Comparând plantele și organismele animale, se spune de obicei că, spre deosebire de animale, plantele nu se mișcă, sunt atașate în timpul vieții lor într-un anumit loc. Cu toate acestea, mișcarea ca una dintre proprietățile materiei vii este, de asemenea, caracteristică plantelor.
În funcție de tipul de stimul, mișcările plantelor superioare sunt împărțite în două grupe: tropismul și nastia.
Mulți stimuli acționează asupra plantei în mod direct, pe de o parte. Planta este capabilă să distingă între direcția de acțiune a luminii sau a materiei, forța gravitației. Ca răspuns la acțiunea unilaterală a factorilor externi, lăstarii sau rădăcinile sunt îndoite. Drept urmare, aranjamentul organelor în spațiu se schimbă. Aceste schimbări în poziția organelor, cauzate de un stimul extern unilateral, au fost numite tropisme.
În funcție de natura stimulului (lumină, gravitate, substanțe chimice, atingere, curent electric, rănire), tropismul se numește foto-, geo-, chemo-, tigmo-, electro-, traumatrop. Natura răspunsului poate fi diferită. Organele care se îndreaptă spre stimul sunt numite tropic pozitive, iar cele care se îndepărtează de stimul sunt negativ tropicale. Tropismul este mai frecvent asociat cu o creștere mai rapidă a celulelor pe o parte a tulpinei, rădăcină sau pețiolă, mai puțin frecvent - cu o schimbare a presiunii turgore.
Geotropismul se referă la mișcarea plantelor ca rezultat al influenței forței gravitației. Rădăcina plantei are un geotropism pozitiv: - crește și tulpina - negativă, deoarece crește în direcția opusă. Foarte caracteristice în acest sens sunt răsadurile așezate orizontal într-un mediu umed sau copacii care cresc pe pante. La început, rădăcina va fi curbată în curând în jos, iar tulpina - în sus. Acestea din urmă vor fi orientate în direcția razei Pământului și nu vor fi perpendiculare pe suprafața pantei. Orientarea spre planul orizontal se manifestă imediat în semințele de germinare și în butașii de înrădăcinare. Rădăcina se adună în sol, unde se extrag apă și minerale, și tulpina se ridică, aducând frunzele spre razele soarelui care intră.
Explicații ale faptului că sub geotropism, forța determinantă este forța gravitației, au fost obținute încă de la începutul secolului al XIX-lea. cu ajutorul unei recepții simple, dar ingenioase. Plantele au fost plasate pe o roată rotativă și umezite cu apă. Plantele au crescut astfel încât tulpinile și rădăcinile au fost amplasate de-a lungul razei în planul de rotație a roții: rădăcinile către periferie și tulpinile către centru, adică. prima a crescut în direcția forței centrifuge, iar tulpinile - în direcția opusă. Plantele nu știau nici partea de sus, nici cea de jos. Creșterea lor a fost determinată numai de direcția forței centrifuge, care a înlocuit forța gravitației.
Cele mai sensibile la gravitate sunt vârful rădăcină și zona de creștere a tulpinii, iar la cereale vârful coleoptilului.
Primul care a descoperit locul percepției forței gravitației a fost Charles Darwin. În experimentele sale, rădăcina cu punctul îndepărtat de creștere a pierdut capacitatea de a reacționa la această forță și a continuat să crească în aceeași poziție în care se afla. Omul de știință olandez F. Vent și academicianul sovietic N.G. Studiul rece a constatat că dacă rădăcina tăiată a rădăcinii sau vârful coleoptilului de cereale este atașată la suprafața tăieturii, atunci aceeași rădăcină dobândește din nou capacitatea de a manifesta o sensibilitate geotropă.
Sa sugerat că problema se află aici în prezența fitohormonilor în vârful rădăcinii sau vârful coleoptilului. În poziția verticală a plantelor, auxinele de la vârfuri curg în zona de extensie uniform pe toate laturile tijei și rădăcinii. Atunci când planta este orizontală, auxina se acumulează pe partea inferioară a tijei și a rădăcinii. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că partea inferioară a organului dobândește o sarcină pozitivă, iar partea superioară - una negativă. Auxin se mișcă de obicei sub forma unui anion și, prin urmare, se concentrează pe partea inferioară. Stemul are un optim optim de concentrație auxină (aproximativ 10-5 mol / l) decât rădăcina (10 -10 -10 -11 mol / l). Având o sensibilitate diferită la concentrația de auxină, rădăcină și tulpină, se face altfel în mod diferit concentrației crescute de auxină de pe partea inferioară a organului orizontal orientat. Odată cu acumularea de material de creștere pe partea inferioară a tijei, creșterea sa accelerează și provoacă o îndoire în sus și aceeași concentrație în partea inferioară a rădăcinii duce la efectul opus: creșterea celulelor este inhibată și rădăcina curbează în jos.
