Forskere rapporterer om natten cyklus med vandbevægelse i træer

En høj præcision, tredimensionel undersøgelse af 21 forskellige træarter har afsløret en endnu ukendt cyklus af subtile kronebevægelser i løbet af natten. Sådanne 'søvncyklusser' var forskellige fra art til art. Påvisning af anomalier i bevægelser natten over kan blive et fremtidigt diagnostisk værktøj til at afsløre stress eller sygdom i afgrøder.

En af de vigtigste processer, der opretholder livet på Jorden, er transporten af ​​vand fra jorden og ind i bladene, hvor fotosyntesen finder sted. Processen har fascineret videnskabsmænd i århundreder, og diskuteres stadig i plantefysiologi. Forskere er generelt enige om, at vandtransport er drevet af lys, og forekommer følgelig i 24-timers cyklusser.

Flytning af blade natten over er velkendt blandt træarter af bælgplantefamilien, men det blev først for nylig opdaget, at nogle andre træer også sænker deres grene med op til 10 centimeter om natten og så tilbage om morgenen. Disse grenbevægelser er langsomme og subtile, og er svære at identificere med det blotte øje om natten. Imidlertid, terrestrisk laserscanning, en 3-D opmålingsteknik udviklet til præcisionskortlægning af bygninger, gør det muligt at måle den nøjagtige position af grene og blade. Denne teknik blev for nylig brugt til at demonstrere bevægelser i birketræernes grene under markforhold.

Da et team af forskere fra Danmark og Ungarn gentog forsøget ved at bringe 22 individuelle træ- og buskearter sammen og scanne dem natten over under strengt kontrollerede forhold, de blev overraskede:"Vi opdagede en hidtil ukendt periodisk bevægelse på op til en centimeter i cyklusser på to til seks timer. Bevægelsen skal være forbundet med variationer i vandtrykket i planterne, og det betyder faktisk, at træet pumper. Vandtransport er ikke bare en steady-state strøm, som vi tidligere har antaget, " sagde postdoc András Zlinszky ved Aarhus Universitet, afdeling for Ecoinformatics &Biodiversity.

Bevægelsesimpulser

Alle træerne viste en form for gren- eller bladbevægelse på nogle få centimeter under forsøget. Imidlertid, den natten over 12 timers cyklus med sænkning og tilbagevenden til startpositionen blev kun observeret hos syv af de undersøgte arter. Resultaterne afslørede, at nogle træer har "søvnperioder" kortere eller længere end 12 timer, og andre viser langsom kontinuerlig bevægelse i en retning, sandsynligvis på grund af sygdom eller alderdom.

Det mest slående fund var, at alle de undersøgte planter udviste impulser af minutiøs periodisk bevægelse natten over. Dette var især slående i magnoliatræet, som fuldførte tre hele cyklusser med op-og-ned-bevægelse af gren eller blade over en nat. Selvom den målte kroneforskydning kun var omkring 1 centimeter, forskerne er sikre på, at dette ikke er en målefejl.

Kortvarige plantebevægelser er forårsaget af ændringer i vandtrykket i væv. Det antages generelt, at vandtransport i træer foregår som en steady-state proces uden variationer hurtigere end dag- og natcyklussen. De nye resultater tyder på, at kortsigtede ændringer i vandtransport og vævstryk er udbredt.

Interessante perspektiver

Observationer af knapt påviselige udsving i stammens diameter er tidligere blevet afvist som støj. Imidlertid, sådan støj kan meget vel være resultatet af en hidtil ukendt vandtransportmekanisme i anlæg, der forårsager kortvarige ændringer i stammevolumen og vandtryk. Den nøjagtige rolle og mekanisme for denne proces skal undersøges med yderligere dedikerede eksperimenter, men disse fund udfordrer bestemt det udbredte syn på træer som statiske, passive organismer.

Resultaternes bredere perspektiv er interessant:"Vi mener, at afsløring af anomalier ved bevægelse natten over kan blive et effektivt diagnostisk værktøj til at afsløre stress eller sygdom i afgrøder. Dette ville åbne op for tidlig intervention, som ikke kun er omkostningseffektivt, men også mere miljøvenligt, " sagde Anders S. Barfod, lektor ved Aarhus Universitet, Institut for Økoinformatik &Biodiversitet.