Kako se rastline odzivajo na svetlobo, dotik in druge stimule

click fraud protection

Rastlinetako kot živali in drugi organizmi se morajo prilagoditi svojemu nenehno spreminjajočemu se okolju. Medtem živali se lahko preselijo iz enega kraja v drugega, ko okoljski pogoji postanejo neugodni, rastline ne morejo storiti enako. Ker se rastline ne morejo premikati, morajo rastline najti druge načine ravnanja z neugodnimi okoljskimi razmerami. Rastlinski tropismi so mehanizmi, s katerimi se rastline prilagajajo spremembam v okolju. Tropizem je rast proti dražljaju ali oddaljen od njega. Pogosti dražljaji, ki vplivajo na rast rastlin, vključujejo svetlobo, gravitacijo, vodo in dotik. Rastlinski tropizmi se razlikujejo od drugih gibanj, ki jih povzročajo dražljaji, kot so nastični gibi, s tem da je smer odziva odvisna od smeri dražljaja. Nastični gibi, kot je premikanje listov v mesojede rastline, jih sproži spodbuda, vendar smer dražljaja ni dejavnik pri odzivu.

Rastlinski tropizmi so rezultat diferencialna rast. Ta vrsta rasti se pojavi, ko celice na enem območju rastlinskega organa, na primer stebla ali korenine, rastejo hitreje kot celice v nasprotnem območju. Različna rast celic usmerja rast organa (steblo, koren itd.) In določa usmerjeno rast celotne rastline. Rastlinski hormoni, kot

instagram viewer
auksini, mislijo, da pomagajo uravnavati diferencialno rast rastlinskega organa, zaradi česar se rastlina ukrivi ali upogne v odziv na dražljaj. Rast v smeri dražljaja je znana kot pozitiven tropizem, medtem ko je rast zunaj spodbude znana kot negativni tropizem. Pogosti odzivi tropov pri rastlinah vključujejo fototropizem, gravitropizem, tigmotropizem, hidrotropizem, termotropizem in hemotropizem.

Fototropizem je usmerjena rast organizma kot odziv na svetlobo. Rast proti svetlobi ali pozitiven tropizem se kaže v mnogih vaskularnih rastlinah, kot so angiospermi, gymnosperms in praproti. Stebla v teh rastlinah kažejo pozitiven fototropizem in rastejo v smeri svetlobnega vira. Fotoreceptorji v rastlinske celice zaznavajo svetlobo in rastlinske hormone, kot so avksini, usmerjajo na stran stebla, ki je najbolj oddaljena od svetlobe. Kopičenje avksinov na zasenčeni strani stebla povzroči, da se celice na tem območju podaljšajo z večjo hitrostjo kot tiste na nasprotni strani stebla. Kot rezultat, se steblo ukrivi v smeri stran od nakopičenih auksinov in proti smeri svetlobe. Stebla rastlin in listi demonstrirati pozitiven fototropizem, medtem ko korenine (na katere večinoma vpliva gravitacija) ponavadi kažejo negativni fototropizem. Od fotosinteza vodenje organelov, znanih kot kloroplasti, so najbolj koncentrirani v listih, pomembno je, da imajo te strukture dostop do sončne svetlobe. Nasprotno, korenine delujejo tako, da absorbirajo vodo in mineralna hranila, za katere je večja verjetnost, da jih bomo dobili pod zemljo. Odziv rastline na svetlobo pomaga, da se pridobijo sredstva za ohranjanje življenja.

Heliotropizem je vrsta fototropizma, pri katerem določene rastlinske strukture, običajno stebla in cvetovi, sledijo sončni poti od vzhoda do zahoda, ko se premika po nebu. Nekatere helotropne rastline lahko tudi ponoči obrnejo svoje cvetove proti vzhodu, da zagotovijo, da se ob vzhajanju obrnejo proti smeri sonca. To sposobnost sledenja gibanju sonca opazimo pri mladih rastlinah sončnic. Zrele rastline izgubijo heliotropno sposobnost in ostanejo v položaju proti vzhodu. Heliotropizem pospešuje rast rastlin in zvišuje temperaturo cvetov, obrnjenih proti vzhodu. Zaradi tega so heliotropne rastline privlačnejše za opraševalce.

