КАК ПОДСОЛНУХ СЛЕДИТ ЗА СОЛНЦЕМ?

Здравствуйте, друзья!
Летние истории продолжаются. И в БиоТОП пришел вопрос от восьмилетнего Джеймса из Австралии, который прислала его мама Анастасия. 

Моя отдельная благодарность за вопрос! Поскольку подготовка ответа на него, помогла понять очень важные вещи, которые давно осложняют мне жизнь: почему я "сова" и почему легко могу заблудится. Как это связано с подсолнухом? Оказывается, есть связь!

Заинтриговала? Тогда нам пора на поляну. Уже звенит колокольчик, оповещающий о начале нового приключения.

Слониха: Объявляю расследование БиоТОПа открытым.

Кафрский ворон: БиоТОП! БиоТОП!

На поляне появился Илистый прыгун с черной повязкой на глазу.

Слониха: Что с Вами случилось, Илистый прыгун? У Вас глаз болит?

Кафрский ворон: По моему, это он в пиратов играет.

Илистый прыгун (поправляя повязку на глазу): А вот и нет! Я эксперимент провожу. Я недавно телепередачу смотрел про разрушителей легенд. И там выяснялось зачем пираты носили на одном глазу черную повязку. Вроде как, чтобы когда с яркого солнца в темный трюм спускаешься, снимаешь повязку и все тебе видно. И не надо привыкать к темноте по 25 минут.

Сова: И что же, это оказалось правдой?

Илистый прыгун: А я не знаю. Передача вчера поздно шла. Пока показывали рекламу - я заснул... Поэтому с утра решил проверить на собственном опыте. Повязку я на глаз сделал. Осталось только трюм найти, чтобы в него спуститься.

Сурикат: Так в мою норку можно спуститься, там темно, что в трюме.

Илистый прыгун: Благодарю за подсказку, уважаемый Сурикат!

Илистый прыгун скрылся в норе, Сурикат поспешил за рыбой.

Глава 1. Разрушители загадок

Сурикат: Представляете! Это правда! Илистый прыгун даже ведерко с мусором заметил и не перевернул! Но леску он все же не просек.

Из норы появился недовольный Илистый прыгун в чем-то сладком и в перьях.

Сова (выдохнула): Батюшки! Рыба в перьях!

Илистый прыгун (потрясая плавником): Да у вас там не нора, а полоса препятствий... Зачем вареньем-то было обливать!

Сурикат: Это я сигнализацию от воров сделал. Вдруг кто-нибудь мою норку захватит, пока я тут нахожусь. Какой-нибудь сурикат из другой семьи, например! Знаете, они какие ушлые! А так, к захватчику все мухи будут приставать, с вареньем-то.

Илистый прыгун: А что же не предупредили? 

Сова: А это он ради чистоты эксперимента.

Кафрский ворон: Скорее, для липкости.

Галапагосский альбатрос: Зато, Илистый прыгун убедился, что повязка на глазу работает, а Сурикат убедился, что ловушки исправные! Все в выигрыше. 

Сурикат: Ага. Только этот эпизод из нашего спектакля надо вырезать.

Стрекоза: Это, чтобы репутация нашего Илистого прыгуна не пострадала? 

Сурикат: Это, чтобы другие сурикаты, про пиратскую повязку не узнали и про мою полосу препятствий.

Илистый прыгун: Пойду помоюсь. Не хочется быть мишенью для мух.

Орангутан: А ведь, мы тоже можем сегодня поиграть в разрушителей легенд. Вернее, в разрушителей загадок. Вот я вам сейчас загадаю загадки, а вы мне ответ скажите.

Глава 2. Повернулось ли к солнцу золотое донце?

Сурикат (поднимая лапку): Я знаю отгадку! Это подсолнух! Правильно?

Орангутан: Абсолютно! Отгадка верная, но вот загадка - не совсем.

Сова: Не может быть, чтобы народная мудрость ошибалась!

Орангутан: А давайте, проверим! Вы, уважаемая Сова, будете делать опыты с раскрытым цветком подсолнуха, а Сурикат - с цветком в бутоне.

Сурикат: Мой подсолнух не будет за солнцем поворачиваться, ведь он серединкой за солнышком следит.

Орангутан: Вот и проверим. Это нам занятие на весь день. Нам понадобится нитка длинная, гвоздик или шуруп, компас, карандаш или маркер, шаблоны для отслеживания каждого растения, часы.

Чтобы скачать шаблон в полном размере, кликните на изображение. 
Распечатайте рисунок на весь лист А4.

