Az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) kutatóinak részvételével fedezték fel magyar tudósok, hogy a növényekben a tél közeledte beindít egy speciális hőmérséklet-érzékelési mechanizmust, amely megméri a tél hosszát, detektálja a tél végét és ezek alapján időzíti a virágzást.
A tudományos felfedezés új utakat nyithat a fenológia, vagyis a növények és az állatok fejlődésének szakaszait megfigyelő tudományterületen – olvasható az ELTE honlapján közzétett beszámolóban. A cikk szerint a kutatók Priszter Szaniszlónak (1917-2011), az ELTE Füvészkert egykori igazgatójának feljegyzéseit vették alapul kutatásukban.
„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” – írják.
A vizsgált időszakban jól mérhető változások történtek az évszakok hosszát illetően, például a május-júniusi virágzás szisztematikusan korábbra, míg az augusztusi későbbre tolódott. A beszámoló szerint a szerzők vizsgálatai ennél 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.
Mint írják, 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.
Mivel 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 tudományterületén, valamint sikerrel lehet majd bevetni más adatsorok és más klimatikus területek esetén is.
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.
Címlapfotó: „Johanna”
