Kako biljke reagiraju na svjetlost, dodir i druge stimule

Biljepoput životinja i drugih organizama moraju se prilagoditi svom okruženju koje se stalno mijenja. Dok životinje mogu se preseliti s jednog mjesta na drugo kad okolišni uvjeti postanu nepovoljni, biljke to ne mogu učiniti. Budući da se ne mogu kretati, biljke moraju pronaći druge načine upravljanja nepovoljnim uvjetima okoliša. Tropske biljke su mehanizmi pomoću kojih se biljke prilagođavaju promjenama u okolišu. Tropizam je porast prema ili izvan poticaja. Uobičajeni podražaji koji utječu na rast biljke uključuju svjetlost, gravitaciju, vodu i dodir. Tropismi biljaka razlikuju se od ostalih pokreta stimuliranih, kao što su nastični pokreti, pri čemu smjer odgovora ovisi o smjeru podražaja. Nastični pokreti, kao što je kretanje listova unutra mesožderke biljke, iniciraju poticaj, ali smjer podražaja nije faktor u odgovoru.

Tropismi biljaka rezultat su diferencijalni rast. Ova vrsta rasta događa se kada stanice u jednom području biljnog organa, poput stabljike ili korijena, rastu brže od stanica u suprotnom području. Diferencijalni rast stanica usmjerava rast organa (stabljika, korijen itd.) I određuje usmjereni rast čitave biljke. Biljni hormoni, kao

instagram viewer
auksiniSmatra se da pomažu u regulaciji diferencijalnog rasta biljnog organa, uzrokujući da se biljka savija ili savija kao odgovor na poticaj. Rast u smjeru poticaja poznat je kao pozitivan tropizam, dok je rast daleko od poticaja poznat kao a negativan tropizam. Uobičajeni odgovori tropi u biljkama uključuju phototropism, gravitropizam, tigmotropizam, hidrotropizam, termotropizam i hemotropizam.

Phototropism je usmjereni rast organizma kao odgovor na svjetlost. Rast prema svjetlu ili pozitivnom tropizmu je pokazan u mnogim vaskularnim biljkama, kao što su cvjetnjače, gymnosperms i paprati. Stabljike u ovim biljkama pokazuju pozitivan fototropizam i rastu u smjeru izvora svjetlosti. fotoreceptora u biljne stanice otkrivaju svjetlost, a biljni hormoni, poput auksina, usmjereni su na stranu stabljike koja je najudaljenija od svjetlosti. Nakupljanje auksina na zasjenjenoj strani stabljike uzrokuje da se stanice na ovom području izdužuju većom brzinom od onih na suprotnoj strani stabljike. Kao rezultat, stabljika se savija u smjeru udaljenom od strane nakupljenih auksina i prema smjeru svjetla. Stabljike biljaka i lišće pokazati pozitivan fototropizam, dok korijenje (većinom pod utjecajem gravitacije) ima tendenciju demonstriranja negativni fototropizam. Od fotosinteza provođenje organela, poznato kao kloroplasta, najviše su koncentrirani u lišću, važno je da ove strukture imaju pristup suncu. Suprotno tome, korijenje funkcionira kako bi apsorbiralo vodu i mineralne hranjive tvari za koje je vjerojatnije da će se dobiti u podzemlju. Reakcija biljke na svjetlost pomaže da se osiguraju resursi koji čuvaju život.

Heliotropism je vrsta fototropizma u kojem određene biljne građevine, obično stabljike i cvjetovi, slijede put sunca od istoka ka zapadu dok se kreće nebom. Neke helotropne biljke također su u mogućnosti da tijekom noći okrenu svoje cvjetove prema istoku, kako bi se osigurale da budu okrenute prema suncu kada izlazi. Ova sposobnost praćenja kretanja sunca primijećena je kod mladih biljaka suncokreta. Kako postaju zrele, ove biljke gube heliotropnu sposobnost i ostaju u položaju prema istoku. Heliotropizam potiče rast biljaka i povećava temperaturu cvjetova okrenut prema istoku. To čini heliotropne biljke privlačnijima za oprašivanje.

Thigmotropism opisuje rast biljaka kao odgovor na dodir ili kontakt s čvrstim predmetom. Pozitivan tigmostropizam demonstriran je penjačkim biljkama ili lozom koje imaju specijalizirane strukture nazvane vitice. Ploča je privitak nalik navoju koji se koristi za spajanje oko čvrstih struktura. Modificirani biljni list, stabljika ili peteljka mogu biti vilice. Kad tetiva raste, to čini u okretnom obrascu. Vrh se savija u različitim smjerovima tvoreći spirale i nepravilne krugove. Kretanje narastajućeg tetiva gotovo se čini kao da biljka traži kontakt. Kad tetiva uspostavi kontakt s predmetom, stimuliraju se osjetne epidermalne stanice na površini tetive. Ove stanice signaliziraju tetivu da se namoti oko objekta.

Tendrilno namotavanje rezultat je različitog rasta jer stanice koje nisu u kontaktu sa podražajem produžuju se brže od stanica koje ostvaruju kontakt sa stimulusom. Kao i kod fototropizma, auksini su uključeni u diferencijalni rast tetiva. Veća koncentracija hormona akumulira se na strani tetive koja nije u kontaktu s predmetom. Uvrtanje vilice pričvršćuje biljku na objekt pružajući biljku potporu. Aktivnost biljaka za penjanje omogućava bolju izloženost svjetlu za fotosintezu i također povećava vidljivost njihovih cvjetova oprašivači.

