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 több élettani részletére fény derült, a Napot már nem követő érett napraforgóvirágzat keletre nézésének környezeti/növényfiziológiai okaira és ökológiai szerepére korábban nem volt kielégítő magyarázat” – olvasható az ELTE kutatásról beszámoló közleményében.
A kutatást vezető Horváth Gábor biofizikus professzor (ELTE Biológiai Fizika Tanszék, Környezetoptika Laboratórium) alapján a jelenséget az okozhatja, hogy a növényeket délelőtt több közvetlen napfény éri, mint délután, mivel a délutánok jellemzően felhősebbek a délelőttöknél.
A beszámolóban felidézik, hogy az javaslat még a biofizikus középiskolás korából származik, mikor is 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 tudósok a munka esetén 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 egész érése (szeptember 7.) közt.
A tudósok 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, mikor is 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 jó néhány előnnyel jár a napraforgó részére: míg serkentheti a mag fejlődését és érését, felgyorsíthatja a virágzatra lecsapódott harmat reggeli elpárolgását is, ami mindazonáltal csökkentheti a gombásodás veszélyét. Ezenkívül 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 pozitív tulajdonsága, hogy maximalizálja a virágzat által elnyelt egész fényenergiát, ha a délutánok felhősebbek, mint a délelőttök, mihelyt ez a háziasított napraforgó származási helyének számító Boone County-t, amellett példaként 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 sajátos aszimmetrikus délelőtti-délutáni felhőviszonyok közt” – foglalja össze az eredményeket Horváth Gábor.
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) volt ott – közölte az ELTE.
mti