Tigmotropizem opisuje rast rastlin kot odziv na dotik ali stik s trdnim predmetom. Pozitiven tigmostropizem se kaže s plezalnimi rastlinami ali trto, ki imajo imenovane specializirane strukture vitice. Tetiva je navojni dodatek, ki se uporablja za pobratenje okrog trdnih struktur. Spremenjen rastlinski list, steblo ali pecelj je lahko vilica. Ko tetiva raste, to stori v vrtljivem vzorcu. Konica se upogne v različne smeri in tvori spirale in nepravilne kroge. Gibanje naraščajoče tetive se skoraj zdi, kot da rastlina išče stik. Ko tetiva stopi v stik s predmetom, se stimulirajo senzorične epidermalne celice na površini tetive. Te celice signalizirajo tetive, da se tuljava okoli predmeta.

Tendrilno navijanje je posledica diferencialne rasti, saj se celice, ki niso v stiku s dražljajem, podaljšajo hitreje kot celice, ki vzpostavijo stik s dražljajem. Tako kot pri fototropizmu so tudi v razliki rasti vilic avksini vključeni. Večja koncentracija hormona se nabira na strani tetive, ki ni v stiku s predmetom. Zvijanje vilice pritrdi rastlino na objekt, ki rastlini nudi oporo. Dejavnost plezalnih rastlin zagotavlja boljšo izpostavljenost svetlobi za fotosintezo in povečuje vidnost njihovih cvetov opraševalcev.

Medtem ko kažejo naraščaji pozitiven tigmotropizem, se lahko pojavijo korenine negativni tigmotropizem včasih. Korenine segajo v tla, pogosto rastejo v smeri stran od predmeta. Na rast korenin vpliva predvsem gravitacija in korenine ponavadi rastejo pod zemljo in stran od površine. Ko korenine vzpostavijo stik s predmetom, pogosto spremenijo svojo smer navzdol kot odziv na kontaktni dražljaj. Izogibanje predmetom omogoča neovirano rast korenin skozi tla in povečuje njihove možnosti za pridobivanje hranil.

Gravitropizem ali geotropizem je rast odziva na gravitacijo. Gravitropizem je pri rastlinah zelo pomemben, saj usmerja rast korenine proti gravitaciji (pozitiven gravitropizem) in rast stebel v nasprotni smeri (negativni gravitropizem). V stopnjah kalitve v sadiki lahko opazimo usmerjenost sistema korenine in rastline rastlin na gravitacijo. Ko embrionalni koren izhaja iz semena, raste v smeri gravitacije navzdol. Če seme obrnemo tako, da korenina usmeri navzgor stran od tal, se korenina ukrivi in ​​se usmeri nazaj proti smeri gravitacijskega vleka. Nasprotno pa se razvijajoči se strel usmeri proti gravitaciji za rast navzgor.

Koreninska kapica je tisto, kar usmeri koreninski del proti gravitaciji. Specializirane celice v koreninski pokrovki imenujemo statociti velja, da so odgovorni za gravitacijsko zaznavanje. Statociti najdemo tudi v steblih rastlin in jih vsebujejo organele klical amiloplasti. Amiloplasti delujejo kot skladišča škroba. Gosta škrobna zrna povzročajo, da se amiloplasti usedli v korenine rastlin kot odziv na gravitacijo. Sedimentacija amiloplasta sproži koreninski pokrov, da pošilja signale na območje korena, imenovano raztezni pas. Celice v območju raztezka so odgovorne za rast korenin. Dejavnost na tem območju vodi do razlike v rasti in ukrivljenosti korenine, ki usmerja rast navzdol proti gravitaciji. Če se koren premakne tako, da spremeni usmeritev statocitov, se bodo amiloplasti preselili na najnižjo točko celic. Spremembe položaja amiloplastov zaznavajo statociti, ki nato signalizirajo območje raztezanja korenine za prilagoditev smeri ukrivljenosti.

