ひまわりはどのように太陽を「見る」のか

How Sunflowers ''See'' the Sun
ひまわりはどのように太陽を「見る」のか

by Frank Sherwin, D.Sc. (Hon.) | Nov. 9, 2023

Sunflowers (Helianthus annuus) are not only big and beautiful, but they also have an amazing biomechanism called heliotropism.
　ひまわり( Helianthus annuus )は大きくて美しいだけでなく、ヘリオトロピズムと呼ばれる驚くべき生物力学を持っています。

ICR’s Dr. Jim Johnson stated,
　ICRのJim Johnson博士は次のように述べています：

In fact, the sunflowers move during the daytime, in order to track the sun—that’s because God designed and bioengineered their physiologies for such continuous environmental tracking, so that they can photosynthetically maximize the sunlight’s benefits.
　「実際、ヒマワリは太陽を追跡するために日中動きます。それは、神がそのような継続的な環境追跡のためにヒマワリの生理機能を生物工学的に設計し、光合成によって太陽光の恩恵を最大限に活用できるようにしたからです。」

“Young sunflower blossoms face east in the morning, then follow the sun as the Earth rotates throughout the day. This behavior, called heliotropism, even takes place on cloudy days and will continue until the stem stiffens to bear the heavy load of growing seeds. Mature flower heads often face east, and these plants can attract five times as many pollinators as westward-facing ones because they warm up more quickly.”1
　「若いヒマワリの花は、朝には東を向き、一日中地球の自転とともに太陽を追って咲きます。ヘリオトロピズム（向日性）と呼ばれるこの行動は、曇りの日でも起こり、茎が種の成長という重い負荷に耐えるために硬くなるまで続きます。成熟した花の頭は東を向いていることが多く、このような植物はより早く暖まるため、西向きのものに比べて5倍もの花粉媒介者を集めることができるのです」。

Botanists have long wondered how heliotropism works to allow this amazing plant to track the sun’s trajectory across the sky, always keeping its face pointed at the sun. Though initially assumed to be a kind of phototropism, scientists at the University of California, Davis discovered heliotropism is its own distinct mechanism that is far more complex and detailed, involving the activation of a large number of genes and possible genetic rewiring.2
　植物学者たちは長い間、ヘリオトロピズムがどのように作用して、この驚くべき植物が太陽の軌跡を追って空を横切り、常に顔を太陽に向け続けることができるのか不思議に思ってきました。当初は光屈性の一種と考えられていたが、カリフォルニア大学デービス校の科学者たちは、ヘリオトロピズムが独自のメカニズムであり、多数の遺伝子の活性化と遺伝子の再配線の可能性を伴う、はるかに複雑かつ詳細なものであることを発見しました。

Many of us may remember hearing about phototropism in science class. It’s the orientation of a plant in response to light. Specifically, phototropism is ruled by a molecule called phototropin and responds to light at the blue end of the visible light spectrum.
　光屈性について理科の授業で聞いた覚えがある人も多いことでしょう。光に反応して植物が向きを変えることです。具体的には、光屈性はフォトトロピンと呼ばれる分子によって支配され、可視光スペクトルの青色端の光に反応します。

Plants sense blue light using photoproteins of two other sorts, phototropin and cryptochromes. Phototropin is associated with the plasma membrane and is partly responsible for phototropism, the tendency of plants to grow toward light. Phototropism occurs by directional cell elongation, which is stimulated by auxin, but the links between phototropin and auxin are unknown.3
　植物は、フォトトロピンとクリプトクロムという2種類の光タンパク質を使って青色光を感知します。フォトトロピンは細胞膜（原形質膜）に関連しており、植物が光に向かって成長する光屈性の一因となっています。光屈性は、オーキシンによって刺激される細胞の方向性伸長によって起こりますが、フォトトロピンとオーキシンの関連は不明です。

Heliotropism (mentioned above) is the movement of a plant in response to sunlight during daytime or different seasons (diurnal). Heliotropic motion is a circadian rhythm where the plant has the ability to adapt to changes in its conditions. This circadian rhythm (or clock) is important, for example, in regulating sunflower metabolism.
　ヘリオトロピズム（前述）とは、日中や異なる季節（昼行性）の太陽光に反応して植物が動くことです。ヘリオトロピック運動は、植物がその条件の変化に適応する能力を持つ概日リズムです。この概日リズム（または時計）は、例えばヒマワリの代謝を調節する上で重要です。

It was assumed for decades that heliotropism would be based on the same straightforward mechanism as phototropism. This is not the case.
　何十年もの間、向光性は光屈性と同じ単純なメカニズムに基づいていると考えられてきましたが、しかしそうではありません。

In this new UC, Davis study, three biologists studied the activation of sunflower genes indoors and outdoors.
　カリフォルニア大学デービス校の新しい研究では、3人の生物学者が屋内と屋外でのヒマワリ遺伝子の活性化について研究しました。

[They] looked at which genes were switched on (transcribed) in sunflowers grown indoors in laboratory growth chambers, and in sunflowers growing in sunlight outdoors.
（彼らは）実験室の生育室で育てたヒマワリと、屋外で日光を浴びて育ったヒマワリとで、どの遺伝子のスイッチがオン（転写）されたかを調べました。

Indoors, sunflowers grew straight toward the light, activating genes associated with phototropin. But the plants grown outdoors, swinging their heads with the sun, showed a completely different pattern of gene expression. There was no apparent difference in phototropin between one side of the stem and another.
　屋内では、ひまわりは光に向かってまっすぐに成長し、フォトトロピンに関連する遺伝子を活性化しました。しかし、屋外で太陽に向かって首を振りながら成長したひまわりは、全く異なる遺伝子発現パターンを示しています。茎の片側ともう片側とでは、フォトトロピンに明らかな違いは見られませんでした。

The researchers have not yet identified the genes involved in heliotropism.2
　太陽屈性に関与する遺伝子はまだ特定されていません。

Blocking various wavelengths of light with shade boxes did not affect heliotropism response. This led biologists to suggest investigating protein regulation in the sunflowers. They do know, for example, that moving the plants from indoors to outdoors resulted in “a burst of gene expression.”2
　シェードボックス（遮光箱）で様々な波長の光を遮断しても、向日性反応には影響しませんでした。このことから、生物学者たちはヒマワリのタンパク質制御を調べることを提案しました。例えば、植物を屋内から屋外に移すと、「遺伝子発現が爆発的に増加する」ことがわかっています。

Furthermore, Stacey Harmer, professor of plant biology at UC, Davis, suggested that the sunflowers undergo a type of “rewiring.” Such extensive genetic renovation clearly speaks against the evolutionary concepts of natural processes, chance, and time.
　さらに、カリフォルニア大学デービス校のStacey Harmer教授（植物生物学）は、ヒマワリが一種の "再配線 "を受けているのではないかと示唆しました。このような広範な遺伝子刷新は、自然の過程、偶然、時間という進化の概念に明らかに反するものです。

More research on the physiology of the amazing sunflower will only point to purpose, plan, and special creation.
　この驚くべきヒマワリの生理学についてさらに研究が進めば、目的、計画、そして特別な創造を指し示すことになるでしょう。
ICR:
https://www.icr.org/articles/type/9