Plantele de sol sunt fixate ferm în sol prin sistemele lor radiculare și, prin urmare, sunt tratate de obicei ca fiind fixate în spațiu. Acest punct de vedere nu este în întregime corectă, deoarece toate plantele sunt capabile să încetinească mișcările (tropism), necesare pentru a se adapta orientarea corpului acestora astfel de factori externi, cum ar fi lumina si gravitatea. În plus, unele plante de a face câteva mișcări periodice somnoros mai rapid - a pus frunzele lor sau petale de flori (a se vedea capitolul 12 ..). Doar câteva plante neobișnuite posedă mai apreciabilă „capacitatea motrice» ( «puterea de mișcare» - o expresie a lui Charles Darwin) și de a reacționa mișcări rapide la diverși factori externi, inclusiv lumina, substanțe chimice, o atingere, deteriorare sau vibrații mecanice. Aceste forme neobișnuite de îngrijorare comportament pliere de frunze la Mimosa pudica ( «plantă sensibilă"), mișcarea în diferite plante insectivore și o răsucire de mustăți scurte la multe liane. Funcțiile acestor mișcări sunt la fel de diverse ca și stimulii care le provoacă. Miscari rapide in mimoza pot servi pentru a proteja impotriva insectelor si a altor animale. Circulația plantelor carnivore le ajuta pentru a prinde insecte, care servesc alimente ca suplimentare pentru aceste organisme autotrofe practic. Răsucirea croselor în jurul obiectelor solide îi conferă un suport mecanic și astfel permite instalației să atingă o înălțime considerabilă fără un portbagaj mare. Antennae uneori sunt de asemenea, inhibă creșterea speciilor concurente învecinate, sporind astfel capacitatea plantelor de a supraviețui într-o mare „apropiere“.
Miscarea rapida a plantelor a atras atentia mai mult de doua milenii in urma si inca continua sa trezeasca interesul cercetatorilor. Studiul mișcărilor specifice plantelor a ajutat la descoperirea multor noi aspecte ale fiziologiei lor. De exemplu, studiul curburilor fototropice a condus la primele presupuneri privind existența hormonilor de creștere. mișcări Niktinasticheskie de frunze au sugerat pentru prima dată că organismele poseda un ceas intern, și lucrări moderne ne ajută să înțelegem interacțiunile dintre aceste ore și lumina de la procesele biologice legate de timp. Experimente cu plante tigmonasticheskimi (sensibil la atingere-) a arătat că Jaala electrice Semnalul de înmulțire în plantă, sunt, ca la animale, un mijloc important de comunicare intre celule diferite in organism. În acest capitol vom analiza unele detalii ale acestor aspecte ale fiziologiei plantelor verzi.
CIRCULAȚIA RAPIDĂ A FĂRĂRILOR ÎN PLANTA SENSIBILĂ MIMOSA PUDICA
Frunzele lui Mimosa pudica, ca cele ale lui Samanea, fac mișcări circadiene niktinastice. Dar se pot deplasa extrem de repede ca răspuns la stimuli mecanici, termici, chimici și electrici. Câteva secunde după atingerea frunzei, maruntele coboară și frunzele frunze (13.1). Această reacție rapidă, care necesită un grad ridicat de coordonare, ca urmare a transformării stimul mecanic perceput de către celulele senzoriale ale tijei, într-un semnal electric. Această membrană, probabil, depolarizare Semnal - se difuzează rapid pe materialul până când vine vorba de tampoane foaie cu motor de celule care își schimbă imediat volumul lor, iar acest lucru duce la mișcarea de frunze sau pliante.
Semnalul electric de propagare poate fi măsurat cu doi electrozi de sticlă umpluți cu o soluție de sare, dintre care unul este așezat pe pețiol, iar celălalt în solul din jurul rădăcinilor sau în peretele vasului cu planta. Semnalul este o schimbare pe termen scurt a diferenței de potențial dintre electrozii (13.2). Este transmis de-a lungul butașilor la mimoza la o viteză de aproximativ 2 cm / s și de aproximativ 5 ori mai rapid pe frunza plantei insectivore Dionaea (venus flytrap). Rata de transmisie crește de 3 ori cu creșterea temperaturii la fiecare 10 °, ceea ce indică participarea reacțiilor chimice. Când phloem-ul este îndepărtat, propagarea semnalelor încetinește; prin urmare, ele sunt transmise celulelor phloem. Semnalul nu poate depăși bariera din celulele moarte; aceasta înseamnă că probabil nu implică difuzarea hormonilor solubili în apă.