Auksini igrajo tudi vlogo pri rastni usmeritvi rastlin kot odziv na gravitacijo. Kopičenje avksinov v koreninah upočasni rast. Če rastlino postavimo vodoravno na svojo stran, brez izpostavljenosti svetlobi, se bodo avksini nabrali spodnja stran korenin ima za posledico počasnejšo rast na tej strani in ukrivljenost navzdol koren. Pod istimi pogoji se bo razkrilo steblo rastline negativni gravitropizem. Gravitacija bo povzročila, da se na spodnji strani stebla nabirajo avksini, kar bo povzročilo, da se celice na tej strani podaljšajo hitreje kot celice na nasprotni strani. Kot rezultat, se bo poganjk upognil navzgor.

Hidrotropizem je usmerjena rast kot odziv na koncentracije vode. Ta tropizem je pomemben pri rastlinah za zaščito pred sušnimi razmerami s pozitivnim hidrotropizmom in pred nasičenostjo vode z negativnim hidrotropizmom. Še posebej pomembno je za rastline v sušnih rastlinah biomi da se lahko odzovejo na koncentracije vode. Gradienti vlage se zaznajo v koreninah rastlin. The celice na strani korena, ki je najbližje vodnemu viru, je počasnejša rast kot tista na nasprotni strani. Rastlinski hormon abscesna kislina (ABA) igra pomembno vlogo pri spodbujanju diferenčne rasti na območju raztezanja korenin. Ta drugačna rast povzroči, da korenine rastejo proti smeri vode.

Preden lahko korenine rastlin pokažejo hidrotropizem, morajo premagati svoje gravitrofne težnje. To pomeni, da morajo korenine postati manj občutljive na gravitacijo. Študije o interakciji med gravitropizmom in hidrotropizmom pri rastlinah kažejo na to izpostavljenost gradientu vode ali pomanjkanju vode lahko povzroči, da korenine povzročijo hidrotropizem gravitropizem. Pod temi pogoji se amiloplasti v koreninskih statocitih zmanjšajo. Manj amiloplastov pomeni, da sedimentacija amiloplastov na korenine ne vpliva tako. Zmanjšanje amiloplastov v koreninskih kapicah pomaga koreninam premagati težnost in se premakniti v odgovor na vlago. Korenine v dobro hidrirani zemlji imajo več amiloplastov v svojih koreninskih pokrovih in imajo veliko večji odziv na gravitacijo kot na vodo.

Dve drugi vrsti rastlinskih tropizmov vključujeta termotropizem in hemotropizem. Termotropizem je rast ali gibanje kot odziv na toploto ali temperaturne spremembe, medtem ko kemotropizem je rast odziva na kemikalije. Korenine rastlin lahko kažejo pozitiven termotropizem v enem temperaturnem območju in negativni termotropizem v drugem temperaturnem območju.

Rastlinske korenine so tudi visoko kemotropni organi, saj se lahko pozitivno ali negativno odzovejo na prisotnost nekaterih kemikalij v tleh. Korenjev kemotropizem pomaga rastlini za dostop do tal, bogatih s hranili, za povečanje rasti in razvoja. Opraševanje pri cvetočih rastlinah je še en primer pozitivnega hemotropizma. Ko a cvetni prah zrnje pristaja na ženski reproduktivni strukturi, imenovani stigma, cvetni prah pa kali, kar tvori cvetni prah. Rast cvetnega prahu se usmeri proti jajčniku s sproščanjem kemičnih signalov iz jajčnika.

instagram story viewer