1. Сделаем прорези шаблоне по пунктирным линиям. В центре должно получится отверстие.

2. Проденем лист через прорезь у самой земли на стебель подсолнуха. 

3. Откалибруем шаблон по сторонам света с помощью компаса. Положим рядом компас и  повернем бумагу так, чтобы направления сторон света совпадали с компасом. 

4. Сделаем отвес. Привяжем к концу длинной нитки гвоздик или шуруп.

5. А теперь прикладываем нитку к центру корзинки подсолнуха. И опускаем отвес до бумаги. Напротив отвеса на окружности ставим засечку и записываем время.

6. Измеряем отвесом поворот каждый час или два.

Сурикат (бегая вокруг подсолнуха с ниткой): Куда прикладывать-то? У моего подсолнуха нет с собой корзинки! У меня в норке есть корзинка, я ему сейчас принесу!

Сова: И мне корзинку захватите! Мой подсолнух тоже без корзинки.

Орангутан: Не нужно никуда бегать! Корзинкой у подсолнуха называется соцветие, которое неправильно называют цветком. Получается, что подсолнух это не один цветок, а много-много цветков, собранных вместе. В центре находятся трубчатые цветки - из них потом созреют семечки. А по краям - вытянутые краевые цветки. Они нужны для привлечения насекомых.

Стрекоза (выпучив глаза): А я думала, что по краю у подсолнуха желтые лепестки!

Орангутан: Нет, это не лепестки, а краевые цветки. Лепестки у них срослись в язычок, который и напоминает лепесток. Корзинка есть у всех растений из семейства сложноцветных. И у одуванчика, цикория, ромашки.

Слониха: Получается, мы гадаем по ромашке "Любит - не любит" отрывая цветки, а не лепестки?

Орангутан: Верно!

Сурикат: А зеленые листочки вокруг цветков как называют?

Орангутан: Это обертка.

Сурикат: Как фантик у конфеты.

Сова и Сурикат сделали первое измерение в 6-7 утра, и их подсолнухи смотрели в одну сторону - примерно на восток. Но когда были сделаны замеры в 9, 11, 13 часов, оказалось, что раскрытый желтый подсолнух Совы стоит на месте, а подсолнух Суриката в закрытой корзинке повернулся за солнцем уже до отметки юга. А к вечеру, к 18 часам, нераскрывшийся подсолнух добрался отметки запада. А у Совы так и не сдвинулся с места. 

Сова: Ничего не понимаю! Почему мой подсолнух не поворачивается за солнцем, как говорится в загадках? 

Осьминог: Это особенности фототропизма у подсолнуха. 

Сурикат: Фото-чего?

Осьминог: Фототропизм - это движение растения за солнцем, светом. "Фото" с латинского языка переводится, как свет. А "Тропос" - движение.

Сурикат: Я понял! Так тропинка потому так называется, что "Тропос" означает движение!

Осьминог: Верно.

Сова: Но почему, мой подсолнух не двигался за солнцем? Люди, что слепые были, когда загадки сочиняли?

Осьминог: Не наблюдательные. А двигаться подсолнух перестал, потому что прекратил свой рост. Растения ведь двигаются за счет роста, деления клеток. Молодые подсолнухи растут, вот и вертятся за солнышком. Корзинки открываются с рассветом, когда все подсолнухи повернуты на восток. Ростовые процессы в них приостанавливаются. Там они и остаются.

Сурикат: А почему бы им не смотреть на юг или на север?

Осьминог: Потому что на восточные цветы прилетает с утра в 5 раз больше опылителей, чем на цветы, повернутые на юг или запад. Это ученые проверяли экспериментально. Восточное направление оказалось самым выгодным. 

Сурикат: А ведь мы разрушители загадок! Надо сочинить правильную загадку про подсолнух и его движение. Только я не умею загадки сочинять. 

Осьминог: Это дело поправимое! Детский писатель Джанни Родари, выделил принципы для сочинения загадки.

Сурикат: У меня получилась такая загадка!

Пока корзинка не цветет -

Вслед за солнышком идет.

Как в ней распустится цветок -

Замрет корзинка на восток!

ПС: А у вас какая загадка получилась?

Сова: И все равно, я не понимаю как этот подсолнух так избирательно растет, что поворачивается за солнцем? Глаз ведь у него нет!

Глава 3. Как подсолнух следит за солнцем, если у него нет глаз?

Орангутан: Раньше считалось, что весь секрет движения подсолнуха в особом гормоне растений ауксине. Он накапливается на неосвещенной части цветоноса, в тени, и запускает клеточное деление. И цветонос в результате отклоняется в сторону. На свету ауксин разрушается, и делится начинает уже другая часть цветоноса, которая оказывалась в тени.

