Biologie pentru elevi - 53

Hormoni de plante sau fitohormoni. Substanțele organice produse de plante sunt diferite de substanțele nutritive și de obicei nu se formează acolo unde sunt active, ci în alte părți ale plantei. Aceste substanțe în concentrații mici reglează creșterea plantelor și răspunsurile lor fiziologice la diferite efecte. Un organism de plante nu este doar o masă de celule, crescând și multiplicând în mod aleatoriu; plantele, atât din punct de vedere morfologic, cât și funcțional, sunt forme foarte organizate. Phytohormonele coordonează procesele de creștere a plantelor. În special, această capacitate a hormonilor de a reglementa creșterea se manifestă prin experimente cu culturi de țesuturi vegetale. Dacă selectați celulele vii din planta care au păstrat capacitatea de a diviza, cu ajutorul nutrienților și hormonilor necesari, ei vor începe să crească activ. Dar dacă, în același timp, raportul corect între diferiți hormoni nu este exact observat, atunci creșterea va fi incontrolabilă și vom obține o masă celulară asemănătoare unui țesut tumoral, adică complet lipsită de capacitatea de a diferenția și de a forma structuri. În același timp, modificarea în mod corespunzător raportul și concentrația de hormoni în mediul de cultură, experimentatorul poate crește dintr-o singură celulă dintr-un întreg rădăcinile plantelor, tulpinile și toate celelalte organe.







Baza chimică a acțiunii fitohormonilor în celulele de plante nu a fost suficient studiată. În prezent, se crede că unul dintre punctele de aplicare a acțiunii lor este aproape de gena și hormonii stimulează aici formarea de ARN de informație specifică. Acest ARN este, la rândul său, este implicat ca mediator în sinteza enzimelor specifice - compuși de natură proteine ​​care controlează procesele biochimice și fiziologice.

Hormonii de plante au fost descoperite abia în anii 1920, astfel încât toate informațiile despre ele au fost obținute relativ recent. Cu toate acestea, chiar și J. Sachs și C. Darwin în 1880 au ajuns la ideea existenței unor astfel de substanțe. Darwin, care a studiat efectul luminii asupra creșterii plantelor, a scris în cartea sa Abilitatea de a muta în plante, „Când răsadurile au fost expuse în mod liber pe partea de lumină, din partea de sus la partea de jos este transferat într-o oarecare influență, forțând acesta din urmă să se aplece.“ Vorbind despre influența gravitației asupra rădăcinilor plantelor, a ajuns la concluzia că „doar vârful (rădăcină) este sensibil la acest efect, și transmite o anumită influență sau stimul pentru părțile învecinate, care le determină să se aplece.“

În anii 1920-1930, hormonul responsabil pentru reacțiile observate de Darwin a fost izolat și identificat ca acid indolil-3-acetic (IAA). Acum aceste substanțe sunt cunoscute sub denumirea de gibbereline fitohormone. Mai târziu, alți cercetători care au lucrat cu culturi de țesuturi și organe de plante au descoperit că creșterea culturilor este accelerată semnificativ prin adăugarea unor cantități mici de lapte de nucă de cocos. Căutarea de factorii care cauzează această creștere a crescut, a dus la descoperirea de hormoni, care au fost numite citochinine.

Hormonii plantelor pot fi combinați în mai multe clase principale, în funcție de natura lor chimică sau de acțiunea pe care o exercită.

Stimulatoare de crestere de plante - hormoni de plante care îmbunătățesc creșterea lor, îmbunătățirea sănătății și floare. Acestea includ:

Auxine. Substanțele care stimulează întinderea celulelor vegetale sunt cunoscute sub denumirea generală "auxine". Auxinele se produc și se acumulează în concentrații ridicate în meristemurile apicale (conuri de creștere și rădăcină), adică în acele locuri unde celulele sunt foarte rapid divizate. De aici se deplasează în alte părți ale plantelor. Auxinele aplicate pe tăietură accelerează formarea rădăcinilor în butași. Totuși, în doze excesive, ele inhibă formarea rădăcinilor. Când sub influența gravitației auxin se acumulează pe partea inferioară a tijei, partea inferioară a celulelor sunt întinse peste partea superioară a celulei și în creștere vârful tijei îndoit în sus. În mod diferit, auxinul acționează asupra rădăcinii. Acumulând pe partea inferioară, suprimă întinderea celulelor. În comparație cu ele, celulele de pe partea superioară sunt întinse mai puternic, iar vârful rădăcinilor curbează la sol.

Auxinii sunt, de asemenea, responsabili pentru fototropism - curbele de creștere a organelor ca răspuns la iluminarea unilaterală. Deoarece dezintegrarea luminii sub acțiunea auxinei meristemelor aparent oarecum accelerat de celule de pe partea umbrită întins mai mult decât pe iluminate, provocând sfaturi trage să se aplece spre sursa de lumină.

Așa-numita dominare apicală - fenomen în care prezența rinichiului apical nu permite trezirea mugurilor laterale - depinde, de asemenea, de auxine. Rezultatele cercetării sugerează că auxinelor prezente în concentrație în care se acumulează în fașă apical, forțând vârful tulpinii să crească, și se deplasează în jos pe tulpină, ei inhibă creșterea mugurilor laterali. Copacii, în care dominația apicală se pronunță brusc, ca de exemplu în conifere, au o formă caracteristică ascendentă, spre deosebire de copacii de brad sau copacii de arțar.







După ce a avut loc polenizarea, peretele ovarului și bobocul cresc rapid; se formează un făt mare carnat. Creșterea ovarului este asociată cu proliferarea celulelor, un proces în care participă auxinele. Acum se știe că unele fructe pot fi obținute fără polenizare dacă la momentul potrivit pentru a aplica auxin la un organ al florii, de exemplu, pe stigmă. O astfel de formare a fructelor - fără polenizare - se numește parthenocarpie. Fructele parthenocarpice sunt lipsite de semințe.

Pe tulpina de fructe maturate sau pe petiola frunzelor vechi se formează rânduri de celule specializate. strat de separare. Țesutul conjunctiv dintre două rânduri de astfel de celule se desprinde treptat, iar fructul sau frunza se separă de plantă. Această separare naturală a fructelor sau frunzelor dintr-o plantă se numește toamnă; este indusă de modificările concentrației auxinului din stratul de separare.

Din auxinele naturale, acidul indolil-3-acetic (ASC) este cel mai răspândit în plante. Cu toate acestea, acest auxina naturale utilizate în agricultură considerabil mai mic decât auxinele sintetice, cum ar fi acidul indolebutiric, acidul naftilacetic, acidul 2,4-diclorofenoxiacetic (2,4-D). Faptul că IAA sub influența enzimelor continuă plantei să fie distruse, în timp ce compușii sintetici nu sunt supuse degradării enzimatice, și din cauza dozei lor mici poate provoca un efect semnificativ și de lungă durată.

Auxinele sintetice sunt utilizate pe scară largă. Ele sunt folosite pentru a consolida înrădăcinarea butașii, care fără această rădăcină rău; pentru producerea de fructe parthenocarpice, de exemplu în roșiile din sere, în care condițiile duc la polenizare dificilă; pentru a provoca căderea unor flori și ovare din pomi fructiferi (fructele conservate cu această "subțiere chimică" sunt mai mari și mai bune); Pentru a preveni pre-recoltarea fructelor în fructele citrice și în unele fructe de porumb, de exemplu în măr, adică Pentru a amâna impactul natural al acestora. La concentrații ridicate, auxinii sintetici sunt utilizați ca erbicide pentru controlul unor buruieni.

Gibberellms. Gibberellinele sunt distribuite pe scară largă în plante și reglementează o serie de funcții. În 1965, au fost identificate 13 forme moleculare de gibbereline, foarte asemănătoare chimic, dar foarte diferite în activitatea lor biologică. Printre gibberelinele sintetice, acidul gibberellic produs de industria microbiologică este cel mai adesea utilizat.

Un efect fiziologic important al gibberelinelor este accelerarea creșterii plantelor. Se cunoaște, de exemplu, nigerismul genetic în plante, în care internodele sunt scurtate brusc (secțiuni ale tulpinii dintre nodurile din care părăsesc frunzele); după cum sa dovedit, acest lucru se datorează faptului că aceste plante au blocat genetic formarea de gibbereline în procesul metabolizării. Dacă, totuși, să introducem în ele gibbereline din exterior, atunci plantele vor crește și se vor dezvolta în mod normal.

Multe plante perene, în scopul de a arunca săgeată și Bloom este necesară pentru o anumită perioadă de timp sau de ședere la o temperatură scăzută sau într-o zi scurtă, și, uneori, ambele. Prin tratarea unor astfel de plante cu acid giberelic, ele pot fi făcute să înflorească în condiții în care este posibilă doar o creștere vegetativă.

Ca auxine, gibberelinele pot provoca parthenocarpia. În California, acestea sunt utilizate în mod regulat pentru prelucrarea podgoriilor. Ca urmare a acestui tratament, strugurii sunt mai mari și mai bine formați.

În timpul germinării semințelor, interacțiunea dintre gibbereline și auxine joacă un rol decisiv. După umflarea semințelor în embrion, se sintetizează gibberelinele, care induc sinteza enzimelor responsabile de formarea auxinei. Gibberellinele accelerează, de asemenea, creșterea rădăcinii primare a embrionului într-un moment în care, sub influența auxinei, stratul de semințe se desface și embrionul crește. Prima dintre semințe pare rădăcină, iar în spatele ei și planta însăși. Concentrațiile ridicate de auxină determină o alungire rapidă a tulpinii embrionului și, în cele din urmă, vârful răsadului pătrunde în sol.

Citochininele. Hormonii, cunoscuți sub numele de citokinine sau kinine, nu stimulează întinderea, ci diviziunea celulelor. Citokininele se formează în rădăcini și de aici intră în lăstari. Poate că ele sunt, de asemenea, sintetizate în frunze tinere și rinichi. Prima citokină deschisă, kinetin, a fost obținută utilizând ADN de spermă de hering.

Cytokininele sunt "mari organizatori" care reglează creșterea plantelor și asigură dezvoltarea normală a formelor și structurilor lor în plantele superioare. În culturile de țesut steril, adăugarea de citokinine la o concentrație adecvată determină diferențierea; există primordia - rudimente neuniforme de organe, adică un grup de celule din care se dezvoltă în timp diferite părți ale plantei. Descoperirea acestui fapt în 1940 a servit drept bază pentru experimentele succesive ulterioare. La începutul anilor 1960, au învățat să crească plante întregi dintr-o celulă nediferențiată plasată într-un mediu artificial nutritiv.

O altă proprietate importantă a citokininelor este capacitatea lor de a încetini îmbătrânirea, ceea ce este deosebit de important pentru legumele cu frunze verzi. Citokininele contribuie la retenția în celule a unui număr de substanțe, în special a aminoacizilor, care pot fi direcționate spre resinteza proteinelor necesare pentru creșterea plantelor și reînnoirea țesuturilor lor. Datorită acestui fapt, îmbătrânirea și îngălbenirea sunt încetinite, adică legumele cu frunze nu își pierd atât de repede aspectul pe piață. În prezent, se încearcă folosirea uneia dintre citokininele sintetice, și anume benzilaladenina, ca inhibitor al îmbătrânirii multor legume verzi, cum ar fi salata, broccoli și telina.

Hormonii înfloriți. Hormonii de înflorire sunt considerați florigen și vernalin. În 1937, cercetătorul rus, M. Chailakhyan, a exprimat presupunerea existenței unui factor special de înflorire. Mai târziu, Chailahian a permis să concluzioneze că florigenul este alcătuit din două componente principale: gibberelinele și un alt grup de factori de înflorire, numiți antene. Ambele componente sunt necesare pentru înflorirea plantelor.

Se presupune că gibberelinele sunt necesare pentru plantele de lungă durată, adică cum ar fi o perioadă de lumină suficient de lungă a zilei pentru înflorire. Antezinele stimulează, de asemenea, înflorirea plantelor de zi scurtă care înfloresc numai atunci când lungimea zilei nu depășește un anumit maxim admisibil. Se pare că în frunze se formează antene.

Hormonul de înflorire a vernalinei (identificat de I. Mehlers în 1939) este necesar, după cum se crede, plantelor bienale care au nevoie de ceva timp în influența temperaturilor scăzute, de exemplu, răcelile de iarnă. Se formează în germeni de semințe germinative sau în divizarea celulelor de meristem apical de plante adulte.

B vitamine. Phytohormonele includ uneori unele vitamine B, și anume tiamină, niacină (acid nicotinic) și piridoxină. Aceste substanțe, formate în frunze, reglementează nu atât procese formale, cât creșterea și nutriția plantelor.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: