растенияПодобно животным и другим организмам, они должны адаптироваться к постоянно меняющимся условиям. Пока животные могут перемещаться из одного места в другое, когда условия окружающей среды становятся неблагоприятными, растения не могут делать то же самое. Будучи сидячим (неспособным двигаться), растения должны найти другие способы справиться с неблагоприятными условиями окружающей среды. Тропизмы растений являются механизмами адаптации растений к изменениям окружающей среды. Тропизм - это рост к стимулу или от него. Общие стимулы, которые влияют на рост растений, включают свет, гравитацию, воду и осязание. Тропизмы растений отличаются от других движений, генерируемых стимулами, таких как резкие движения, в том, что направление ответа зависит от направления стимула. Настойчивые движения, такие как движение листьев в плотоядные растения, инициируются стимулом, но направление стимула не является фактором в ответе.
Тропизмы растений являются результатом дифференциальный рост. Этот тип роста происходит, когда клетки в одной области органа растения, такой как ствол или корень, растут быстрее, чем клетки в противоположной области. Дифференциальный рост клеток направляет рост органа (стебель, корень и т. Д.) И определяет направленный рост всего растения. Растительные гормоны, как
ауксиныСчитается, что они помогают регулировать дифференциальный рост органа растения, заставляя растение изгибаться или изгибаться в ответ на раздражитель. Рост в направлении стимула известен как позитивный тропизмв то время как рост от стимула известен как отрицательный тропизм. Общие тропические ответы у растений включают фототропизм, гравитропизм, тигмотропизм, гидротропизм, термотропизм и хемотропизм.фототропизм направленный рост организма в ответ на свет. Рост к свету или положительный тропизм демонстрируется во многих сосудистых растениях, таких как покрытосеменные, голосеменные и папоротники. Стебли у этих растений демонстрируют положительный фототропизм и растут в направлении источника света. Фоторецепторы в растительные клетки обнаруживать свет, и гормоны растений, такие как ауксины, направляются на ту сторону стебля, которая дальше всего от света. Накопление ауксинов на затененной стороне стебля заставляет клетки в этой области удлиняться с большей скоростью, чем на противоположной стороне стебля. В результате ствол изгибается в направлении от стороны скопившихся ауксинов и в направлении света. Стебли растения и листья демонстрировать положительный фототропизмв то время как корни (в основном под влиянием силы тяжести) имеют тенденцию демонстрировать отрицательный фототропизм. поскольку фотосинтез проводящие органеллы, известные как хлоропласты, наиболее концентрированные в листьях, важно, чтобы эти структуры имели доступ к солнечному свету. И наоборот, корни функционируют для поглощения воды и минеральных питательных веществ, которые с большей вероятностью могут быть получены под землей. Реакция растения на свет помогает обеспечить получение ресурсов, спасающих жизнь.
гелиотропизм это тип фототропизма, при котором определенные структуры растений, как правило, стебли и цветы, следуют по пути солнца с востока на запад, когда он движется по небу. Некоторые гелотропные растения также могут ночью повернуть цветы на восток, чтобы они смотрели в направлении солнца, когда оно поднимается. Эта способность отслеживать движение солнца наблюдается у молодых растений подсолнечника. По мере взросления эти растения теряют свою гелиотропную способность и остаются в восточном положении. Гелиотропизм способствует росту растений и повышает температуру обращенных на восток цветов. Это делает гелиотропные растения более привлекательными для опылителей.
Thigmotropism описывает рост растения в ответ на прикосновение или контакт с твердым предметом. Положительный тигмостропизм демонстрируется вьющимися растениями или лозами, которые имеют специализированные структуры, называемые усики. Усик представляет собой нитевидный отросток, используемый для двойникования вокруг твердых структур. Модифицированный лист, стебель или черешок растения могут представлять собой усики. Когда усик растет, он вращается. Наконечник изгибается в различных направлениях, образуя спирали и неправильные круги. Движение растущего усика выглядит почти так, как будто растение ищет контакт. Когда усик вступает в контакт с объектом, стимулируются сенсорные эпидермальные клетки на поверхности усика. Эти клетки сигнализируют усику обматывать объект.
Сгибание сухожилий является результатом дифференциального роста, поскольку клетки, не контактирующие со стимулом, растягиваются быстрее, чем клетки, вступающие в контакт со стимулом. Как и в случае фототропизма, ауксины участвуют в дифференциальном росте усиков. Большая концентрация гормона накапливается на стороне усика, не соприкасающейся с объектом. Скручивание усика прикрепляет растение к объекту, обеспечивая поддержку растения. Активность вьющихся растений обеспечивает лучшую освещенность для фотосинтеза, а также увеличивает видимость их цветов опылителей.
Хотя усики демонстрируют положительный тигмотропизм, корни могут проявлять отрицательный тигмотропизм во время. Когда корни уходят в землю, они часто растут в направлении от объекта. На рост корней в первую очередь влияет гравитация, и корни имеют тенденцию расти под землей и вдали от поверхности. Когда корни вступают в контакт с объектом, они часто меняют направление вниз в ответ на контактный стимул. Избегание предметов позволяет корням беспрепятственно расти через почву и увеличивает их шансы на получение питательных веществ.
геотропизм или геотропизм это рост в ответ на гравитацию. Гравитропизм очень важен для растений, так как он направляет рост корней в сторону притяжения (положительный гравитропизм) и роста стволов в противоположном направлении (отрицательный гравитропизм). Ориентацию системы корней и побегов растения к гравитации можно наблюдать на стадиях прорастания в рассаде. Когда зародыш выходит из семени, он растет вниз в направлении силы тяжести. Если семена будут перевернуты таким образом, чтобы корень был направлен вверх от почвы, корень изогнется и переориентируется в направлении гравитационного притяжения. И наоборот, развивающийся побег ориентируется против силы тяжести для роста вверх.
Корневой колпачок - это то, что ориентирует кончик корня в направлении силы тяжести. Специализированные клетки в корневой крышке называются статоцит считаются ответственными за восприятие гравитации. Статоциты также обнаруживаются в стеблях растений и содержат органеллы называется амилопласты. амилопластов функционируют как хранилища крахмала. Плотные зерна крахмала вызывают образование амилопластов в корнях растений под действием силы тяжести. Седиментация амилопласта заставляет корневую шапку посылать сигналы в область корня, называемую зона удлинения. Клетки в зоне растяжения отвечают за рост корней. Активность в этой области приводит к дифференциальному росту и искривлению корня, направляя рост вниз в направлении силы тяжести. Если корень перемещается таким образом, чтобы изменить ориентацию статоцитов, амилопласты переместятся в самую нижнюю точку клеток. Изменения в положении амилопластов обнаруживаются статоцитами, которые затем сигнализируют о зоне удлинения корня, чтобы отрегулировать направление кривизны.
Ауксины также играют роль в направленном росте растений в ответ на гравитацию. Накопление ауксинов в корнях замедляет рост. Если растение расположить горизонтально на боку без воздействия света, ауксины будут накапливаться на нижняя сторона корней, что приводит к замедлению роста на этой стороне и нисходящей кривизне корень. В этих же условиях стебель растения будет демонстрировать отрицательный гравитропизм. Под действием силы тяжести ауксины накапливаются на нижней стороне ствола, что заставляет клетки на этой стороне удлиняться с большей скоростью, чем клетки на противоположной стороне. В результате стрельба будет сгибаться вверх.
Hydrotropism направленный рост в ответ на концентрации воды. Этот тропизм важен для растений для защиты от засухи посредством положительного гидротропизма и от пересыщения воды через отрицательный гидротропизм. Это особенно важно для растений в засушливых биомы уметь реагировать на концентрации воды. Градиенты влажности ощущаются в корнях растений. ячейки на стороне корня, ближайшей к источнику воды, наблюдается более медленный рост, чем на противоположной стороне. Гормон растений абсцизовая кислота (АБК) играет важную роль в индукции дифференциального роста в зоне растяжения корня. Этот дифференциальный рост заставляет корни расти в направлении воды.
Прежде чем корни растений могут проявлять гидротропизм, они должны преодолеть свои гравитрофические тенденции. Это означает, что корни должны стать менее чувствительными к гравитации. Исследования, проведенные по взаимодействию между гравитропизмом и гидротропизмом у растений, показывают, что воздействие градиента воды или недостаток воды может привести к гидротропности корней геотропизм. В этих условиях количество амилопластов в корневых статоцитах уменьшается. Меньшее количество амилопластов означает, что корни не подвержены влиянию осаждения амилопластов. Снижение амилопласта в корневых колпачках помогает корням преодолевать силу тяжести и двигаться в ответ на влагу. Корни в хорошо увлажненной почве имеют больше амилопластов в своих корневых шапках и имеют гораздо большую реакцию на гравитацию, чем на воду.
Два других типа тропизмов растений включают термотропизм и хемотропизм. термотропизм рост или движение в ответ на нагрев или изменение температуры, в то время как хемотаксис это рост в ответ на химические вещества. Корни растений могут проявлять положительный термотропизм в одном диапазоне температур и отрицательный термотропизм в другом диапазоне температур.
Корни растений также являются высоко хемотропными органами, поскольку они могут реагировать как положительно, так и отрицательно на присутствие определенных химических веществ в почве. Корневой хемотропизм помогает растению получить доступ к богатой питательными веществами почве для ускорения роста и развития. Опыление у цветковых растений является еще одним примером положительного хемотропизма. Когда Цветочная пыльца зерно попадает на женскую репродуктивную структуру, называемую стигмой, пыльцевое зерно прорастает, образуя пыльцевую трубку. Рост пыльцевой трубки направлен на яичник путем выброса химических сигналов из яичника.