Орангутан сделал из пластилина стебелек, изогнул его. Затем стал катать из пластилина шарики - клетки и прикреплять их со стороны изгиба, в месте, где накапливается ауксин. Клеткам было тесно, и они приподняли пластилиновый стебель, меняя его положение.

Сова: И что, ученые оказались неправы, как и народные загадки?

Орангутан: Ученые оказались правы, ауксин принимает участие в росте клеток. Но выяснилось кое-что еще в отношении того, как растения распознают свет, несмотря на то, что у них нет глаз.

Сурикат (рассматривая подсолнух): Если у них нет больших глаз, а свет они чувствуют, значит, у них должны быть очень маленькие глазки, которые так просто не заметишь.

Орангутан: Они не просто маленькие, а молекулярные. Это светочувствительные белки фитохром, фототропин и криптохром. Они-то и обеспечивают чувствительность к свету вместо глаз. Самый важный  светочувствительный белок - криптохром. Отвечает за внутренние часы (биоритмы) у растений и у животных. И участвует в слежении за солнцем, подсказывает куда изгибаться стеблю, и управляет ауксином. 

Сурикат: А почему подсолнух изгибается не где попало, а там, где прикрепляется корзинка?

Осьминог: Это потому, что там находятся особые моторные клетки.

Сурикат: У них есть моторчики? Как у Карлсона?
Сурикат живо представил себе, в каждом существе свои часы, у Мартышки были часы с кукушкой, а у Слонихи - башенные часы. А потом пририсовал воображаемым клеткам моторы.

Осьминог (улыбаясь): Нет, они так называются поскольку участвуют в механизме движения, ведь слово "Мотус" - означает движение. Эти клетки с тонкими стенками и крупными вакуолями. В вакуолях (водных мешочках) накапливается жидкость или наоборот уходит их них. Клетка то набухает, то сдувается. Это помогает быстрому изгибанию цветоноса, или черешка листьев лепестков в нужном направлении.

Орангутан: За счет моторных клеток на черешках поворачиваются листочки эвкалипта ребром к солнцу, чтобы оно их не обжигало. А у люпина, листья, наоборот, перпендикулярны солнцу. У мальвы приземистой листочки следят за солнцем не хуже подсолнуха. Всегда раскрыты по направлению к солнышку. Это уже явление гелиотропизма. "Гелио" - означает "солнце".
ПС: понаблюдайте за листьями люпина, приземистой мальвы, листьями эвкалипта, цветками гелиотропа, как они обращены относительно солнца.

Кафрский ворон: Растения все тянутся к свету. Можно опыты провести.

Опыт: Влияние света на прорастание семян

Материалы: две чашки, ватный диск, марля (бинт), вода, семена фасоли или чечевицы.

1. На дно чашек укладываем ватный диск, марлю увлажняем водой. 

2. Помещаем семена в марлю. одну чашку оставляем на свету, а другую - убираем в темное место, но не холодильник. 

3. Поддерживаем влажность в чашках, но не заливаем.

4. Сравниваем результаты через сутки, через двое, через трое. Пока не проклюнутся ростки. Где раньше это произошло? Влияет ли свет на прорастание семян?

Опыт: Тянутся ли растения к свету?

Материалы: горшочек с торфяной землей, семена кресс-салата, черная бумага, скотч, ножницы.

1. Увлажним землю и разбросаем по ней предварительно замоченные в темноте на сутки семена кресс-салата. Так они быстрее прорастут.

2. Из плотной черной бумаги сделать кулек, закрепить с помощью скотча. В кульке сбоку прорезать небольшое отверстие.

3. Накрыть кульком горшочек. И оставить на пару дней.

4. Когда снимите колпак, обратите внимание на направление роста ростков.

Орангутан (хватаясь за голову): Что-то у меня голова разболелась... Жуткая мигрень!

Слониха: Вот, примите таблетку от головы. Мы с Кафрским вороном собрали аптечку первой помощи на нашей поляне.

Орангутан: Спасибо, председатель! Но я воздержусь от таблетки. Уважаемый Галапагосский Альбатрос, проверьте у метеослужбы, нет ли сегодня магнитной бури?

Галапагосский Альбатрос: Я мигом! Одно крыло здесь, а другой тоже здесь.

Сурикат: Магнитные бури? Это когда в урагане куча магнитиков вращается?

Осьминог: Нет. Это когда случаются вспышки на Солнце, а магнитное поле Земли реагирует на это возмущение.

