植物の内在的な時間感覚

要約

この記事では、植物が内在的な時間感覚を持ち、それを環境に適応するためにどのように利用するかを探求します。植物には、時間を追跡し、環境の手がかりを掴むための生物学的な時計である循環リズムがあります。このリズムは、植物が起きて眠り、特定の活動を行う時期を調整します。光と温度は、植物に反応を引き起こす手がかりであり、化学反応を環境に合わせることができます。植物は内在的な時間感覚を利用して早起きをし、グルコースポリマーの長い鎖を形成するためのエネルギーを蓄積します。循環リズムは、季節的なリズムを持ち、温かい天気によって引き出される受粉者のために花を咲かせます。

カロルス・リンナエウスの花時計

18世紀のスウェーデンの植物学者であるカロルス・リンナエウスは、花時計と呼ばれる時計を設計しました。この時計は、特定の時間に咲いたり閉じたりする花で作られています。リンナエウスの計画は完璧ではありませんでしたが、その考え方は正しかったです。花はある程度時間を感じることができます。朝顔は早朝に花びらを広げ、閉じる白いスイレンは夕方遅くを知らせます。ムーンフラワーは夜空の下でしか咲きません。

植物の循環リズム

地球上の多くの生物は、生物時計と呼ばれる内部時計のおかげで、一日のサイクルがどこにあるかを内在的に認識しています。これらの生物時計により、生物は時間を追跡し、適応するための環境の手がかりを掴むことができます。循環リズムは、植物が起きて眠り、特定の活動を行う時期を調整するためにさまざまな手がかりを組み合わせます。植物にとって、光と温度は反応を引き起こす手がかりです。

植物にとっての光と温度の手がかり

茎、葉、花の細胞には、光を検出する微小な分子であるフィトクロムが含まれています。フィトクロムが光を検出すると、化学反応の連鎖を開始し、そのメッセージを細胞核に伝えます。そこで、転写因子が光依存性のプロセス、例えば光合成を実行するために必要なタンパク質の製造を促します。これらのフィトクロムは、植物が受け取る光の量だけでなく、植物が取り入れる波長の微小な違いも検出できます。この微調整された感覚により、フィトクロムは植物が時間と場所を識別し、化学反応を環境に合わせることを可能にします。

早起きする植物

植物は内在的な時間感覚を利用して早起きします。日の出の数時間前には、典型的な植物はすでに活動しており、光合成装置のmRNAテンプレートを作成しています。フィトクロムが増える日光を検出すると、植物は光を捕捉する分子を準備し、朝から成長して光合成を行います。朝の光を収穫した後、植物はでんぷんなどのグルコースポリマーの長い鎖を形成するために、残りの日を利用します。

植物の季節的なリズム

多くの植物には季節的なリズムがあります。春が冬の霜を溶かすと、フィトクロムは日が長くなり、光が増えるのを感知し、現在未知のメカニズムが温度変化を検出します。これらのシステムは、植物全体にニュースを伝え、温かい天気によって引き出される受粉者のために花を咲かせます。

循環リズムは植物と環境のつながりとなる

循環リズムは、植物と環境のつながりとなります。これらの振動は植物自身から来ており、それぞれにデフォルトのリズムがあります。これらの時計は、環境の変化や手がかりに合わせて振動を調整することができます。常に変化する惑星上で、循環リズムによって植物は自分のスケジュールに忠実であり、自分自身の時間を保つことができます。