Геотропизм или загадка роста растений

Просмотры: 889
18.12.2018

Наблюдая окружающий нас растительный мир, можно заметить много удивительных особенностей, общих для большинства его представителей. Например, то, что ростовые процессы в растениях осуществляются по определенным правилам. Рост корневой системы происходит в направлении к центру Земли, а основной стебель развивается в противоположную сторону, благодаря чему растения занимают вертикальное положение. 


Каждый отдельно взятый растительный организм использует собственные ростовые процессы для наиболее удобного и безопасного расположения в окружающем пространстве. Поэтому направление роста определенных частей растения связано с односторонним направленным действием различных раздражителей окружающей среды (сила гравитации, световое излучение, химические факторы и пр.). Это биологическое явление получило название тропизм (от греч. τροπος – направление, поворот). 


Различают такие типы тропизма у растений: 


- геотропизм или гравитропизм – движение, рост в ответ на действие гравитации; 


- апогеотропизм – отрицательный геотропизм; 


- экзотропизм – продолжение роста «вовне», т. е. в ранее установленном направлении; 


- гелиотропизм – суточное движение или сезонное движение частей растения в ответ на направление солнца (например, подсолнечника) и афелиотропизм – отрицательный гелиотропизм; 


- фототропизм – движение или рост в ответ на световой раздражитель, а также апототропизм – отрицательный фототропизм; 


- гидротропизм – движение или рост в ответ на воду и гигротропизм – движение или рост в ответ на влагу или влажность (у растений корневая система ощущает изменения влажности в почве и сигнализирует об этом, вызывая клеточные преобразования, которые заставляют корень искривляться к области повышенной влажности); 


- аэротропизм – рост растений по направлению к источнику кислорода или от него; 


- термотропизм – движение или рост в ответ на направленное температурное воздействие; 


- магнитотропизм – движение или рост растения под действием магнитного поля; 


- электротропизм – движение или рост в ответ на действие источника электрического поля; 


- хемотропизм – движение или рост в ответ на химическое воздействие; 


- тигмотропизм – движение или рост растения в ответ на прикосновение. 


Если направление роста совпадает с направлением действия влияющего фактора, то явление тропизма называется положительным, а если рост происходит в прямо противоположном направлении, то имеет место отрицательный тропизм. 


Гелиотропизм


Геотропизм присущ всем высшим и многим низшим растениям. Впервые способность растений занимать вертикальное положение в пространстве была доказана Чарльзом Дарвином. Согласно его наблюдениям центральные корни растений развиваются в направлении действия силы земного притяжения, стремясь достичь влаги в глубинных слоях почвы. А стебли и побеги – наоборот, растут в противоположную сторону, навстречу теплу и свету солнечных лучей, преодолевая гравитацию. В первом случае наблюдается явление положительного геотропизма, во втором – отрицательного. 




Геотропизм – это реакция растительного организма на силу гравитации, земного притяжения, которая определяет положение растений в пространстве. Существование геотропизма доказывает простой опыт: если растущее в горшке растение расположить горизонтально, то спустя непродолжительный отрезок времени в его растущих точках можно наблюдать изменения направления роста. Растущая часть стебля совершит поворот на 90° вверх, демонстрируя отрицательный геотропизм. 


Геотропизм


У прорастающего в темноте семени, независимо от ориентации его в пространстве, также происходит направленный рост зародышевого корешка в сторону действия силы тяжести, и в противоположную ему – у проросткового побега. Не менее показателен геотропизм растений на примере растущих вдоль горных склонов деревьев. Их стволы расположены не перпендикулярно к поверхности, а вдоль направления действия гравитационной силы. Геотропизм является неотъемлемой частью роста растений, ориентируя их положение для максимального контакта с солнечным светом, а также обеспечивая правильное направление роста корней.  


Геотропизм


Как и все типы тропизма, геотропизм происходит в результате четырех последовательных действий. Первое из них – это восприятие растением источника полезного ему стимулирующего воздействия гравитации (света, тепла, влаги и пр.). Затем происходит преобразование полученного сигнала, в результате которого гормоны роста ауксины, находящиеся в растущих частях растения, перераспределяются в его клетках. Четвёртый, заключительный этап: отображение произошедших действий на самих ростовых процессах. Рост за счет геотропизма обусловлен изменениями концентрации гормона роста ауксина в растительных клетках.


Прорастание семени


Изменение направления роста корня под действием силы земного тяготения происходит в ответ на информацию, полученную с помощью статолитов – особых органелл, расположенных в клетках на кончике корня. Статолиты также находятся в энтодермическом слое гипокотиля, стебля и соцветия. Геотропический сигнал приводит к перераспределению ауксина, известному как полярный перенос ауксина таким образом, чтобы вызвать дифференциальный рост, приводящий к искривлению корня (или стебля). 


Полный процесс этого взаимодействия был описан в 1920-х годах ученым Киевского университета Н. Холодным (1927 г.) и Фрицем Вентом из Калифорнийского технологического института (1928 г.).



Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений