A növények növekedési mozgása
A növényi és állati organizmusok összehasonlításával általában azt mondják, hogy az állatoktól eltérően a növények nem mozognak, az életük során egy bizonyos helyen kapcsolódnak. Azonban a mozgás, mint az élő anyagok egyik tulajdonsága, szintén jellemző a növényekre.
Az inger típusától függően a magasabb növények mozgása két csoportra tagolódik: a tropizmusok és a rügyek.
Egyrészről számos inger működik az erőműben, egyrészt irányított módon. A növény képes megkülönböztetni a fény vagy az anyag cselekvési irányát, a gravitációs erőt. A külső tényezők egyoldalú működésére reagálva hajtások vagy gyökerek hajlanak. Ennek eredményeképpen a térszervek elrendezése megváltozik. A szervek helyzetében bekövetkező változásokat, amelyeket egyoldalú külső inger okozott, tropizmusnak nevezték.
Az inger (fény, gravitáció, vegyszerek, érintés, elektromos áram, sérülés) jellegétől függően a tropizmusokat foto-, geo-, kemo-, tigmo-, elektro-, traumatropizmusnak nevezik. A válasz jellege más lehet. Azok a testek, amelyek viszont az inger, az úgynevezett pozitív tropikus, és azok, akik elfordulnak az inger - negatív trópusi. Tropizmus gyakran jár együtt a gyorsabb növekedés a sejtek egyik oldalán a szár, gyökér vagy a szár, legalábbis - a változás a turgor nyomás.
A geotropizmus a növények mozgását jelenti a gravitációs hatás hatására. A növény gyökere pozitív geotropizmussal rendelkezik: - növekszik, és a szár - negatív, mert az ellenkező irányban nő. Ebben a tekintetben nagyon jellemzőek a vízszintesen elhelyezett csemetek nedves környezetben, vagy a lejtőkön növő fák. Először a gyökér hamarosan lefelé hajlik, és a szár felfelé. Ez utóbbi a Föld sugara irányába fog irányulni, és nem merőleges a lejtő felszínére. A vízszintes síkra való tájolás azonnal megjelenik a csírázó magban és a gyökeres vágásokban. A gyökér mélyül a talajba, ahol a víz és az ásványi anyagok kivonódnak, a szár szintén felemelkedik, és a leveleket a bejövő nap sugarai felé hozza.
Magyarázata annak, hogy a geotropizmus, a meghatározó erő a gravitáció ereje, már a tizenkilencedik század elején kapták meg. egyszerű, de ötletes vétel segítségével. A növénycsírákat forgó kerékre helyeztük és vízzel megnedvesítettük. Termesztett növényeket olyan módon, hogy a szárak és gyökerek mentén a sugár a forgási síkjában: A gyökerek a periféria felé, és a szárak - a központba, azaz, az első nőtt a centrifugális erő irányába, és a szárak - ellentétes irányban. A növények nem tudták sem a tetejét, sem az alját. A növekedés a esetben csak az irányt a centrifugális erő, amely felváltotta a gravitációs erő.
A gravitációra legérzékenyebb a gyökér és a szár növekedési zónája, valamint a gabonákban a koleoptil csúcsa.
Az első, aki felfedezte a gravitációs erő érzékelésének helyét, Charles Darwin volt. Kísérleteiben a távoli növekedési ponttal rendelkező gyökér elveszítette a képességét, hogy reagáljon erre az erőre, és tovább növekedjen ugyanabban a pozícióban, amelyben elhelyezkedett. A holland tudós, F. Vent és a szovjet akadémikus N.G. Hideg megállapította, hogy ha a gyökér vágott gyökere vagy a gabonakolekulák csúcsa a vágás felületéhez van kötve, akkor ugyanaz a gyökér újra megszerzi a geotróp érzékenységet.
Azt javasolták, hogy itt az anyag a fitohormonok jelenlétében rejlik a gyökér csúcsán vagy a coleoptil csúcsán. A növények függőleges helyzetében a tippekből származó auxinok egyenletesen áramolnak a kiterjesztési zónába a szár és a gyökér minden oldalán. Amikor a növény vízszintes, az auxin felhalmozódik a szár és a gyökér alján. Ez azzal magyarázható, hogy az orgona alsó oldala pozitív töltést vesz fel, a felső pedig negatív. Az auxin általában anion formájában mozog, ezért az alsó részre koncentrálódik. A szár egy sokkal magasabb optimális koncentrációja auxin (körülbelül 10 -5 mol / l), mint a gyökér (10 -10 -10 -11 mol / l). Egy másik érzékenység auxin koncentráció, gyökér és a szár, így egészen másképp vannak megnövekedett koncentrációja auxin alsó oldalán vízszintesen orientált szervezetben. A felhalmozódása növekedési anyag alsó oldalán a szára növekedési felgyorsítja és okoz felfelé hajlító, és azonos koncentrációban a gyökér alsó oldala vezet az ellenkező hatást: a sejtnövekedést gátolja, és a gyökér lefelé hajlik.
Vent-Kholodnoy elmélete kifejtette a kérdést, amely fölött a tudósok több mint száz éve dolgoztak. Nyilvánvaló, hogy egy hosszú evolúció során csak azokat az egyedeket tartották fenn, amelyekben az auxin egyenlőtlen eloszlását a gravitáció hatására figyelték meg.
A növények növekedési mozgása a fény egyirányú hatása miatt a fototrópizmus nevét kapta. Ha a kanyar a fény felé irányul, akkor pozitív és ellentétes irányban beszél negatív fototrópizmusról. A szárak és a coleoptiles pozitív fototrópizmusa magyarázható azzal a ténnyel, hogy a fény felé néző orgona oldala lassabban növekszik, mint az ellenkező. A fototróp reakció mechanizmusa szintén auxinokkal társul: az auxin árnyékolt oldala nagyobb, mint a megvilágított oldalon. Ezért az árnyékos oldalon lévő sejtek nyújtása gyorsabb, mint a megvilágított oldalon, és a növény nagyobb megvilágítás irányába fordul.
Észrevették a növények felszíni részeinek csúcsának fényét. A gyökerek és a rizómák ritkán reagálnak erre a tényezőre. De egyes növényeknél, például a keresztkötő családoktól, a gyökerek néha negatív fototropizmust mutatnak.
Ha egy speciális kamrában fototropicheskuyu nebolshimotverstiem oldalfalán, hogy a palánták, például gabonafélék, majd néhány órával később a hegye a koleoptil kapcsolja felé fénynyalábot és a hajlítási fordul elő a szakaszon zónában. Ha, amint Charles Darwin először megmutatta, hogy a coleoptilis tetejére rá nem tapadó kupakot helyeznek el, akkor a fototróp reakció nem jelenik meg.
A fototrópizmus hatalmas jelentőséggel bír a növények életében. Köszönjük neki, hogy a levelek a fotoszintézis folyamatának legkedvezőbb pozícióját veszik fel. A növények levelei több megvilágított helyet foglalnak el, úgy, hogy ne homályosítják egymást. Ez a jelenség, amelyet levélmozaiknak neveznek, egyértelműen a juhar, a szil, a mogyoró, a borostyán és sok más növény esetében figyelhető meg. A levelek fototróp mozgása különösen fontos az árnyékos körülmények között. A növények normál növekedése a szobákban, gyárakban és egyéb zárt helyiségekben a fototrópságra kényszerül.
Egyes növények ilyen erővel reagálnak a fény irányára, amely a napnak az égben való mozgását követi (heliotróp). Az ilyen növények közé tartoznak a jól ismert napraforgók, a húr és néhány más.
Nem minden spektrum sugarai a fotoperiódikus hajlítások megnyilvánulásában azonosak. A legaktívabbak a kék-ibolyaszín sugarak. A spektrum sárga, piros, ultraibolya részei ebben a tekintetben inaktívak.
A hemotropikus növekedési hajlítások egyes vegyi anyagok egyoldalú hatásával járnak. A hemotropizmus legszembetűnőbb példája a gyökerek növekedése a tápanyagok magas koncentrációjának irányában a talajban. A kemotropropizmus fontos szerepet játszik a gombák és parazitákhoz tartozó magasabb növények normális aktivitásában. A hifák és a szopókák a szerves anyagok forrása felé nőnek. A hemotropizmus jelenségét a pollen csírázása és a pollencsövek növekedése is megfigyeli. Ebben az esetben nyilvánvalóan a fő hatás az érlelő tojások által kibocsátott anyagok jelenléte, amelyek szabályozzák a pollencsövek mozgását. Ezek közé tartoznak az egyes szerves vegyületek, valamint a bór és a kalcium. A gyökerek negatív hemotropizmusát figyelték meg különböző mérgek esetén.
A növények gyökerének a levegő oxigénje felé történő mozgását aerotropizmusnak és az optimálisabb talaj nedvességnek, a hidrotropizmusnak hívták. Az első a túlzottan nedvesített vagy erősen tömörített talajokon figyelhető meg, ez utóbbi a talajban lévő víz hiányában. Ezek a fajta tropizmusok rendkívül ökológiai jelentőségűek, biztosítva a növények stresszes körülmények között fennálló létezését oxigénhiány vagy víz hiánya miatt.
A tigmotropizmus alatt a növények növekedési reakcióját érintik. Különösen hangsúlyos a ragadozó növények szárának és levélvirágainak tigmotropizmusa. Az antennák oldala, amikor a tartójával érintkezik, lassabban növekszik, mint az ellenkező, ami a tartó körül körbevágott. Ezek a mozgások az energiafelhasználással fordulnak elő. Tegyük fel, hogy részt veszünk a kontraktilis fehérjék és a fitohormonok folyamatában.
Vannak olyan travmotropizmusok is, amelyek megakadályozzák az éles tárgyakkal vagy vegyi anyagokkal való érintkezést, amelyek sérüléseket, radiotropizmust - növekedési hajlatokat és mozgásokat okoznak a radioaktív sugárzás forrásához képest, és mások.
A Nastia a növényi szervek mozgása, amelyet egy olyan irritáló hatás okoz, amelynek nincs szigorú iránya, hanem egységesen működik az egész növényen. A mozgást okozó tényezők a hőmérséklet, a fény és a páratartalom változása a nap folyamán, az eső előtt vagy után. Ha a tropizmus a szervek mozgása a térbeli külső tényező intenzitásának változásaira adott válaszként, akkor a nastia a szervek mozgása, amelyek az időbeli változások hatására keletkeznek. A nastiák, valamint a tropizmusok nevei az általuk okozott ingerek jellegétől függenek. Vannak hő-, foto-, kém-, hidro-, tigmo-, seismo-, elektro- és traumonák. Csak kétoldalú szimmetrikus szervek (levelek, szirmok) képesek a mozgásra.
A termonukleáris rendszer egyik példája a tulipánvirágok magas hőmérsékleten való megnyitása és alacsony hőmérsékleten történő zárása. By fotonasticheskim mozgások közé dehiscence és a liliom virágzata a pitypang egy jó fényt és záró mellett csökkent a fény mennyiségét, az emelés a levél oxalis fényében és ősszel a sötétben.
A leggyakoribbak a nictinistic mozgalmak; Ezeket a nap és éjszaka változása okozza, amikor a hőmérséklet és a fényviszonyok egyidejűleg változnak. Nagyon sok virág nyílik reggel és éjszaka, vagy fordítva. A niktinasztikus reakciót okozó irritáló hatás lehet a hőmérséklet változása, vagy csak a fény intenzitása, vagy ugyanakkor a fény hőmérséklete és intenzitása. A nictinistic mozgások megkönnyítik a virágok kedvező időjárásban történő beporzását, és védik a virág belső szerveit kedvezőtlen körülmények között.
A különböző nasticheskih seismonastii kanyarok okozta érintés vagy rázkódás hatására, például félénk mimóza levél: az egyik oldalon a csomópont sejtek elveszítik sejtlé majd pillanatnyi csepp turgor, összenyomva a sejtek és a levelek és a levélnyél csökkentő komplexitás-CIÓ levelek. A gerjesztést elektromos impulzus vagy speciális hormonok közvetítik.
A legkülső szerkezet nem teljesen érthető. Úgy véljük, hogy a nastia a szirmok vagy a tepals különböző oldalainak egyenetlen növekedése miatt következik be. Ha a felső oldal gyorsabban növekszik, akkor az epinasztika következik be, aminek következtében virágok, rügyek, levelek esnek. Ha az alsó rész gyorsabban növekszik, akkor előfordul a hyponastia, amelynek következtében a szervek zárva vannak. A virágok megnyitása és bezárása bizonyos ritmusokban megismételhető. Minden új nyílással és zárással a sejtek a felső vagy alsó oldalon növekednek. Ha a folyamatokat sokszor ismételjük meg, akkor a szirmok vagy a perianth hosszú távú. Az egyenetlen növekedés a hormonok következménye lehet. Ezt bizonyítja a tapasztalat. Ha levágja a tetején a fiatal paradicsom növények és a vágott felületen a massza alkalmazzák a IAA, egy idő után az összes többi levél csökkenni fog (epinastiya).
A szeizmikus mozgások alapja, valamint a levelek helyzetének változása napról napra történő átmenet során a turgor nyomás gyors változása a szerv különböző oldalain lévő sejtekben. A párnák különböző oldalain található motorcellák turgorjának változásait a káliumionok koncentrációjának növekedése vagy csökkenése okozza. A kálium a káliumszivattyúk miatt nyúlik ki a sejtekből. Víz jön utána, és a sejtek megduzzadnak. A központi vakuum számos apró vacuolába bomlik. A turgorális mozgások visszafordíthatóak.
Megfelelően tanulmányozzák a levelek lecsökkentésének mechanizmusát egy félénk mimóza esetében, amelyben megkülönböztetik a gerjesztés két mechanizmusát: vegyi és elektromos. A kémiai mechanizmus az, hogy az irritált sejtek felszabadítják az anyagot a fóma és a parenchima mentén. Amikor ez az anyag eléri a párnákat, reakcióba lép (a szórólap lehajlik). A reakciót az anyag nagyon alacsony koncentrációja okozza 10-8 g / ml. Javasoljuk, hogy ezek az anyagok aminosavak, például glutamát és alanin vagy malát. Amikor elektromos gerjesztése a mechanizmus után azonnal megérintette a sejtjeiben lép fel akciós potenciál egyenlő -140 mV (nyugalmi potenciál -160 mV). Az akciós potenciál 2-5 cm / s sebességgel halad át a cellából a cellákra. Ez továbbítja a párna alján a levelek és a teljes levél, kapott turgornyomás csökkenését motor sejtekben (a víz jön ki az intercelluláris terek), és a lap áll.