Deși electrozii externi ne permit să stabilim că semnalele electrice sunt utilizate în celulele pentru comunicarea între celule, ele nu dau nici o indicație cu privire la mecanismele de transmisie sau celulele care participă la ele. Cu ajutorul microelectrodelor intracelulare (a se vedea 7.8), a fost posibil să se demonstreze că anumite celule din phloem și protoxilul mimelor sunt "excitabile" (13.3). Potențialul lor de repaus, adică potențialul transmembranar înainte de excitație, este mult mai negativ decât în celulele învecinate. Atunci când, ca urmare a stimulării electrice sau chimice, acest potențial (adică electronegativitatea părții interioare a membranei) este redus la un anumit nivel "prag", celula dă o "descărcare". Toți stimulii care sunt mai puternici decât pragul provoacă aceeași reacție ("tot sau nimic"), constând în depolarizarea la zero sau chiar la un nivel pozitiv, cu o revenire rapidă ulterioară la potențialul de odihnă. Celulele excitabile din țesuturile vegetale sunt întotdeauna conectate prin plasmodeazuri, în conformitate cu care, aparent, semnalele electrice sunt transmise. Semnalul de propagare, numit potențialul de acțiune, este similar cu potențialul de acțiune din țesutul neural, singura diferență fiind că nu a fost găsit nici un transmițător chimic în plante. Acetilcolina, care transmite semnalul de la o celulă la alta în țesutul neural, este prezentă în plante, dar nu există dovezi concludente că aceasta este, de asemenea, implicată în transmiterea semnalelor intercelulare.
Iritarea petiolului în mimoza printr-o atingere ușoară sau printr-o picătură de apă excită potențialul de acțiune limitat de limitele acestei frunze. Dar dacă stimulezi frunza cu arsură sau cu alte daune, sunt implicate și alte frunze; astfel de stimulente determină nu numai potențialul de acțiune, ci și așa-numitul potențial de schimbare. Acest potențial pare să fie transmis de o substanță chimică care se răspândește prin xilem, trece printr-un tampon de frunze și inițiază un nou potențial de acțiune pe partea sa îndepărtată. Acesta din urmă este transmis prin celulele excitabile de phloem și protoximă, până când ajunge la un alt bloc de frunze, în care schimbările caracteristice ale turgorului duc la plierea frunzei. În funcție de puterea stimulării inițiale, potențialul variabil (treptat) poate trece din nou prin tamponul de frunze și stimulează un alt potențial de acțiune pe partea sa îndepărtată. Astfel, potențialul de schimbare coordonează mișcarea diferitelor frunze de plante, excitând potențialul de acțiune care este transmis în anumite zone ale țesutului.
Aparent, mișcarea mimoză a organelor este determinată în întregime de schimbările în turgor. Scăderea volumului acestor sau a altor celule motor este însoțită de separarea ionilor K + și a substanțelor de tip tanin în spațiul extracelular. O astfel de schimbare, despre care se crede că se datorează unei creșteri rapide a permeabilității membranei, este însoțită de semnale electrice care pot fi detectate utilizând microelectrozi. Similaritatea exterioară între acest proces și contracția musculară la animale sugerează prezența unor caracteristici interne comune, cum ar fi implicarea proteinelor contractile cum ar fi actomyosin; Cu toate acestea, încă nu există date valide, care să confirme ipoteza unui astfel de mecanism sau să o contrazică.
Unii cercetători au subliniat importanța taninelor pentru mișcările de mimoză. Acest grup heterogen de compuși fenolici condensați poate forma complexe atât cu proteine, cât și cu ioni anorganici. Taninurile denaturează proteinele și ar putea deteriora celula, dar nu provoacă efecte dăunătoare în timp ce acestea sunt izolate în saci de vacuole cu membrană. Se pare că acestea sunt deosebit de numeroase în vacuolele plantelor capabile de mișcări tigmonastice (13,4). În timpul acestor mișcări, agregatele de tanin din vacuole disociază și unele taninuri par a fi eliberate prin membranele celulelor motorii. Apoi difuzează în hidatidele (porii) din epiderma plăcii de frunze. Deoarece taninul are gust astringent și acționează ca un agent repellent natural, secreția de tanin în timpul mișcării frunzelor poate ajuta la protejarea plantei de insecte.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: