Tại sao cây luôn mọc hướng về ánh sáng?

Các nhà khoa học đến từ viện nghiên cứu Carnegie Institution thuộc trường Đại học Stanford và trường Đại học Wageningen đã khám phá ra, cách mà các tế bào trong thân cây trồng bằng hạt sử dụng ánh sáng xanh (blue light) để phát triển hướng về phía ánh sáng.

Trong suốt những nghiên cứu trước đây, phát hiện được đưa ra, đó là các tế bào trong thân cây trồng bằng hạt đã phản ứng với ánh sáng xanh dùng trong kính hiển vi.

Các nhà khoa học giờ đây đã khám phá ra cách mà ánh sáng xanh tạo ra các cấu trúc nhỏ trong tế bào, các vi cấu trúc hình ống, để phát triển thẳng đứng với hướng phát triển thông thường của chúng. Kết quả là, hướng phát triển của các cây trồng bằng hạt cũng thay đổi, làm chúng hướng về phía ánh sáng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra, loại protein nào chịu trách nhiệm cho sự phát triển của các vi cấu trúc hình ống thẳng đứng so với hướng thông thường.

Các kết quả nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí Science.

Tại sao cây luôn mọc hướng về ánh sáng?

Hầu hết chúng ta đều biết, các cây trồng bằng hạt mọc hướng về phía ánh sáng. Nhưng có phải chúng làm điều đó không? Đó là một câu hỏi mà rất nhiều nhà khoa học đã vật lộn để làm rõ trong nhiều năm qua.

Trong các nghiên cứu trước nghiên cứu này, các nhà khoa học đã quan sát các tế bào của các cây trồng bằng hạt. Sử dụng các kính hiển vi đặc biệt với ánh sáng lazer màu xanh, họ đã làm cho các cấu trúc quan trọng đối với hướng phát triển của các tế bào thực vật có thể quan sát được bằng mắt thường. Một số bất ngờ đã xảy ra: trong vòng 10 phút, sự sắp sếp các vi cấu trúc hình ống đã thay đổi hoàn toàn dưới kính hiển vi.

Thông qua sử dụng các kỹ thuật phân tích hình ảnh, các nhà khoa học đã có thể cho thấy rằng trong vòng vài phút, ánh sáng xanh đã gây kết quả lên một số lượng lớn các thế hệ các vi cấu trúc hình ống mới, nằm vuông góc với các vi cấu trúc hình ống đã tồn tại từ trước. Họ cũng phát hiện thấy, cách mà các tế bào trong các cây trồng bằng hạt phát hiện ra ánh sáng trong những điều kiện này, ấy là thông qua phototropin, một loại protein cho phép thực vật phát hiện ra ánh sáng.

Thêm vào đó nó được xác định rằng, một số lượng lớn thế hệ vi cấu trúc hình ống là thẳng đứng với các vi ống đã có trước đó được gây ra bởi katanin protein. Những cây trồng bằng hạt không có protein katanin không thể tạo ra các hướng thay đổi của vi ống và không thể mọc hướng về phía ánh sáng.

Katanin được hoạt hóa bằng phototropin và có thể cắt đứt các vi ống làm đôi tại chỗ mà chúng cắt ngang các vi ống khác. Cắt đứt thể hiện kết quả trong hai vi ống phát triển cùng hướng. Các vi ống nằm vuông góc với các vi ống cũ tạo ra rất nhiều chỗ giao nhau. Mỗi khi các vi ống mới giao với các vi ống khác nằm trong hướng gốc, katanin có thể cắt các vi ống mới để tạo ra các nhánh mới. Trong vòng vài phút, điều này gây kết quả ở các vi ống bên trong tế bào nằm vuông góc với hướng gốc.

Sự phát triển và tăng trưởng của thực vật phụ thuộc mạnh mẽ vào số lượng và chất lượng của nguồn sáng mà chúng phát hiện thấy. Các thực vật phụ thuộc vào ánh sáng để quang hợp, nhưng chúng không thể tự di chuyển bản thân được. Thay vào đó, chúng phát triển hướng về phía ánh sáng. Nghiên cứu này cho thấy, sự tái lập các vi ống đóng một vai trò thiết yếu trong quá trình này.

Nghiên cứu được hỗ trợ bởi giải thưởng NSF viện nghiên cứu Khoa học Carnegie và nhiều tổ chức khác.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Loại bơ lớn nhất thế giới giá gần 300.000 đồng một quả

Loại bơ lớn nhất thế giới giá gần 300.000 đồng một quả

Bơ khổng lồ có kích thước lớn gấp 5 quả bơ thường này đang được bán đắt hàng tại Australia, dù có giá tới 12 USD (hơn 270.000 đồng) một quả.

Đăng ngày: 23/07/2018
Sputnik - con virus gây sốc cho toàn bộ giới nghiên cứu khoa học bằng cách kí sinh lên… một virus khác

Sputnik - con virus gây sốc cho toàn bộ giới nghiên cứu khoa học bằng cách kí sinh lên… một virus khác

Cuối thế kỉ 19, nhân loại lần đầu tiên khám phá ra một dạng sống mới có tên virus. Từ đó đến nay, những thực thể nhỏ bé này đã đưa chúng ta hết từ bất ngờ này sang bất ngờ khác, bởi chẳng con nào giống con nào.

Đăng ngày: 22/07/2018
Những điều bạn cần biết về vi khuẩn ăn thịt người có trong hàu sống

Những điều bạn cần biết về vi khuẩn ăn thịt người có trong hàu sống

Theo FDA, vi khuẩn Vibrio thường gây ra các triệu chứng tiêu hóa như tiêu chảy, nôn mửa và đau bụng.

Đăng ngày: 21/07/2018
Phát hiện 2 loài hoa lan mới tuyệt đẹp ở Lào Cai và Khánh Hòa

Phát hiện 2 loài hoa lan mới tuyệt đẹp ở Lào Cai và Khánh Hòa

Các nhà khoa học của Viện Sinh học nhiệt đới thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vừa phát hiện ra 2 loài hoa lan mới, có vẻ đẹp khá độc đáo.

Đăng ngày: 20/07/2018
Loài cây này có thể sẽ là “cứu tinh” cho Trái đất của chúng ta!

Loài cây này có thể sẽ là “cứu tinh” cho Trái đất của chúng ta!

Loài cây được nhắc đến chính là cây Kiri, một loài thực vật bản địa của Nhật Bản.

Đăng ngày: 19/07/2018
Khám phá bất ngờ về cây dâm bụt

Khám phá bất ngờ về cây dâm bụt

Dâm bụt là loài cây dễ sống, thường được trồng làm hàng rào và cho hoa màu đỏ thắm khá đẹp.

Đăng ngày: 19/07/2018
Điều không ngờ về loài xương rồng dị dạng, trị giá hàng tỷ đồng

Điều không ngờ về loài xương rồng dị dạng, trị giá hàng tỷ đồng

Cây xương rồng dị dạng nhưng có giá trị tới hàng tỷ đồng này là giống cây hiếm Haageocereus tenuis, dự kiến sẽ bị tuyệt chủng vào năm 2024.

Đăng ngày: 19/07/2018
Tiêu điểm
Khoa Học News