Растения используют сахара для определения времени суток
Растения используют сахара, чтобы определять время суток, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature.
Как и животные, растения имеют 24-часовые «биологические часы» — циркадный ритм. Этот внутренний таймер позволяет растениям измерять время даже в отсутствие света — они не просто реагируют на восход солнца, а «знают», что он наступит, и заранее регулируют свою биологию. Эта способность дает важное конкурентное преимущество и жизненно важна для таких процессов, как цветение, выделение аромата и движение листьев.
Ученые из Кембриджского университета, финансируемые BBSRC, изучали, как растения устанавливают и поддерживают эти внутренние часы. Они обнаружили, что ключевую роль в отсчете времени играют сахара, производимые растениями.
Растения производят сахар в процессе фотосинтеза, преобразуя энергию солнца в химическую форму, необходимую для роста и функционирования.
Новое исследование показало, что эти сахара также влияют на циркадные ритмы. Ученые изучали их эффект, наблюдая за ростками в среде без CO2 (чтобы подавить фотосинтез), а также за генетически модифицированными растениями. Было установлено, что выработка сахаров регулирует ключевые гены, ответственные за 24-часовой ритм.
Ведущий исследователь д-р Алекс Уэбб объясняет: «Наше исследование показывает, что уровень сахара в растении играет жизненно важную роль в синхронизации циркадных ритмов с окружающей средой. Например, подавление фотосинтеза замедляло внутренние часы растения на 2–3 часа».
Исследование демонстрирует, что фотосинтез сильно влияет на установление и поддержание устойчивых циркадных ритмов у растений Arabidopsis, что указывает на критическую роль метаболизма в регуляции циркадных часов.
Д-р Майк Хейдон, выполнивший большую часть работы, добавляет: «Накопление сахара в растении обеспечивает своего рода обратную связь для циркадного цикла — примерно как перезагрузка секундомера. Мы полагаем, что это может быть способом сообщить растению, что энергия в форме сахаров доступна для выполнения важных метаболических задач. Это перекликается с более ранними исследованиями, показавшими, что время приема пищи может влиять на фазу периферических часов у животных».