De zon volgend
Gedurende de dag volgen zonnebloemen de zon, terwijl s’ nachts ze zichzelf ‘resetten, klaar om de dag oostwaarts kijkend te beginnen. Een proces dat onderzoekers heliotropism noemen, of wel het volgen van de zon. Het achterliggende regulatie mechanisme is nog steeds onbekend. Al proberen onderzoekers van de Universiteit van Californië hier wel licht op te schijnen met hun nieuwste publicatie in Plos Biology.
Zonnebloemen en andere heliotropische planten volgen de zon. Dit doen ze door gedurende de dag iets meer te groeien aan de zonnekant. Om zichzelf vervolgens te resetten groeien ze gedurende de nacht iets meer aan de schaduw kant te groeien. Voor een lange tijd verwachte onderzoekers dat heliotropisme een combinatie was van fototropisme, of wel het groeien naar het licht, en autostraightening, of wel het recht tegen de zwaartekracht in groeien. Dus toen de onderzoekers probeerde uit te vinden hoe heliotropisme is gereguleerd, verwachte ze dat dit overlapte met dat van fototropisme en autostraightening. Maar dit bleek niet zo te zijn.
Om een hint te krijgen van hoe de plant heliotropisme reguleert bestudeerde de onderzoekers gen expressie met behulp van het sequensen van RNA. Hiervoor groeide ze twee weken oude zonnebloemen of te wel binnen met blauw licht van een kant komend, of wel buiten. Van de binnen groeiende planten verzamelde ze monsters gedurende de dag van zowel de schaduw als lichte kant van de stengel. Voor de planten die buiten groeide namens ze monsters van zowel de oost als west kant van de stengel. Vervolgens vergeleken ze de analyse uitkomst van deze monsters.
Dit onderzoek heeft het licht geschenen op hoe het niet is gereguleerd
De onderzoekers zagen bij de monsters van de planten die binnen groeide wat ze verwachte. Waarbij genen betrokken bij fototropisme gedurende de dag een verschillende expressie hadden afhankelijk of ze aan de schaduw of lichte zijde van de stengel bevonden. Een tweede set genen, die waarschijnlijk betrokken waren bij autostraigthening, waren actief gedurende de nacht. Tot nu toe als verwacht.
Maar toen de onderzoekers een de gegevens van de monsters van de buiten groeiende planten bestudeerde vonden ze iets anders. Ze zagen dat bij de genen die een verschil in expressie hadden, dit verschil hem lag in het dag-nacht ritme van deze genen, niet aan of de monsters van de oost of west kant van de plant kwamen. Te gelijker tijd zagen ze een heel subtiel effect fototropisme of autostraigthening op de gen expressie. Maar meer alsof heliotropisme iets was dat onderhouden moest worden, waarbij geen verandering in gen expressie bij nodig was.
Om deze hypothese te testen bestudeerde de onderzoekers plant in de eerste dagen nadat ze van binnen naar buiten verplaatst waren. Hierbij zagen ze activatie van enkele bekende fototropisme genen tijdens de eerste dag. Maar alleen gedurende de eerste buiten dag. Het effect was de volgende dag alweer verdwenen.
Al heeft deze studie het regulatie mechanisme van heliotropisme niet ontdekt. Wel heeft het licht geschenen op hoe het niet is gereguleerd. Al heeft heliotropisme wanneer de plant het aanzet iets van overlap met fototropisme, zodra heliotropisme is opgestart onderhoud de plant dit op een nog onbekende manier.
Literatuur
Brooks CJ, Atamian HS, Harmer SL (2023) Multiple light signaling pathways control solar tracking in sunflowers. PLOS Biology 21(10): e3002344. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002344
Plant en Zo 