植物の固有の時計：循環リズム

概要

本記事では、植物が循環リズムを通じて固有の時間感覚を持っていることを探究します。これらの内部的なタイムキーパーにより、生物は時間を追跡し、環境に適応することができます。植物にとって、光と温度は分子レベルで反応を引き起こす刺激物であり、化学反応を環境に合わせることを可能にします。循環リズムは、植物と環境の間のつながりを形成し、植物がスケジュールに忠実で自分自身の時間を保つことを可能にします。

花時計

18世紀、スウェーデンの植物学者カール・フォン・リンネが花時計を設計しました。これは、一定の時間に咲いたり閉じたりする花で作られた時計です。リンネの計画は完璧ではありませんでしたが、そのアイデアは正しかったのです。花は確かに時間を感知することができます。アサガオは早朝に花弁を開き、閉じる白いスイレンは夕方遅くを知らせます。そして、月の光の下でしか咲かない月桂樹の花があります。

植物の循環リズム

しかし、植物にこの固有の時間感覚を与えるのは何でしょうか？実は、植物だけではありません。地球上の多くの生物は、一日のサイクルの中で自分たちがどこにいるかということを、自分たちが持つ循環リズムによって知覚しています。これは、多くの生物の内部的な時計によるものです。これらの生物学的時計により、生物は時間を追跡し、環境に適応することができます。

植物が時間を感知する方法

循環リズムは、生物が起きて眠り、特定の活動を行うべき時期を調整するために、さまざまな刺激を組み合わせて利用します。植物にとって、光と温度は、分子レベルで反応を引き起こす刺激物です。茎、葉、花の細胞には、光を検出する微小分子であるフィトクロムが含まれています。それが起こると、フィトクロムは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、光合成などの光に依存するプロセス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、吸収する波長の微小な違いも検出することができます。この微調整された感知により、フィトクロムは、昼と夜の中間の時間の違いと、直射日光の下にあるか、日陰にあるかという場所の違いの両方を植物に識別させ、化学反応を環境に合わせることができます。

環境の変化に適応する

これにより、植物は早起きをすることができます。典型的な植物は、日の出の数時間前にはすでに活動を始め、光合成のためのmRNAテンプレートを作成しています。フィトクロムが日光を感知するにつれて、植物は光を捕捉する分子を準備し、朝から成長し光合成を行うことができます。朝の光を収穫した後、植物は、でんぷんの形でエネルギーの長い鎖を構築するために、残りの日を利用します。

太陽が沈み、その日の仕事が終わると、植物は決して不活発ではありません。日光がないとき、彼らは代謝を行い、成長し、前日のエネルギー収穫からでんぷんを分解します。多くの植物には季節性のリズムがあります。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、植物全体に情報を伝え、暖かい天気によって引き出される受粉者の準備をするために開花を促します。

結論

循環リズムは、植物と環境の間のつながりを形成します。これらの振動は、植物自身から発生します。それぞれにデフォルトのリズムがあります。そのため、これらの時計は、環境の変化や刺激に応じて自分たちの振動を調整することができます。常に変化する惑星上で、循環リズムが植物がスケジュールに忠実で自分自身の時間を保つことを可能にします。