Miért fordul a napraforgó kelet felé?

Az ELTE, a Hamburgi Egyetem és a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) kutatói a korábbi elképzeléseket is magába foglaló környezetoptikai magyarázatot találtak arra, hogy a Nap égi mozgását már nem követő érett napraforgóvirágzat miért néz állandóan kelet felé.

„Bár a fiatal napraforgófej napkövetésének és éjszakai visszafordulásának már számos élettani részletére fény derült, a Napot már nem követő érett napraforgóvirágzat keletre nézésének környezeti/növényfiziológiai okaira és ökológiai szerepére eddig még nem volt kielégítő magyarázat” – olvasható az ELTE kutatásról beszámoló pénteki közleményében.

A kutatást vezető Horváth Gábor biofizikus professzor (ELTE Biológiai Fizika Tanszék, Környezetoptika Laboratórium) szerint a jelenséget az okozhatja, hogy a növényeket délelőtt több közvetlen napfény éri, mint délután, mivel a délutánok általában felhősebbek a délelőttöknél.

Az ötlet még a biofizikus középiskolás korából származik

A beszámolóban felidézik, hogy az ötlet még a biofizikus középiskolás korából származik, amikor rendszeresen járta a Kiskunhalas környéki napraforgóföldeket. Mivel a feltevéssel eddig senki nem élt, 2020-ban Horváth Gábor hozzálátott az ellenőrzéséhez. Az eredményekről a Scientific Reports című folyóirat 2020. decemberi számában számolt be kutatótársaival.

A kutatók a munka során csillagászati, meteorológiai és növényfiziológiai adatok felhasználásával meghatározták a Napot nem követő érett napraforgófej virágzata és hátoldala által elnyelt fényenergiát (beleértve a közvetlen napfényt és a szórt égfényt is) a virágképzés kezdete (július 1.) és a magok teljes érése (szeptember 7.) között.

Eredmények

A kutatók megállapították: ha a délutánok felhősebbek a délelőttöknél, akkor a keletre néző napraforgóvirágzat nyeli el a legtöbb fényenergiát. Azt is kimutatták, hogy a virágzat nyugati orientációja előnyösebb lenne, mint a déli. Mivel a napraforgófej fotoszintetizáló zöld háta akkor nyeli el a legtöbb fényenergiát, amikor a virágzat nyugatra néz, a zöld fejhát által elnyelt fényenergia maximalizálása nem magyarázhatná a virágzat keletre nézését.

A keletre néző érett napraforgóvirágzat nyugat-dél felé néző virágzathoz képest mért 10-50 százalék energiatöbblete számos előnnyel jár a napraforgó számára: miközben serkentheti a mag fejlődését és érését, felgyorsíthatja a virágzatra lecsapódott harmat reggeli elpárolgását is, ami pedig csökkentheti a gombásodás veszélyét. Ráadásul a délelőtt aktív beporzók is erősebben vonzódhatnak a keletre néző virágzatokhoz. Ez utóbbi két szempontot már mások is fölvetették, ennélfogva a napraforgóvirágzat keleti orientációjának előnyére adott új környezetoptikai magyarázat korábbi hipotézisekkel is összhangban áll.

„A napraforgóvirág keletre nézésének egyértelmű előnye, hogy maximalizálja a virágzat által elnyelt teljes fényenergiát, ha a délutánok felhősebbek, mint a délelőttök, ahogy ez a háziasított napraforgó származási helyének számító Boone County-t, valamint például Közép-Olaszországot és Közép-Magyarországot is jellemzi. Ez az extra fényenergia kézenfekvő környezetoptikai magyarázatot ad arra, miért a napraforgóvirágzat keleti iránya a legelőnyösebb a napraforgó domesztikációs helyére jellemző aszimmetrikus délelőtti-délutáni felhőviszonyok között” – foglalja össze az eredményeket Horváth Gábor.

A kutatás résztvevői

A kutatásban a biofizikus mellett Slíz-Balogh Judit csillagász (ELTE Csillagászati Tanszék), Jánosi Imre fizikus professzor (ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék), Horváth Ákos meteorológus (Hamburgi Egyetem, Meteorológiai Intézet), Virágh Balázs diplomandusz (ELTE Biológiai Fizika Tanszék), Egri Ádám (MTA Ökológiai Kutatóközpont, Duna-kutató Intézet) és Horváth Dániel (ELTE Biológiai Fizika Tanszék) vett részt – közölte az ELTE.

(MTI)