Teoria lui Vent-Kholodnoy a explicat întrebarea, asupra căreia oamenii de știință au lucrat mai bine de o sută de ani. Este evident că, pe parcursul unei lungi evoluții, numai acei indivizi au fost reținuți, în care reacția la distribuția neuniformă a auxinei a fost observată sub influența gravitației.
Mișcările de creștere ale plantelor cauzate de acțiunea unică a luminii au primit numele de fototropism. În cazul în care curba este îndreptată spre lumină, atunci vorbește despre un fototropism negativ, pozitiv și în sens opus. Fototropismul pozitiv al tulpinilor și coleoptilelor se explică prin faptul că partea organului cu care se confruntă lumina crește mai lent decât cea opusă. Mecanismul reacției fototropice este, de asemenea, asociat cu auxine: pe partea umbroasă a auxinei este mai mare decât pe partea iluminată. Prin urmare, întinderea celulelor pe partea umbrită are loc mai repede decât în partea iluminată, iar planta se întoarce în direcția unei iluminări mai mari.
Ei percep acțiunea unilaterală a luminii vârfului părților de plante superioare. Rădăcinile și rizomii rar răspund la acest factor. Dar în unele plante, de exemplu din familia cruciferei, rădăcinile prezintă uneori fototropism negativ.
Dacă într-o cameră specială cu nebolshimotverstiem fototropicheskuyu în peretele lateral pentru a pune răsaduri, de exemplu, cereale, apoi câteva ore mai târziu vârful coleoptil se întoarce spre fasciculul de lumină și curbarea apare în zona de întindere. Dacă, după cum a arătat mai întâi Charles Darwin, punând un capac impermeabil la lumină deasupra coleoptilului, atunci reacția fototropică nu apare.
Fototropismul are o semnificație enormă în viața plantelor. Este datorită lui că frunzele iau poziția cea mai favorabilă procesului de fotosinteză. Frunzele multor plante ocupă mai multe locuri luminoase, aranjate astfel încât să nu se observe reciproc. Acest fenomen, numit mozaic de frunze, este clar observat în arțar, brad, căpșună, iederă și multe alte plante. Mișcările fototropice ale frunzelor sunt deosebit de importante în condiții umbrite. În mare măsură, creșterea normală a instalațiilor din încăperi, ateliere de fabrici și alte încăperi închise este obligată la fototropism.
Unele plante reacționează cu o asemenea forță la o schimbare în direcția luminii, care urmează mișcării soarelui pe cer (heliotrop). Astfel de plante includ bine-cunoscute floarea-soarelui, un șir și altele.
Nu toate razele spectrului sunt aceleași în ceea ce privește manifestarea curbelor fotoperiodice. Cele mai active sunt razele albastru-violet. Particulele galbene, roșii, ultraviolete ale spectrului sunt inactive în acest sens.
Cresterea cresterii hematotice este asociata cu actiunea unilaterala a anumitor substante chimice. Cel mai frapant exemplu de hemotropism este creșterea rădăcinilor în direcția concentrațiilor ridicate de nutrienți din sol. Chemotropismul joacă un rol important în activitatea normală a ciupercilor și a plantelor superioare aparținând saprofitelor și paraziților. Hifele și frații lor cresc spre sursa de substanțe organice. Fenomenul hemotropismului se observă și prin germinarea polenului și creșterea tubului de polen. În acest caz, evident, efectul principal este prezența substanțelor eliberate prin maturarea ouălor care controlează mișcarea tuburilor de polen. Printre aceste substanțe se numără anumiți compuși organici specifici, precum și bor și calciu. Hemotropismul negativ al rădăcinilor este observat în cazurile de expunere la diferite otrăviri.
Mișcarea rădăcinilor plantelor către oxigenul aerului se numește aerotropism, iar spre o umiditate optimă a solului, hidrotropismul. Primul poate fi observat în soluri excesiv de umezite sau puternic compactate, acestea din urmă în absența apei în sol. Aceste tipuri de tropisme au o mare importanță ecologică, asigurând existența plantelor în condiții de stres, cauzate de lipsa oxigenului sau a apei.
Sub tigmotropism se înțelege reacția de creștere a plantelor la atingere. Tigmotropismul tulpinilor de tulpini și frunze de plante aglomerate este deosebit de pronunțat. Partea antenei, atunci când este în contact cu suportul, crește mai lent decât opusul, ceea ce duce la o răsucire a mânecii în jurul suportului. Aceste mișcări au loc cu cheltuielile de energie. Să presupunem participarea la aceste procese a proteinelor contractile și a fitohormonilor.
O distincție se travmotropizmy pentru a evita contactul cu obiecte ascuțite sau substanțe chimice care cauzează un prejudiciu radiotropizmy - curbele de creștere și mișcarea relativă a sursei de radiație și altele.
