عندما تبدأ الشمس بالتحرك من الشرق إلى الغرب في السماء، ينمو الجانب الشرقي من ساق نبات عباد الشمس بسرعة أكبر من الجانب الغربي. وبسبب هذا النمو غير المتكافئ على كلا الجانبين، تميل الزهرة إلى الانحناء في اتجاه الشمس.

عباد الشمس هي نماذج صغيرة رائعة من الطبيعة، وهي تسمح لنا أن نرى بشكل مباشر أن النباتات ليست كائنات ثابتة كما نعتقد. هذه الزهور بالذات تنظر في الواقع نحو الشمس عندما تشرق في الشرق وتتبعها عبر السماء حتى تغرب في الغرب.

لماذا يحدث هذا؟

انتحاء الشمس

يتم ملاحظة خاصية مواجهة الشمس هذه في الغالب في رؤوس الزهور الصغيرة وتتوقف عمومًا بمجرد أن تبدأ الزهرة في التفتح (تتجه أزهار عباد الشمس الناضجة عمومًا إلى الشرق). تسمى الظاهرة الرائعة المتمثلة في تتبع الزهور للشمس عبر السماء باسم الانتحاء الشمسي.

مثل البشر، تمتلك النباتات أيضًا ساعات بيولوجية داخلية، ما يسمى بإيقاعات الساعة البيولوجية. ينتج إيقاع الساعة البيولوجية للشخص العديد من التغيرات الفسيولوجية والكيميائية في الجسم. وبالمثل، فإن إيقاع الساعة البيولوجية للنبات يجعل من الممكن الاستجابة للتغيرات في دورات مدتها 24 ساعة تقريبًا.

كيف يواجه عباد الشمس الشمس؟

قبل شروق الشمس، تتجه زهرة عباد الشمس الصغيرة نحو الشرق - نحو شروق الشمس. فعندما تتحرك الشمس من الشرق إلى الغرب، تتجه الزهرة أيضًا إلى الغرب. ومع غروب الشمس، تعود الزهرة إلى موقعها الأصلي شرقًا لتبدأ دورتها في اليوم التالي.

وفقا لمقالة نشرت في مجلة Science في عام 2016، يعتقد الباحثون أن عباد الشمس يظهر هذا النوع من الهليوتروبسم لأن سيقانها تطول بشكل مختلف في أوقات مختلفة من اليوم.

وهذا ما لاحظه الباحثون خلال دراستهم: عندما تبدأ الشمس بالتحرك من الشرق إلى الغرب في السماء، فإن الجانب الشرقي من جذع نبات عباد الشمس ينمو بشكل أسرع من الجانب الغربي. وبسبب هذا النمو غير المتكافئ على الجانبين، تميل الزهرة إلى الميل نحو الشمس.

وبالمثل، عندما تغرب الشمس أخيرًا، يكون النمو على الجانب الغربي من الساق أكبر من النمو على الجانب الشرقي.

ولجعل الأمور أكثر إثارة للاهتمام، قام الباحثون أيضًا بربط جذع النبات بدعامة صلبة حتى لا يتمكنوا من التحرك وفقًا لموضع الشمس. وفي بعض الحالات، قاموا بإبعاد نباتات عباد الشمس عن الشمس. ونتيجة لذلك، لاحظ الباحثون أن تلك النباتات قد خفضت الكتلة الحيوية ومساحة أوراق أقل من تلك التي تركت دون إزعاج.

كما تم اختبار استجابة نباتات عباد الشمس للضوء تحت ظروف الإضاءة الاصطناعية. وبحسب المقال المنشور في مجلة Science، فقد لوحظ أن النباتات “يمكنها تتبع الحركة بشكل موثوق والعودة ليلاً عندما يقترب النهار الاصطناعي من دورة مدتها 24 ساعة، ولكن ليس عندما يقترب من 30 ساعة”.

يواجه جذع نبات عباد الشمس نموًا غير متساوٍ على كلا الجانبين بسبب الأوكسينات، وهي هرمونات نباتية تحفز النمو.

عباد الشمس الناضج لا يتتبع الشمس

ومع ذلك، عندما ينضج نبات عباد الشمس، فإنه يتصرف بشكل مختلف، وفقًا للمؤلف المشارك للدراسة المنشورة في مجلة Science. "مع تباطؤ النمو الإجمالي للنبات تدريجيًا، يضمن إيقاع الساعة البيولوجية أن يتفاعل النبات بقوة أكبر مع ضوء الشمس في الصباح الباكر مقارنةً بعد الظهر أو المساء. وهذا هو السبب في أن زهرة عباد الشمس الناضجة لا تتحرك مع الشمس طوال اليوم؛ بل إنها تواجه الشرق فقط.

حسنا، الآن نحن نعرف كيف تتبع عباد الشمس

لماذا يواجه عباد الشمس الشمس؟

إن رؤوس الزهور الصغيرة هي في الأساس التي تظهر هذه الخاصية للانتحاء الشمسي لأن الزهور الأصغر سنًا تحتوي على "قنابل" خضراء تبدو في الأساس مثل البدة. يحتوي النبات أيضًا على أوراق أسفل الزهرة مباشرة تواجه الشمس.

السبب الواضح وراء اتباع الزهرة للشمس في هذه المرحلة هو زيادة عملية التمثيل الضوئي.

برعم عباد الشمس

دوار الشمس الصغير مع "القنابات

يحتوي كل نبات عباد الشمس على زهرة واحدة فقط على ساقه. لذلك، أثناء التلقيح، يجب أن تكون الوسيلة الوحيدة للتكاثر لدى النبات ملحوظة من قبل الملقحات (الحشرات بشكل رئيسي). كما أن التوجه المستمر نحو الشرق يساعد على تسخين الزهور بسرعة.

وهذا يمنحهم ميزة في التلقيح، حيث تجذب الزهور الدافئة الحشرات. لذلك، ومن مصلحة النبات، أن تواجه الزهرة الشمس دائمًا، وبالتالي تكون دائمًا مرئية بوضوح لهذه الملقحات المهمة.

عندما قارن الباحثون الزهور الناضجة التي تواجه الشرق مع الزهور التي حولتها باتجاه الغرب، فقد توصلوا إلى ملاحظة رائعة. تواجه الشرق