσκελετού, άρχισαν να αναπτύσσονται κάθετα στους υφιστάμενους.

Η νέα μελέτη δείχνει ότι η αλλαγή της διεύθυνσης των μικροσωληνίσκων επηρεάζει την κατεύθυνση προς την οποία αναπτύσσονται τα κύτταρα και τα κάνει να στρέφονται προς το φως.

Σε πρώτη φάση, τα κύτταρα των σπορόφυτων αντιλαμβάνονται από πού έρχεται το φως με τη βοήθεια της φωτοευαίσθητης πρωτεΐνης φωτοτροπίνης. Η ενεργοποίηση της φωτοτροπίνης ενεργοποιεί με τη σειρά της μια άλλη πρωτεΐνη, την κατανίνη.

Η κατανίνη κόβει τους μικροσωληνίσκους στη μέση και δημιουργεί έτσι δύο ελεύθερα άκρα, από τα οποία μπορούν να αναπτυχθούν νέοι μικροσωληνίσκοι. Κάθε φορά που ένας μικροσωληνίσκος αναπτύσσεται κάθετα προς τους προϋπάρχοντες μικροσωληνίσκους δημιουργούνται νέες διασταυρώσεις, τις οποίες στη συνέχεια κόβει η κατανίνη. Εντός λίγων λεπτών από την έκθεση στο φως, το κύτταρο δημιουργεί ένα «δέντρο» μικροσωληνίσκων οι οποίοι είναι κάθετοι στους προϋπάρχοντες και δείχνουν στο κύτταρο προς τα πού πρέπει να αναπτυχθεί.

Δεδομένου μάλιστα ότι η πρωινή λιακάδα είναι πιο πλούσια σε μπλε φως σε σχέση με το ηλιοβασίλεμα, τα σπορόφυτα που αναπτύσσονται σε ανοιχτούς χώρους θα έχουν την τάση να στρέφονται στην ανατολή.

Η μελέτη δημοσιεύεται στο Science.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