Οι επιστήμονες προσφέρουν νέα θεωρία για το πώς τα φυτά μπορούν να ενορχηστρώσουν τους ρυθμούς φωτός
Οι κιρκαδικοί ρυθμοί είναι 24 ώρες κύκλων βιολογικής δραστηριότητας που βρίσκονται σε πολλούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των φυτών. Στα φυτά, οι κιρκαδικοί ρυθμοί ελέγχουν μια ποικιλία διαδικασιών, όπως η φωτοσύνθεση, η κίνηση των φύλλων και η ανθοφορία. Αυτοί οι ρυθμοί είναι απαραίτητοι για να προσαρμοστούν τα φυτά στο μεταβαλλόμενο περιβάλλον και να επιβιώσουν.
Το παραδοσιακό μοντέλο του τρόπου με τον οποίο τα φυτά ρυθμίζουν τους κιρκαδικούς ρυθμούς τους περιλαμβάνει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται φυτοχρώμιο. Το Phytochrome είναι μια ευαίσθητη στο φως πρωτεΐνη που βοηθά τα φυτά να αισθάνονται το μήκος της ημέρας και της νύχτας. Όταν το φυτοχρώμιο ανιχνεύει το φως, ενεργοποιεί μια σειρά αντιδράσεων που οδηγούν στην έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται σε κιρκαδικούς ρυθμούς.
Ωστόσο, το παραδοσιακό μοντέλο δεν μπορεί να εξηγήσει πλήρως όλες τις πτυχές των κιρκαδικών ρυθμών στα φυτά. Για παράδειγμα, δεν εξηγεί πώς τα φυτά μπορούν να διατηρήσουν τους κιρκαδικούς ρυθμούς τους συγχρονισμένους ακόμη και όταν εκτίθενται σε μεταβαλλόμενες συνθήκες φωτισμού.
Η νέα θεωρία που προτείνονται από τους επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Davis, υποδηλώνει ότι τα φυτά μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα συνδυασμό φυτοχρώματος και σηματοδότησης ασβεστίου για να ρυθμίσουν τους κιρκαδικούς ρυθμούς τους. Η σηματοδότηση του ασβεστίου είναι μια διαδικασία με την οποία τα κύτταρα επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ιόντα ασβεστίου.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν τα φυτά εκτέθηκαν στο φως, υπήρξε αύξηση της σηματοδότησης του ασβεστίου στα φύλλα τους. Αυτή η αύξηση της σηματοδότησης του ασβεστίου συσχετίστηκε με την ενεργοποίηση γονιδίων που εμπλέκονται σε κιρκαδικούς ρυθμούς.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι τα φυτά που δεν μπόρεσαν να παράγουν σήματα ασβεστίου δεν μπόρεσαν να διατηρήσουν τους κιρκαδικούς ρυθμούς τους συγχρονισμένους. Αυτό υποδηλώνει ότι η σηματοδότηση του ασβεστίου είναι απαραίτητη για τη ρύθμιση των κιρκαδικών ρυθμών στα φυτά.
Η νέα θεωρία παρέχει μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά ρυθμίζουν τους κιρκαδικούς ρυθμούς τους. Προτείνει ότι τα φυτά χρησιμοποιούν ένα συνδυασμό πρωτεϊνών ευαίσθητων στο φως και σηματοδότηση ασβεστίου για να συντονίσουν τα εσωτερικά τους ρολόγια με τους κύκλους του φωτός και του σκοταδιού στο περιβάλλον τους.