Альбатрос улетел на метеостанцию, а Орангутан растянулся под деревом с мокрым полотенцем на голове и попросил бананов и чай с ромашкой и мятой. Пока пил чай, вернулся Альбатрос.

Глава 4. Хороший компас погоду не показывает?

Галапагосский Альбатрос: Всё выяснил! Сегодня сильные магнитные бури и вспышки на Солнце средней степени.

Орангутан: Так я и думал! Поэтому принял лекарство.

Стрекоза: Что? Бананы и ромашковый чай - лекарство от магнитных бурь?

Орангутан: Да! Я успокоил последствия вызванные магнитной бурей и моим криптохромом.

Сурикат: А криптохром связан с магнитными бурями?

Орангутан: Конечно! Ведь этот белок не только светочувствительный, он  и магниточувствительный. Криптохром - наш магнитный рецептор, отвечает за чувствование магнитных полей, и умение ориентироваться в пространстве по магнитным полям. Птицы находят дорогу в перелетах благодаря криптохрому, а кошки и собаки находят дорогу домой.

Стрекоза: Получается, что этот белок - наш внутренний компас?

Орангутан: Да.

Сова: А почему тогда от него голова болит?

Орангутан: Очаги белка криптохрома позвоночных находятся в мозге, рядом с центрами, запускающих стресс. При магнитных бурях очаги криптохрома возбуждаются и случайно передают возбуждение центрам стресса ложную тревогу, и организм ведет себя, так как будто попал в беду. У людей со слабым сердцем может даже случится приступ.

Сова: А еще говорят, что хороший компас погоду не показывает! Снова наврали.

Сурикат: У меня голова не болела на магнитную бурю, значит, у меня криптохрома нет?

Орангутан: Он есть у всех. Только у одних существ он вырабатывается больше, а у других - меньше. И расположены его скопления в мозге у кого-то ближе к центрам стресса, а у кого-то - дальше. Криптохром еще и сон регулирует.

Сурикат: Сплю я хорошо, значит, есть у меня криптохром.

Орангутан: У людей с биоритмом "жаворонка", которые рано встают и рано ложатся, криптохрома много. Криптохром  запускает выработку особого гормона мелатонина, от которого хочется спать, как только стемнеет. Обычно, у "жаворонков" это происходит с 21 до 22 часов. А у людей с биоритмом "сов", выработка криптохрома недостаточная, мелатонин у них вырабатывается гораздо позже, в районе 2 часов ночи, и рано они просто физиологически не могут вставать. Таких людей 10%.

Сова: А по опросам, каждый второй человек себя считает "совой".

Орангутан: Это не соответствует действительности. Нужно обращаться в раннее детство, чтобы понять "сова" он или нет, когда ребенок сам просыпается. "Совы" даже в раннем детстве встают поздно. Много людей считают себя "совами", потому что злоупотребляют гаджетами и лампами дневного света по вечерам. 

Осьминог: Они излучают синий свет, а именно его воспринимает криптохром, и блокирует запуск гормона мелатонина. Им просто, за час-другой перед сном нужно все гаджеты выключать, а лампы приглушать. Тогда они быстро заснут.

Сова: Выходит, что "совы" хуже ориентируются на местности, раз у них недостаточно криптохрома вырабатывается?

Орангутан: Могут в трёх соснах заблудиться.

Сурикат: Я теперь всегда буду ходить с Орангутаном, если сосны увижу. У него криптохрома много, он в них не заблудится.

Илистый прыгун появился на поляне.

Илистый прыгун: Насилу отмылся! Я там в соленой луже плавающие листья видел!

Сова: Ну и что же в этом сенсационного? Листья плавают на воде.

Илистый прыгун: Но не ныряют, когда завидят кого-то над лужей. И потом не всплывают к поверхности, когда думают, что опасность позади.

Слониха: Любопытно. Пойдемте посмотрим на эти ныряющие листья.

Глава 5. Солнцеустремленное животное

Друзья собрались возле соленой лужи на берегу. Сначала ничего не было видно. Затем на поверхности появился листок, изгибая края.

Орангутан: Мне кажется это не лист, это какое-то животное.

Из лужи высунулись щупики с прозрачными глазками.

Листик: Чего столпились? Вы мне солнце загораживаете! Фотосинтезировать честному моллюску мешаете.

Осьминог: Так мы с вами родственники! Я моллюск - Осьминог. А вы ...

Листик: А я Зеленая Элизия.

Стрекоза: Какое музыкальное имя!

