Így alszanak a fák, miután leszállt az éj!
A magyar-finn-osztrák kutatókból álló csoport új módszert dolgozott ki a fák alvásának mérésére. A vizsgált fákról lézerszkenneléssel nagy pontosságú és részletességű modellt készítettek, és ezt az éjszaka folyamán óránként ismételték. Meglepő eredményre jutottak.
Éjszaka a fák is alszanak!Forrás: pexels.com
Ébrenlét és alvásForrás: tuwien.ac.at
A legtöbb élőlény alkalmazkodik a nappalok és éjszakák váltakozásához, így a növények is: a virágok általában reggel nyílnak, számos fa levelei éjjel összecsukódnak. A tudósok évszázadok óta kutatják a növények napi ritmusát, például a svéd természettudós, orvos és botanikus, Carl von Linné vetette papírra azon megfigyelését, miszerint a napokon át sötét pincében tartott virágok továbbra is nyílnak és csukódnak, Charles Darwin pedig leírta a növényi hajtások éjszakai mozgását, amit alvásnak nevezett. - és igaza is volt, a növények valóban mozognak alvás közben...
| A virágok nyílása, összecsukódása is olyan mozgás amely inger - fény-árnyék - hatására, a sejtek belsejében, a sejt feszességében bekövetkező hirtelen változás eredményeként jön létre. A fényintenzitás ingadozása váltja ki például a Fehér mécsvirágnál (Melandrium album) a virágnyílást, míg a kifejezetten árnyékkedvelő Erdei madársóska (Oxalis acetosella) levelei erős fényben, mint a lepkeszárnyak, összecsukódnak. A legtöbb növény azonban - az emberhez hasonlóan - éjjel tér "nyugovóra", és zárkózik be, a tulipántól a kikericsig. Ez egy speciális nasztiás mozgás, az úgynevezett niktinasztia, vagyis a növények egyes részeinek, különösen a lomb- és virágleveleknek a fény és sötétség időszaki változása okozta mozgása, amelyet a növények alvásának is neveznek. Míg a jelenség mögött álló mechanizmus ismert: sötétben és hűvösben a virágok legalsó szirmai gyorsabban növekednek, mint a legfelsők, és ennek kényszerítő hatására a virág becsukódik; addig annak magyarázatára, hogy miért fejlődtek egyes növények így, mások meg nem, többféle magyarázat is született. A növények mozgásáról itt olvashat. |
A mai napig zajlanak cserépben nevelt, kisméretű növények megfigyelésére irányuló laborvizsgálatok, azonban azt eddig nem lehetett tudni, hogy a megfigyelt törvényszerűségek mennyire alkalmazhatóak a fákra. Ennek mérésére dolgozott ki a kutatócsoport egy új módszert: A vizsgált fákról lézerszkenneléssel nagy pontosságú és részletességű modellt készítettek, és ezt az éjszaka folyamán óránként ismételték
Beigazolódott, hogy a fák ágai és levelei éjszaka lejjebb ereszkednek. A változás szisztematikus volt, az ötméteres nyírfákon fokozatosan nyolc-tíz centimétert mozdultak lefelé az ágak és levelek éjszaka. Napkelte előtt érték el a legalacsonyabb pozíciójukat, majd hajnalban néhány óra alatt visszatértek korábbi helyzetükbe. Az esetleges külső hatások kizárása érdekében ugyanazt a mérést két, egymástól több mint ezer kilométeres távolságban lévő fán is elvégezték: Ausztriában és Finnországban az őszi napéjegyenlőség idején. A körülmények kedvezőek voltak, sem szél, sem harmat nem zavarta a munkát.
Ébrenlét és alvásForrás: tuwien.ac.at
Az eddigi kutatások főként a növények napi ritmusának sejtszintű genetikai hátterét tárták fel, ugyanakkor az egész növény szintjén bekövetkező térbeli változások vizsgálatában áttörést hozhat a kutatók által kidolgozott módszer. Korábban is ismert volt egyes fák, például az akác leveleinek alvómozgása, de nem feltételezték, hogy ez más fajokra is kiterjed. "Az pedig, hogy az ágak is mozognak, különösen váratlan számunkra, bármennyire ésszerűnek tűnik is utólag" - véli Zlinszky András, a kutatócsoport biológusa, az MTA Ökológiai Kutatóközpont Balatoni Limnológiai Intézet kutatója. Ezt korábban azért nem mutatták ki, mert a növény alakjának változását laboratóriumban tartott kisebb növényeken nehezebb mérni, hiszen a várható elmozdulások is kisebbek, ráadásul a fényképezéshez használt fény megzavarhatja a növényi alvómozgásokat. A kutatócsoport által használt lézerszkenner infravörös tartományban dolgozik, és mindig csak egy néhány milliméteres pontot a másodperc törtrészéig megvilágítva tapogatta le a fák alakját. Néhány perc alatt nyolcmillió pontban mérték fel milliméteres pontossággal a fákat, így sikeresen igazolták az éjszaka során történő alakváltozásokat.
Eetu Puttonennek, a Finn Geodéziai Kutatóintézet munkatársának beszámolója szerint azt egyelőre még nem tudják, hogy a Nap "ébresztette-e fel" a fákat, vagy a saját belső ritmusuk a naptól függetlenül. Ezt valóban nehéz eldönteni:
| Az már néhány éve ismert volt, hogy az emberi szervezethez hasonlóan a fáknak is van belső órájuk, amellyel sejtjeik működését a napszakok váltakozásához tudják igazítani. Ennek köszönhetően képesek szabályozni például a víz- és szén-dioxid-gazdálkodásukat. Ezt a nagyjából 24 órás ciklust nevezzük cirkadián ritmusnak. (A kifejezés a latin circulus -kör- és dies, diei -nap- szavakból tevődik össze, szó szerinti jelentése „körülbelül egy napos.) A cirkadián ritmusokat az élőlény saját belső időmérő rendszere vezérli, melyet egyes külső, szinkronizáló stimulusok segítenek beállítani. (szerk: Ez nagyjából olyan, mint mikor a frissen vásárolt okostelefonunkkal még nem csatlakozunk az internetre, így pontatlan dátum és idő jelenik meg a kijelzőn, ám amint eszközünk képes szinkronizálni egy időszerverrel, a helymeghatározásnak köszönhetően azonnal frissül az időzónának megfelelő óra és perc.) A fák esetében ilyen a napfény is, mely az egyik legfontosabb külső, szinkronizáló stimulus. (Az emberi szervezet és a természetes fény kapcsolatáról itt olvashat.) |
Tehát a kérdésre bár még nincs tudományos válasz, annyi bizonyos, hogy a kutatás merőben új információkkal szolgál a kronobiológia számára, mely résztudomány sejt- illetve molekuláris szinten kutatja az élőlények működésének összefüggéseit a Nap-Hold ritmus periodicitásaival kapcsolatban.
A kutatás következő lépésében újabb fák felmérését tervezik, szorosan nyomon követve egyúttal a víz mozgását is a törzsben és az ágakban. Ilyen vizsgálatokkal fény derülhet majd arra is, mikor és mennyi vizet vesznek fel a fák a talajból, és párologtatják el a leveleiken, illetve hogyan hatnak a környezetük hőmérsékletére és páratartalmára nappal és éjszaka.
