新たな研究によれば、ヒマワリが日中に太陽の東から西へと向きを変え、次の日の出前に再び東を向く能力は、複数の光反応に依存していることが明らかになりました。この研究は、カリフォルニア大学デービス校（University of California Davis）のステイシー・ハーマー博士（Stacey Harmer, PhD）と同僚により行われたもので、このよく知られた植物行動の理解を深め、従来の定型的な光依存応答経路への依存に関する仮説を覆しました。
オープンアクセスジャーナル「PLOS Biology」で発表されたこの論文のタイトルは「Multiple Light Signaling Pathways Control Solar Tracking in Sunflowers（複数の光シグナリング経路がヒマワリの太陽追跡を制御する）」です。
植物は移動することができないため、隣の植物に光を遮られたり、日陰で発芽したりした場合、光に向かって成長することで対処します。このような反応を促進するために、いくつかの分子システムが存在し、その中で最もよく知られているのは光屈性反応です。このシステムでは、青色光が幼苗に不均等に当たると、フォトトロピンと呼ばれるタンパク質によって植物ホルモンの再分布が起こり、成長している先端が光に向かって曲がるようになります。
ヒマワリの太陽追跡能力である日照追跡（heliotropism）が、同じ受容体とホルモンを使用する光屈性反応の一形態であるかどうかは、明らかではありませんでした。この問題を探求するため、著者たちは、実験室で青色光に向かって曲がるヒマワリと、野外で太陽を追跡するヒマワリの遺伝子活動パターンを比較しました。
驚くべきことに、実験室での光屈性曲がりに責任を持つ遺伝子の急速な上昇が、太陽の動きに反応して顕著な活動差を示すものはわずかでした。これらの少数の遺伝子に加えて、他の光応答システムの変化も見られ、日陰に富む遠赤外線を感知する日陰回避システムが含まれていました。このシステムは、朝の早い時間帯、太陽が東にあるときにヒマワリの茎の西側で起動しました。しかし、更に状況を複雑にすることに、赤色光と遠赤外線または青色光を取り除いても、ヒマワリが太陽を追跡する能力にはほとんど影響がないことが示されました。これは、一つ以上の光のトリガーが欠けていても、複数のシステムが協調して日照追跡反応を生み出す可能性があることを示唆しています。
ハーマー博士は、「ヒマワリがどのようにして毎日太陽を追いかけるのかを研究してきた中で、私たちは継続的に驚かされています。この論文では、彼らが追跡運動を開始し維持するために異なる分子経路を使用し、植物の曲がりを引き起こすことで最もよく知られている光受容体が、この驚くべきプロセスで小さな役割を果たしていることを報告しています」と述べています。