Dok tetive pokazuju pozitivan tigmotropizam, korijeni se mogu pokazati negativni tigmotropizam ponekad. Kako se korijenje širi u zemlju, oni često rastu u smjeru udaljenom od objekta. Na rast korijena utječe prije svega gravitacija, a korijenje uglavnom raste ispod zemlje i dalje od površine. Kad korijenje uspostavi kontakt s nekim predmetom, oni često mijenjaju smjer prema dolje kao odgovor na kontaktni podražaj. Izbjegavanje predmeta omogućuje neometan rast korijena kroz tlo i povećava njihove šanse za dobivanje hranjivih sastojaka.

Gravitropism ili geotropism je rast u odgovoru na gravitaciju. Gravitropizam je vrlo važan u biljkama jer usmjerava rast korijena prema povlačenju gravitacije (pozitivan gravitropizam) i rast stabljika u suprotnom smjeru (negativan gravitropizam). Orijentacija sustava korijena i izdanaka biljke prema gravitaciji može se promatrati u fazama klijanja u sadnici. Kako embrionalni korijen izlazi iz sjemena, raste prema dolje u smjeru gravitacije. Ako se sjeme okrene na takav način da korijen usmjeri prema tlu, korijen će se zavojiti i preusmjeriti natrag prema smjeru gravitacijskog povlačenja. Suprotno tome, pucanj koji se razvija usmjerava se prema gravitaciji za rast prema gore.

Korijenska kapica je ono što korijen vrha usmjerava prema gravitaciji. Specijalizirane stanice u korijenskoj kapici tzv statocytes Smatra se da su odgovorni za gravitacijsko osjećanje. Statociti se nalaze i u stabljikama biljaka, a sadrže ih organele zvao amyloplasts. Amyloplasts funkcioniraju kao skladišta škroba. Gusti škrobni zrnci uzrokuju taloženje amiloplasta u korijenju biljaka kao odgovor na gravitaciju. Sedimentacija amiloplasta inducira korijensku kapu za slanje signala u područje korijena koje nazivamo zona izduživanja. Stanice u zoni izduženja odgovorne su za rast korijena. Aktivnost u ovom području dovodi do različitog rasta i zakrivljenosti korijena koji usmjerava rast prema dolje prema gravitaciji. Ako se korijen pomakne na takav način da promijeni orijentaciju statocita, amiloplasti će se preseliti u najnižu točku stanica. Promjene položaja amiloplasta osjete statociti, koji potom signaliziraju zonu izduženja korijena za podešavanje smjera zakrivljenosti.

Auksini također igraju ulogu u rastu usmjerenih biljaka kao odgovor na gravitaciju. Akumulacija auksina u korijenu usporava rast. Ako biljka bude postavljena vodoravno na svoju stranu bez izlaganja svjetlosti, na njoj će se akumulirati aksini donja strana korijena rezultira sporijim rastom na toj strani i zakrivljenosti dolje korijen. U tim istim uvjetima stabljika biljke će se pokazati negativni gravitropizam. Gravitacija će uzrokovati nagomilavanje auksina na donjoj strani stabljike, što će natjerati stanice na toj strani da se produžuju brže nego stanice na suprotnoj strani. Kao rezultat toga, pucanj će se saviti prema gore.

Hydrotropism je usmjereni rast kao odgovor na koncentracije vode. Ovaj tropizam važan je u biljkama za zaštitu od uvjeta suše pozitivnim hidrotropizmom i od zasićenja vodom negativnim hidrotropizmom. Posebno je važno za biljke u sušnoj biomes biti u stanju odgovoriti na koncentracije vode. Gradijenti vlage osjećaju se u korijenju biljke. Stanice na strani korijena najbližeg izvoru vode dolazi do sporijeg rasta od one na suprotnoj strani. Biljni hormon apscesna kiselina (ABA) igra važnu ulogu u izazivanju diferencijalnog rasta u zoni produženja korijena. Ovaj diferencijalni rast uzrokuje da korijenje raste prema smjeru vode.

Prije nego što korijenje biljaka može pokazati hidrotropizam, oni moraju prevladati svoje gravitrofske sklonosti. To znači da korijenje mora postati manje osjetljivo na gravitaciju. Studije provedene o interakciji između gravitropizma i hidrotropizma u biljkama ukazuju na to izloženost vodenom gradijentu ili nedostatak vode može uzrokovati da korijenje pokaže hidrotropizam gravitropism. U tim se uvjetima amiloplasti u korijenskim statocitima smanjuju. Manji broj amiloplasta znači da korijenje nije pod utjecajem sedimentacije amiloplasta. Smanjenje amiloplasta u korijenskim kapicama pomaže korijenima da savladaju gravitaciju i kreću se kao odgovor na vlagu. Korijeni u dobro hidratiziranom tlu imaju više amiloplasta u korijenskim korpama i imaju puno veći odgovor na gravitaciju nego na vodu.

Dvije druge vrste biljnih tropizma uključuju termotropizam i hemotropizam. Termotropizam je rast ili kretanje kao odgovor na toplinu ili temperaturne promjene, dok chemotropism je rast reakcija na kemikalije. Korijeni biljke mogu pokazati pozitivan termotropizam u jednom temperaturnom rasponu, a negativan termotropizam u drugom temperaturnom području.

Korijeni biljke također su visoko kemotropni organi jer mogu pozitivno ili negativno reagirati na prisutnost određenih kemikalija u tlu. Korijenski hemotropizam pomaže biljci da pristupi zemlji bogatom hranjivim tvarima kako bi pospješio rast i razvoj. Onečišćenje cvjetnih biljaka je još jedan primjer pozitivnog hemotropizma. Kad pelud zrno spušta na žensku reproduktivnu strukturu zvanu stigma, polena zrnca klijaju tvoreći peludnu cijev. Rast peludne cijevi usmjeren je prema jajniku puštanjem kemijskih signala iz jajnika.