Сова: Вы кажется чего-то перепутали. Фотосинтезируют растения, а у животных хлоропластов не бывает по определению.

Зеленая Элизия: А у меня и нет хлоропластов, у меня клептопласты.

Сова: А что это такое?

Зеленая Элизия (запела):

ПЕСЕНКА ЗЕЛЕНОЙ ЭЛИЗИИ

(Автор: Астраханцева О.А.)

Рождаюсь я коричневой,

Но к водорослям вмиг,

Элизия приличная

Стремиться напрямик.

Жую их тёркой-радулой

И лишь хроматофор,

Копить в желудке рада я,

Я хлоропластов вор!

Какое это счастье!

Принять в себе участие!

Заставить хлоропласты

Работать на себя.

И станут хлоропласты,

Отныне клептопласты -

Их к пребольшому счастью,

Наворовала я!

Стремится к свету слизень,

Чтоб клептопласты все

Кормили бы Элизию

Во всей ее красе!

Я фотосинтезирую,

И пищу не ищу!

Я солнышку позирую,

И зеленью блещу!

Какое это счастье!

Принять в себе участие!

Заставить хлоропласты

Работать на себя.

И станут хлоропласты,

Отныне клептопласты -

Их к пребольшому счастью,

Наворовала я!

Сова: Вас нужно арестовать, милочка!

Зеленая Элизия: Не наворовала, а позаимствовала и сохранила! Просто это звучало бы не в рифму. Вы же не будете арестовывать каждого, кто питается водорослями? Я сделала из хлоропластов водорослей (хроматофоров) солнечную батарею. Я весьма солнцеустремленный организм. 

Сурикат: Вы питаетесь солнцем?

Зеленая Элизия: В точку! Я всего несколько раз поем водорослей, чтобы накопить хлоропласты, а потом всю жизнь живу за счет их работы. У меня есть специальные выросты кишечника - дивертикулы, в которых я запасаю клептопласты. Эти выросты напоминают жилки у листа. И никого и ничего не ем! Но поскольку, это неродные для меня части, их называют клептопластами. 

Кафрский ворон: Я знаю, что есть такая болезнь - клептомания. Когда воруют все, что плохо лежит, даже если это совсем не нужно им. У сорок, например, пристрастие ко всему блестящему.

Зеленая Элизия: Нет! Это не мой случай! Клептопласты мне жизненно необходимы. Я просто ем водоросли, и встраиваю в себя их части, чтобы стать солнцеедкой. Как и подсолнух, я тоже слежу на солнцем, с помощью криптохрома и глаз. Чтобы свет проникал к моим запасам клептопластам, я обзавелась прозрачной кожей.

Орангутан: Так Вы освоили клеточную инженерию раньше, чем люди!

Зеленая Элизия: Правда? А я и не знала!
Осьминог: Среди беспозвоночных животных много солцелюбов - это и бескишечные плоские черви турбелярии, которые совсем не имеют процесса пищеварения, а живут за счет водорослей внутри прозрачного тела. Метровый двустворчатый моллюск гигантская тридакна, выставляет к свету прозрачную мантию в которой живут различные водоросли. 
Орангутан: И в пресных водах свои солцелюбивые животные! Зеленая гидра частично фотосинтезирует за счет водорослей. А у желтопятнистой саламандры зеленая икра, которую она откладывает на свету. Эмбрионы снабжают кислородом водоросли, заключенные внутри икринки. 
Сурикат: Надо же как все связано воедино! И солнце, и магнитное поле, и биоритмы, и криптохром, и подсолнухи, и компасы! И все живое тянется к свету!
Слониха: Пора заканчивать наше расследование. 
Кафрский ворон: БиоТОП! БиоТОП! Ждет от почемучек новых вопросов.
Сурикат: А играть будем?
Кафрский ворон: А как же! У меня есть математическая игра по парам. Называется "Клептопласты".
Зеленая Элизия: Эта игра в честь меня!

Частичная клеточка внутри элизии считается за полноценную клетку.

Представление завершено. А я вручаю Джеймсу  от блога "Магия биологии" сертификат почетного почемучки. Это уже двадцатый юбилейный выпуск в рубрике биологического пальчикового театра "БиоТОПа". Ждем новых вопросов на август от ваших любознательных почемучек. Пишите в комментариях http://biomagic27.blogspot.com/p/blog-page_31.html или на почту oaastra@gmail.com.

Если Вам понравилось, расскажите друзьям о блоге "Магия биологии". Пусть неравнодушных к живой природе людей будет больше.

Желаю Вам радости открытий!