Исследователи проверили, воспринимают ли растения солнечное затмение как ночь

21 августа 2017 года полное солнечное затмение наблюдалось на узкой полосе шириной около 70 миль от Орегона до Южной Каролины. Учёные из Университета Миссури-Колумбия, расположенного на этой линии, исследовали реакцию растений на 45 минут постепенно уменьшающегося света, 2 минуты 36 секунд полной темноты и последующее возвращение света и тепла.

Целью было понять, есть ли у растений циркадный ритм — внутренние часы, отдельные от реакции на изменение освещённости.

Методология и наблюдаемые растения

Исследователи под руководством Тима Рейнботта наблюдали четыре типа растений с разными привычками:

• Мимоза: закрывает листья на ночь и при прикосновении.
• Оксалис (пурпурный клевер): закрывает листья и складывает цветы на ночь.
• Соя, испытывающая засуху: складывает листья днём и раскрывает ночью.
• Кукуруза, испытывающая засуху: скручивается днём и распрямляется ночью.

Для эксперимента одну мимозу предварительно подвергли 72 часам света, другую — 72 часам темноты, а третья росла в нормальном световом цикле.

Результаты и выводы

Реакция растений была неоднозначной:

• Мимоза с нормальным циклом отреагировала на затмение, закрыв листья, как на закате. Однако мимозы, предварительно подвергнутые 72 часам света или темноты, не отреагировали на затмение. Учёные предполагают, что это связано с потерей фоторецепторов к определённым длинам волн (синим и красным/дальним красным) из-за длительного воздействия, а также с различиями в световом спектре во время затмения и на закате.
• Оксалис в жаркий день был с закрытыми листьями для сохранения влаги. Во время затмения его листья раскрылись, а после — снова закрылись. Однако цветы оксалиса не сложились, как это происходит в сумерках. Это указывает на наличие у растения циркадного ритма: оно отреагировало только на изменение температуры, а не на изменение света.
• Кукуруза, испытывающая засуху, видимо не изменилась.
• Соя, испытывающая засуху, раскрылась во время затмения и снова сложилась после, но неясно, была ли причина в свете или температуре. Её поведение совпало с ночным, что говорит об отсутствии циркадного ритма.

Исследователи планируют продолжить изучение во время следующего полного затмения в этом регионе в 2024 году, сосредоточившись на фотосинтезе, управлении водой и роли светового спектра в запуске циркадных ритмов растений.