How plants tell time - Dasha Savage

Как растения определяют время — Даша Сэвидж

Переводчик: valentina ledyukova Редактор: Lirit Fuksman

In the 18th century,

В XVIII веке

Swedish botanist Carolus Linnaeus designed the flower clock,

шведский ботаник Карлос Линней придумал цветочные часы.

a timepiece made of flowering plants

Часы были сделаны из цветущих растений,

that bloom and close at specific times of day.

которые расцветали и закрывались в определённое время суток.

Linnaeus's plan wasn't perfect, but the idea behind it was correct.

План Линнея был не идеален, но идея была правильной.

Flowers can indeed sense time, after a fashion.

Некоторым образом цветы в самом деле могут определять время.

Mornings glories unfurl their petals like clockwork in the early morning.

Рассвет раскрывает их лепестки, помогая определить раннее утро.

A closing white water lily signals that it's late afternoon,

Закрывающаяся белая лилия сигнализирует о позднем вечере,

and moon flowers, as the name suggests, only bloom under the night sky.

а лунные цветки, исходя из названия, распускаются только глубокой ночью.

But what gives plants this innate sense of time?

Но откуда у растений врождённое чувство времени?

It's not just plants, in fact.

И не только у растений.

Many organisms on Earth have a seemingly inherent awareness

Многим организмам на Земле присуща осведомлённость

of where they are in the day's cycle.

о том, где они находятся в цикле дня.

That's because of circadian rhythms,

И это благодаря циркадным ритмам —

the internal timekeepers that tick away inside many living things.

внутренним часам, которые «тикают» внутри многих живых организмов.

These biological clocks allow organisms to keep track of time

Эти биологические часы позволяют организмам отслеживать время

and pick up on environmental cues that help them adapt.

и принимать сигналы окружающей среды для адаптации.

That's important, because the planet's rotations and revolutions

Это важно, так как повороты и перевороты планеты

put us in a state of constant flux,

ставят нас в состояние постоянных перемен,

although it plays out in a repetitive, predictable way.

пусть даже повторяющихся и предсказуемых.

Circadian rhythms incorporate various cues

Циркадные ритмы включают в себя множество сигналов,

to regulate when an organism should wake and sleep,

регулирующих, когда организму нужно бодрствовать, спать

and perform certain activities.

и выполнять определённые действия.

For plants, light and temperature are the cues which trigger reactions

Для растений свет и температура — сигналы, которые запускают реакции

that play out at a molecular scale.

на молекулярном уровне.

The cells in stems, leaves, and flowers contain phytochromes,

Клетки в стеблях, листьях и цветках содержат фитохромы —

tiny molecules that detect light.

крошечные молекулы, которые распознают свет.

When that happens, phytochromes initiate a chain of chemical reactions,

Когда это случается, фитохромы начинают цепь химических реакций,

passing the message down into the cellular nuclei.

передавая информацию в клеточное ядро.

There, transcription factors trigger the manufacture of proteins

Там транскрипционные факторы вызывают производство белков,

required to carry out light-dependent processes,

необходимых для выполнения свето-зависимых процессов,

like photosynthesis.

таких как фотосинтез.

These phytochromes not only sense the amount of light the plant receives,

Эти фитохромы не только распознаю́т количество света, получаемого растениями,

but can also detect tiny differences

но ещё и могут определить мельчайшие различия

in the distribution of wavelengths the plant takes in.

в распределении длин волн, принимаемых растением.

With this fine-tuned sensing,

Благодаря этому отлаженному механизму,

phytochromes allow the plant to discern both time,

фитохромы позволяют распознать время,

the difference between the middle of the day and the evening,

разницу между серединой дня и вечером

and place, whether it is in direct sunlight or shade,

и место, будь то под прямыми лучами солнца или в тени,

enabling the plant to match its chemical reactions to its environment.

позволяя химическим реакциям растений соответствовать окружающей среде.

This makes for early risers.

Это объясняет ранних пташек.

A few hours before sunrise, a typical plant is already active,

За несколько часов до рассвета обычное растение уже активно,

creating mRNA templates for its photosynthesizing machinery.

создавая шаблоны МРНК для фотосинтезирующей машины.

Как только фитохромы обнаруживают увеличение интенсивности солнечного света,

As the phytochromes detect increasing sunlight,

the plant readies its light-capturing molecules

растение готовит свои свето-захватывающие молекулы

so it can photosynthesize and grow throughout the morning.

для фотосинтеза и роста, происходящих в первой половине дня.

After harvesting their morning light,

После сбора утреннего света

plants use the rest of the day to build long chains of energy

растения используют остаток дня для синтеза длинных цепочек энергии

in the form of glucose polymers, like starch.

в форме полимеров глюкозы, таких как крахмал.

The sun sets, and the day's work is done,

Когда солнце садится, дневная работа окончена,

though a plant is anything but inactive at night.

хотя растение всё равно активно ночью.

In the absence of sunlight,

В отсутствие солнечного света

they metabolize and grow,

растения метаболизируют и растут,

breaking down the starch from the previous day's energy harvest.

разрушая крахмал, сделанный за день.

Many plants have seasonal rhythms as well.

Многие растения также имеют сезонные ритмы.

As spring melts the winter frost,

Как только иней тает,

phytochromes sense the longer days and increasing light,

фитохромосомы чувствуют удлинение дней и увеличение света,

and a currently unknown mechanism detects the temperature change.

и ещё неизвестный нам механизм обнаруживает изменения температуры.

These systems pass the news throughout the plant

Эти системы передают сигналы по растению

and make it produce blooming flowers

и помогают производить цветки

in preparation for the pollinators brought out by warmer weather.

для опылителей, принесённых теплой погодой.

Circadian rhythms act as a link between a plant and its environment.

Циркадные ритмы связывают растение и его окружающую среду.

These oscillations come from the plants themselves.

Эти колебания производят сами растения.

Each one has a default rhythm.

У каждого из них есть свой ритм по умолчанию.

Even so, these clocks can adapt their oscillations

Тем не менее, эти часы могут адаптировать свои колебания

to environmental changes and cues.

к изменениям и сигналам окружающей среды.

On a planet that's in constant flux,

На планете, находящейся в постоянном движении,

it's the circadian rhythms that enable a plant to stay true to its schedule

циркадные ритмы позволяют растениям оставаться верными их графику

and to keep its own time.

и придерживаться собственного времени.