Hogyan működik a növények biológiai órája?
Jánosi Imre, az ELTE TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék professzora és kutatótársai, Silhavy Dániel, Tamás Júlia és Csontos Péter a New Phytologist című tudományos szaklapban jelentették meg a növények belső biológiai óráját vizsgáló tanulmányukat.
A kutatók Priszter Szaniszlónak (1917–2011), az ELTE Füvészkert egykori igazgatójának feljegyzéseit vették alapul kutatásuk során.
A botanikus hosszú ideig vizsgált saját kertjében 329 féle hagymás-gumós növényfajt,
és ezek első virágzási dátumát is pontosan feljegyezte 33 éven keresztül, létrehozva ezzel egy kincset érő adathalmazt, amely használható a globális klímaváltozás kutatásában is. A vizsgált időszakban jól mérhető változások történtek az évszakok hosszát illetően, például a május–júniusi virágzás szisztematikusan korábbra, míg az augusztusi későbbre tolódott.
A szerzők vizsgálatai ennél azonban messzebbre mutatnak. A virágzás dátumai meglepően nagy ingadozást mutatnak ezeknél a növényeknél: egyes években 2–3 héttel korábban, míg más években néhány héttel később következett be a bimbónyílás, mint az átlagos érték.
A kutatók azt vizsgálták, hogy a környezeti hőmérséklet, a napsütéses időszak hossza, vagy éppen a csapadék függvénye-e a virágzás beindulása. A havi átlagos adatok azonban erős torzítást eredményeznek, ugyanis egy olyan hónap, amelynek az első fele anomálisan hideg, a második fele anomálisan meleg, az átlagot tekintve "normális" hónapnak látszik. Az ELTE kutatói ezért gépi tanulási algoritmust hívtak segítségül, amely kiszámolta a lehető legkevesebb számú bemenő paramétert, így pontosan meg tudták határozni a virágzási dátumok évről-évre bekövetkező ingadozását.
A meglepő eredmény szerint a tél közeledte beindít egy órát a növényekben, amely pontosan megméri a tél hosszát, detektálja a végét, majd indítja a virágzást. A kutatók arra jutottak, hogy
leginkább a "hómélység anomália" (a hómélység hosszú idejű átlagtól való eltérése) befolyásolja a későbbi virágzást.
Természetesen a növények semmilyen módon nem képesek mérni a hómélységet vagy a hóhiányt, főleg az évelő hagymás-gumósok, amelyeknek télen nincs a föld fölött semmilyen növényrészük. Az új molekuláris biológiai eredmények arra utalnak, hogy igen komplikált hőmérséklet érzékelési mechanizmus működik a növényekben, amely rögzíti a tél hosszát. A növény így képes például váratlan februári meleg-betörés esetén visszafogni a virágzást.
Renate A. Wesselingh, a belgiumi Louvain-i Katolikus Egyetemen növényi evolúciós ökológia professzora szerint a magyar kutatók felfedezése új utakat nyithat a fenológia, vagyis a növények és az állatok fejlődésének szakaszait megfigyelő tudományterületén, valamint sikerrel lehet majd bevetni más adatsorok és más klimatikus területek esetén is.
Forrás: ELTE TTK