Nastia este mișcarea organelor plantelor, provocată de un iritant care nu are o direcție strictă, dar acționează uniform asupra întregii plante. Factorii care determină mișcarea sunt modificări ale temperaturii, luminii, umidității în timpul zilei, înainte sau după ploaie. Dacă tropismele sunt mișcările organelor ca răspuns la schimbările în intensitatea factorului extern în spațiu, atunci nastia sunt mișcările organelor care apar sub efectul unei schimbări a condițiilor în timp. Numele nastiei, precum și tropismul, depind de natura stimulilor care le provoacă. Există termo-, foto-, chemo-, hidro-, tigmo-, seismo-, electro- și traumone. Numai organele simetrice cu două fețe (frunze, petale) sunt capabile să se deplaseze la nastic.
Un exemplu de sistem termonuclear este deschiderea florilor lalele la o temperatură ridicată și închiderea la o temperatură scăzută. Prin mișcări fotonasticheskim includ flori de crin Dehiscența și inflorescențe de o păpădie într-o lumină bună și de închidere, cu o scădere a cantității de lumină, o creștere în Oxalis frunze în lumină și se încadrează în întuneric.
Cele mai frecvente sunt mișcările nictiniste; Acestea sunt cauzate de schimbarea zilei și a nopții, când temperatura și condițiile de iluminare se schimbă simultan. Foarte multe flori se deschid dimineața și se închid noaptea sau invers. Un iritant care provoacă o reacție niktinastică poate fi o schimbare a temperaturii sau numai intensitatea luminii sau, în același timp, temperatura și intensitatea luminii. Mișcările nictinice facilitează polenizarea florilor pe vreme favorabilă și protejează organele interne ale florii în condiții nefavorabile.
O varietate nasticheskih coturile seismonastii sunt cauzate de atingere sau comoție cerebrală, de exemplu, frunze de mimoza timid: o parte a celulelor de joncțiune pierd suc de celule urmată saturației picătură instantanee, comprimarea celulelor și frunze și pețiolul frunze de coborâre complexitate-TION. Excizia se transmite prin intermediul unui impuls electric sau al unor hormoni speciali.
Mecanismul exteriorului nu este pe deplin înțeles. Se crede că nastia se datorează creșterii inegale a diferitelor fețe ale petalelor sau tepalelor. Dacă partea superioară crește mai repede, apare epinasta, ca urmare a căderii florilor, mugurilor, frunzelor. Dacă partea inferioară crește mai repede, apare hiponostația, ca urmare a închiderii organelor. Florile de deschidere și închidere pot fi repetate într-un anumit ritm. Cu fiecare deschidere și închidere nouă, celulele cresc respectiv pe partea superioară sau inferioară. Dacă procesele se repetă de mai multe ori, petalele sau frunzele periantului sunt considerabil alungite. Creșterea inegală se poate datora hormonilor. Acest lucru este dovedit de experiență. Dacă ați tăiat partea de sus a plantelor tinere de tomate și pe suprafața tăiată a pastei de aplicat la IAA, după un timp toate frunzele rămase vor cădea (epinastiya).
În centrul seysmonasty, precum și modificărilor survenite în poziția de frunze în timpul tranziției de la o zi la noapte este o schimbare rapidă a presiunii turgescenta în celule în diferite părți ale corpului. Schimbările în turgor în celulele motoare situate pe diferite părți ale tampoanelor sunt cauzate de o creștere sau scădere a concentrației de ioni de potasiu în ele. Potasiul se deplasează din celulele contractante spre a se întinde datorită pompelor de potasiu. Apa vine după el, iar celulele se umflă. Vacuumul central se descompune în multe vacuole mici. Mișcările mișcării sunt reversibile.
Mecanismul de scădere a frunzelor în mimoza timidă este mai bine studiat, în care se disting două mecanisme de excitație: chimice și electrice. Mecanismul chimic este că celulele iritate eliberează o substanță care se deplasează de-a lungul phloemului și a parenchimului. Atunci când această substanță ajunge la tampoane, se produce o reacție (pliurile de broșură). Reacția este cauzată de o concentrație foarte scăzută a acestei substanțe de 10-8 g / ml. Se sugerează că aceste substanțe sunt aminoacizi, de exemplu, glutamat și alanină sau malat. Când excitație electrică a mecanismului imediat după atingerea în celulele sale se produce un potențial de acțiune egală cu -140 mV (potențial de repaus este de -160 mV). Potențialul de acțiune se extinde de la celulă la celulă prin conductoare cu o viteză de 2-5 cm / s. Acesta este transmis la tampoane la baza frunzelor și a frunzei întregi, având ca rezultat scăderea presiunii turgescență în celule de motor (apa iese în spațiile intercelulare), iar foaia este compusă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: