Что такое фототропизм?

ТРОПИ́ЗМЫ

ТРОПИ́ЗМЫ (от греч. τρόπος – по­во­рот, на­прав­ле­ние), на­прав­лен­ные из­ги­бы рас­ту­щих час­тей рас­те­ния, вы­зван­ные од­но­сто­рон­ним раз­дра­же­ни­ем рас­те­ния к.-л. внеш­ним сти­му­лом: све­том, зем­ным при­тя­же­ни­ем, хи­мич. ве­ще­ст­вом. Лю­бой Т. мо­жет быть по­ло­жи­тель­ным (дви­же­ние на­прав­ле­но в сто­ро­ну раз­дра­жи­те­ля) или от­ри­ца­тель­ным (дви­же­ние в про­ти­во­по­лож­ную сто­ро­ну). Наи­бо­лее из­вест­ный при­мер Т. – из­ги­ба­ние рас­ту­щих вер­ху­шек по­бе­гов по на­прав­ле­нию к све­ту (фо­то­тро­пизм). Под влия­ни­ем све­та в вер­хуш­ках по­бе­гов про­ис­хо­дит не­рав­но­мер­ное рас­пре­де­ле­ние гор­мо­на аук­си­на, вы­зы­ваю­ще­го рас­тя­же­ние кле­ток: на те­не­вой сто­ро­не его ска­п­ли­ва­ет­ся боль­ше, по­это­му с этой сто­ро­ны они рас­тут бы­ст­рее, чем на ос­ве­щён­ной, и вер­хуш­ки по­бе­гов из­ги­ба­ют­ся. В раз­ви­тии Т. при­ни­ма­ют уча­стие и др. гор­мо­ны рас­те­ний, напр. абс­ци­зо­вая ки­сло­та в кор­нях. При­ме­ром Т. мо­жет слу­жить ре­ак­ция про­ро­ст­ков на зем­ное при­тя­же­ние (гео­тро­пизм). Так, сте­бель рас­тёт вверх, в про­ти­во­по­лож­ном на­прав­ле­нии от дей­ст­вия зем­но­го при­тя­же­ния (от­ри­ца­тель­ный гео­тро­пизм), а ко­рень – вниз, по на­прав­ле­нию дей­ст­вия этой си­лы (по­ло­жи­тель­ный гео­тро­пизм). Ес­ли пе­ре­вер­нуть про­рас­таю­щее се­мя кор­нем вверх, а стеб­лем вниз, то че­рез не­ко­то­рое вре­мя ко­рень изо­гнёт­ся вниз, а сте­бель – вверх. Счи­та­ет­ся, что зем­ное при­тя­же­ние (си­ла тяже­сти) вос­при­ни­ма­ет­ся спе­циа­ли­зир. клет­ка­ми по­бе­га и кор­не­во­го чех­ли­ка. Од­на­ко ме­ха­низм это­го вос­при­ятия по­ка не ясен. См. так­же На­стии.

>Урок биологии в 6 классе «Тропизмы и настии растений»

Приложение 1

Движение — проявление жизни растений

У живых существ самое заметное проявление жизни — движение. Это относится и к растениям, у которых оно совершается гораздо медленней, по сравнению с животными. У растений очень медленно движутся органы: листья, стебли, корни, цветы. Движутся они путем изгиба или скручивания. У вьющихся растений, например хмеля, вьюна или декоративной фасоли, растущие верхушки стеблей в поисках опоры совершают круговые движения. Это легко можно наблюдать с помощью замедленной киносъемки.
Фототропизм

Фототропизмом называется способность движения растений в зависимости от направления лучей света. Положительным фототропизмом обладают стебли, а корни и усики – отрицательным. Листья располагаются обычно перпендикулярно к падающим лучам. Фототропизм имеет огромное значение в жизни растений, так как благодаря ему стебли и листья оказываются в положении наиболее выгодного освещения.

Почему подсолнух всегда повернут к солнцу? Ученые установили, что «чудеса» подсолнухи творят благодаря особенному строению стебля. Стебель подсолнуха, устремленный на запад, в ночное время суток растет быстрей. Так, миллиметр за миллиметром цветочек продвигает свою «макушку» и утром встречает солнце на востоке. А днем все происходит с точность наоборот: восточная часть стебля растет быстрее западной. Такие «трюки» подсолнух творит, чтобы получить больше солнечной энергии – на 15 процентов больше. Когда подсолнух полностью созревает, он теряет способность двигаться за солнцем и всегда смотрит на восток!

Наблюдать фототропизм удобно в фототропической камере, представляющей собой темный ящик с отверстием в одной из стенок. Если в такую камеру поставить цветочный вазон с посевом ячменя или вики, то через несколько часов можно заметить изгибы растений к свету, причем изгибы появляются в местах наиболее сильного роста стебля. У проростка горчицы, поставленного в фототропическую камеру, вскоре же происходит изгиб стебля к свету и отклонение корня от света.
Отрицательный фототропизм корней можно хорошо подметить при проращивании семянок гречихи. При резко одностороннем освещении корни проростков сильно отклоняются от света, а стебли – к свету
Понятно значение для растений положительного и отрицательного фототропизма. Зеленым стеблям и листьям нужен свет для усвоения углерода. Многие цветки обладают положительным фототропизмом; так, соцветия подсолнечника и череды до распускания корзинок все время поворачиваются к солнцу.
Благодаря отрицательному фототропизму боковые корни растений, отклоняясь от света, зарываются в землю.

Геотропизм

Геотропизм— способность различных органов растения располагаться и расти в определённом направлении по отношению к центру земного шара. Всем известно, что стебель растёт вверх, а корень вниз. На основании этого повсеместно наблюдаемого факта можно заключить, что причина такой ориентировки кроется в силе земного притяжения, или силе тяжести. Если молодое (ещё растущее) растение положить горизонтально, то через некоторый промежуток времени (различный для разных растений, обычно несколько часов) конец корня загнётся вниз, а конец стебля — вверх. Такие геотропические изгибы происходят лишь в области растущего участка (зоны) , участки же, переставшие расти, не изгибаются. У злаков изгиб происходит на месте узла, и стебель подымается вверх ломаной линией

Обнаружить отрицательный геотропизм стеблей можно простым опытом. Цветочный вазон с бальзамином (или с другим растением) ставим в темное помещение в горизонтальном положении. Через несколько дней обнаруживается геотропический изгиб: стебель направляет свой рост от земли.

В 1974-1975 годах на борту орбитальной станции «Салют-4» проводились длительные эксперименты, целью которых было изучение влияния факторов полета не только на прорастание, но и на рост и развитие растений. Опыты с горохом сорта Пионер длились около месяца. Анализ замедленной киносъемки показал, что начальные фазы роста проростков в космосе не отличались от контрольных, выращиваемых на Земле. В дальнейшем рост проростков в условиях невесомости замедлялся, и они погибали на разных стадиях развития. Характерная черта растений, выращенных во время космического полета, — угнетение образования корневой системы, нарушение белкового и углеводного обменов, изменения в структуре органелл. Таким образом, в условиях невесомости (где устранено одностороннее действие силы тяжести) растения не смогли осуществить весь цикл своего развития и погибали. Следовательно, сила тяжести — необходимый экологический фактор для роста, образования органов и размножения растения. И в будущем, по-видимому, для выращивания растений на космических орбитальных станциях потребуется искусственная сила тяжести.

Под хемотропизмом подразумевают способность растений направлять рост в зависимости от питательных веществ. Так, распространение корней в почве происходит в зависимости от распределения в ней питательных веществ;

Если посадить в бедную почву по кругу диаметром до 1 метра какие-нибудь семена, а в центр положить кусочек навоза, то, когда растения хорошо разовьются, нужно раскопать землю возле круга. Можно увидеть, что все растения протянули свои корни к лежащему в центре комку навоза и оплели его.

Причины тропических изгибов стеблей и корней объясняются неравномерным распределением гормонов роста на верхней и нижней поверхности горизонтально расположенного органа. Если рассмотреть клетки на внешней и внутренней стороне изгиба (при любых тропизмах), то видно, что на внешней стороне изгиба клетки вытянутые и более крупные, а на внутренней стороне – мелкие.

Приложение 2

Настии движения дорсовентральных (плоских: листьев, лепестков…) органов растений, которые обусловлены особенностями самого растения и проявляются при ненаправленном воздействии факторов окружающей среды (температура, свет и др.).

Растение кислица реагирует на свет. Их листья являются закрытыми и направленными вертикально вниз в темноте и прохладном окружающем воздухе, а «открываются» в горизонтальное положение на свету и при тепле (фотонастии и термонастии). В реальном времени процесс занимает около 90 минут.

К примеру, цветки тюльпана открываются и закрываются в ответ на изменение температуры окружающей среды (термонастии). В тепле происходит ускорение роста внутренней стороны лепестков — и цветки раскрываются, а при холоде происходит ускорение роста их внешней стороны — происходит закрытие цветка.

Существуют настии, не связанные с процессами роста тканей. Листья мимозы стыдливой также могут складываться и при сотрясениях (сейсмонастия). Сейсмонастиями также являются движения тычиночных нитей и рылец в цветках растений, опыляемых насекомыми.

Настии принято разделять на положительные и отрицательные. По утрам, при ярком солнечном освещении открываются соцветия-корзинки одуванчиков, а при уменьшении освещённости происходит их закрытие (фотонастия).Именно поэтому солнечным днем луг с одуванчиками ярко-желтый, а вечером и в ненастную погоду – темно-зеленого цвета, так как соцветия одуванчика закрылись.

Цветки душистого табака раскрываются в вечернее время, при уменьшении освещённости. Это явление называется отрицательной фотонастией.

Принято различать фотонастии, термонастии, хемонастии, никтинастии, сейсмонастии

  • Термонастии — движения, которые вызваны изменениями температуры.

  • Фотонастии — движения, которые вызваны сменой освещенности.

  • Никтинастии — движения растений, связанные с комбинированным изменением, как освещенности, так и температуры. Такое комбинированное воздействие наступает при сменах дня и ночи.

  • Сейсмонастии — движения, вызванные прикосновением, сотрясением и т.п

Бы́стрые движе́ния расте́ний являются разновидностью движений у растений, осуществляющихся сравнительно быстро, иногда менее чем за секунду. Например, Венерина мухоловка закрывает створки листа за 100 миллисекунд. Цветок кизила канадского открывает лепестки и выстреливает пыльцой менее чем за половину миллисекунды. Известным на данный момент рекордистом является шелковица белая, цветки которой за 25 миллисекунд разгоняют лепестки до половины скорости звука, приближаясь к теоретическому пределу скорости для растений вообще.

Настии

На́стии, или насти́ческие движе́ния (от др.-греч. σπαθητός ‘уплотнённый’) — движения дорсовентральных органов растений, которые обусловлены особенностями самого растения и проявляются при воздействии факторов окружающей среды (температура, свет, влажность и др.). В отличие от тропизмов, настии являются более быстрыми и возникают в ответ на ненаправленные, рассеянные в окружающей среде раздражители. Обычной причиной, вызывающей настии, является изменение в тканях растения концентрации кальция и хлора.

Фотонастия Oxalis triangularis в ответ на свет. При снижении уровня освещённости листья складываются. В реальном времени процесс занимает около 90 минут

К примеру, цветки шафрана и тюльпана открываются и закрываются в ответ на изменение температуры окружающей среды (термонастии). В тепле происходит ускорение роста внутренней стороны лепестков — и цветки раскрываются, а при холоде осуществляется ускорение роста их внешней стороны — происходит закрытие цветка.

Непосредственно связаны с настиями суточные ритмы открывания и закрывания цветков и соцветий. Например, открытые рано утром корзинки козлобородника обычно закрываются к 10—11 часам, а цветки белой кувшинки, напротив, открыты только днём. Соответствующие настии вызываются происходящими в течение суток изменениями температуры и влажности.

Настии, не связанные с процессами роста тканей, вызываются изменениями самих клеток. Примером может служить так называемый «сон листьев» кислицы; её тройчатые листья на рассеянном свету располагаются в горизонтальной плоскости, но при попадании солнечных лучей они быстро складываются «зонтиком» (фотонастии и термонастии). Листья же мимозы стыдливой складываются при различного рода сотрясениях (сейсмонастия) и даже при лёгком прикосновении; при этом черешки сложных перистых листьев этого растения поникают. Сейсмонастии не только обеспечивают защиту органов растения, но могут также иметь важное адаптивное значение: открытие цветков табака в вечернее время обусловлено появлением насекомых, опыляющих данные растения, а у насекомоядной росянки настические движения листовой пластинки, покрытой выделяющими слизь железистыми волосками, возникают при посадке на эту пластинку насекомого, причём после того, как оно прилипло к слизи, края листа быстро закрываются, и начинается процесс переваривания жертвы (так росянка добывает азотистую пищу).

Настии принято разделять на положительные и отрицательные. По утрам, при ярком солнечном освещении открываются соцветия-корзинки одуванчиков, а при уменьшении освещённости происходит их закрытие (положительная фотонастия). Цветки душистого табака раскрываются в вечернее время, при уменьшении освещённости. Это явление называется отрицательной фотонастией.

Классификация

Для различных типов настических движений используются особые термины:

  • Автонастии — самопроизвольные ритмические движения листьев, не связанные с изменениями внешних условий.
  • Никтинастии — движения растений, связанные с комбинированным изменением, как освещенности, так и температуры. Такое комбинированное воздействие наступает при сменах дня и ночи. Примером служат движения листьев у некоторых видов бобовых.
  • Сейсмонастии — движения, вызванные прикосновением, сотрясением и т.п
  • Термонастии — движения, которые вызваны изменениями температуры.
  • Тургорные движения — являются связанными с изменением тургора. К ним относятся никтинастические движения листьев. Так, для листьев многих растений также характерны ритмические движения, связанные с изменением тургора в клетках листовых подушечек.
  • Фотонастии — движения, которые вызваны сменой освещенности.

> См. также

  • Движения растений
  • Таксис
  • Тропизмы

> Примечания

  1. Лотова, 2001, с. 15—16.
  2. 1 2 Лотова, 2001, с. 16.

Литература

  • Биологический энциклопедический словарь. / Гл. ред. М. С. Гиляров; редкол.: А. А. Бабаев и др. — 2-е изд., испр. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.
  • Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия. / Гл. ред. А. П. Горкин. — М.: Росмэн, 2006.
  • Лотова Л. И. Морфология и анатомия высших растений. — М.: Эдиториал УРСС, 2001. — 528 с. — ISBN 5-8360-0140-5.

Смотреть что такое «Настии» в других словарях:

  • НАСТИИ — (от греч. nastos уплотнённый), движения (изгибы) органов растений, имеющих дорсивентральное строение, в ответ на изменение факторов внеш. среды (свет, темп pa и др.), действующих ненаправленно. Растущим органам свойственны Н., происходящие в… … Биологический энциклопедический словарь

  • Настии — (от греч. nastos уплотненный), двигательные реакции органов или частей растения в ответ на действие раздражителей, не имеющие определенного направления. Различают эпинастии изгиб органа (обычно листа) вниз за счет ускорения роста или тургорного… … Экологический словарь

  • НАСТИИ — движения листьев, лепестков и других дорсовентральных органов растений, не ориентированные по отношению к действию раздражителя (свет, температура и т. п.). Различают фотонастии, термонастии, никтинастии, сейсмонастии, хемонастии. Ср. Тропизмы … Большой Энциклопедический словарь

  • настии — движение листьев, лепестков и других дорсовентральных органов растений, не ориентированное по отношению к действию раздражителя (свет, температура и т. п.). Различают фотонастии, термонастии, никтинастии, сейсмонастии, хемонастии. Ср. тропизмы. * … Энциклопедический словарь

  • настии — (гр. nastos уплотненный) реакции растения (движения листьев, лепестков и других органов) на действие раздражителей (света, температуры, влаги и др.), не имеющих определенного направления; н. проявляются в результате неравномерного роста клеток на … Словарь иностранных слов русского языка

  • НАСТИИ — движение листьев, лепестков и др. дорсовентральных органов р ний, не ориентированное по отношению к действию раздражителя (свет, темп pa и т. п.). Различают фотонастии, термонастии, никтинастии, сейсмонастии, хемонастии. Ср. Тропизмы … Естествознание. Энциклопедический словарь

  • настии — обратимые движения органов растений, обусловленные закономерно повторяющимися раздражителями (суточными изменениями освещенности, температуры, влажности и т. д.) … Анатомия и морфология растений

  • настии — н астии, ий … Русский орфографический словарь

  • НАСТИИ — (от греч. nastos уплотнённый) , движения листьев, лепестков и др. органов р ний, не ориентированные по отношению к действию раздражителя (свет, темп ра и т. п.). Н. результат неравномерного роста клеток на верх. и ниж. сторонах органа или… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

  • НАСТИИ — обратимые движения органов и частей растений, обусловленные не односторонними (как в случаях тропизмов), а равномерно действующими раздражителями (изменением уровня освещенности, температуры, газового состава и др.) … Словарь ботанических терминов

Тропизмы

У этого термина существуют и другие значения, см. Тропизм (значения).

Тропизмы (от греч. τροπος — поворот, направление) — реакция ориентирования клетки, то есть направление роста или движения клеток относительно раздражителя (химического, светового и др.).

Если растение под влиянием раздражителя изгибается к источнику раздражителя, то это положительный тропизм, а если оно изгибается в противоположную сторону от раздражителя, то это отрицательный тропизм.

  • Ортотропизм — расположение органа растения вдоль градиента раздражителя.
  • Диатропизм — расположение под прямым углом к градиенту раздражителя.
  • Плагиотропизм — ориентация под любыми другими углами.

В основе тропизма лежит одно из свойств цитоплазмы клетки — её раздражимость, как ответной реакции на различные факторы внешней среды.

Термин «тропизм» в основном применяют при описании автоматизмов поведения растений. Для характеристики простейших автоматизмов, включённых в сложное поведение животных, исследователи употребляют такое понятие как таксисы. Ранее термин «тропизм» нередко употребляли в зоологии в том же смысле, что термин «таксисы».

Двигательные реакции органов растений на ненаправленные факторы воздействия внешней среды называются настии. Обычной причиной, вызывающей настии, является изменение в тканях растения концентрации кальция и хлора.

Тропизм растений

Ответные реакции растений на различные односторонние воздействия раздражителей внешней среды (свет, земное притяжение, химические вещества и др.) заключаются в направленных ростовых и сократительных движениях (изгибах) органов растения, приводящих к изменению его ориентации в пространстве. Ростовые движения зависят от вида раздражителя, механизм действия которого на растения сложен. Эти движения могут возникать в растущих частях растений, как следствие более быстрого роста клеток, расположенных на одной стороне органа растения (стебле, корне, листе). В органах растения возникают растяжения, связанные с асимметричным распределением в них фитогормонов роста растений — ауксина и абсцизовой кислоты и др.

Тропизмы различают в зависимости от вида раздражителя.

Геотропизм

Основная статья: Геотропизм

Геотропизм связан с воздействием на растения силы тяжести Земли. При положительном геотропизме рост главного корня направлен строго вниз по направлению к центру Земли, что связано не только с деятельностью гормонов, но и с особыми крахмальными зёрнами в корневом чехлике, выполняющим роль статолита. Отрицательный геотропизм характерен для главного стебля.

Фототропизм

Основная статья: Фототропизм

Фототропизм вызывает направленный изгиб растения к источнику света. Этот изгиб имеет химическую природу. Под влиянием фитогормона ауксина на теневой стороне деление и рост клеток интенсивнее по сравнению со световой стороной, где ауксина меньше и рост клеток замедлен. В связи с этим растение изгибается в сторону клеток медленно растущих, то есть к свету. У стеблей наблюдается положительный фототропизм, корней — отрицательный, листьев — поперечный. Примером поперечного гелиотропизма, который свойствен, скажем, листьям растений, живущих в засушливых зонах, например, листьям эвкалиптовых деревьев. В солнечный день эти листья поворачиваются ребром и пропускают солнечные лучи мимо себя так, что найти тень в эвкалиптовой роще является нелегкой задачей. Такие деревья демонстрируют, так сказать, «обратный эффект жалюзи».

Благодаря положительному фототропизму растения образуют листовую мозаику, то есть листья в пространстве располагаются так, чтобы максимально использовать свет.

Хемотропизм

Основная статья: Хемотропизм

Хемотропизм вызывает движение растений под влиянием химических соединений. Наиболее яркий пример хемотропизма — рост корней в сторону больших концентраций питательных веществ в почве.

Другие факторы

Кроме того, у некоторых растений наблюдают термотропизмы и гидротропизмы.

Тропизм микроорганизмов

Тропизм у паразитов выражается в свойстве избирать в качестве среды обитания определённые организмы (видовой тропизм) или органы (органный, или тканевой, тропизм). Видовой тропизм обусловливает круг резервуаров и источников возбудителей инфекционных и паразитарных болезней, органный — место локализации возбудителя и специфического патологического процесса в организме хозяина.
Знания о тропизме используют при заборе материала для микробиологического исследования. Органный тропизм высоко выражен у вирусов, менее у облигатно-патогенных бактерий, мало — у условно-патогенных бактерий и грибов.

> См. также

  • Жак Лёб
  • Движения растений

Ссылки

  • Тропизм // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Тропизмы — статья из Большой советской энциклопедии
  • Глоссарий.ru: Тропизмы

Понятие фототропизма используется в области биологии для обозначения тропизма, генерирующего свет . С другой стороны, тропизм — это движение, совершаемое неподвижным организмом (подверженным воздействию субстрата) в ответ на раздражитель.

Поэтому можно сказать, что фототропизм — это реакция растения на световой стимул . Когда овощ растет в направлении источника указанного светового стимула, говорят о положительном фототропизме . С другой стороны, если растение развивается в направлении, противоположном направлению света, это отрицательный фототропизм .

Корни, например, имеют отрицательный фототропизм: они растут от света. Стебли, напротив, показывают положительный фототропизм, потому что они развиваются в направлении источника света.

Важно отметить, что растения имеют фоторецепторы, которые представляют собой молекулы, которые воспринимают свет. В фоторецепторах есть пигмент, называемый хромофор, который поглощает свет и генерирует изменения в белках, реагируя на световой стимул. Фототропизм предполагает направленную реакцию либо в сторону источника света, либо в противоположном направлении.

Фототропины являются наиболее важными фоторецепторами. У них есть белок, связанный с хромофором, который, поглощая свет, может влиять на активность других белков. Различный режим активации фототропинов приводит к тому, что ауксин, растительный гормон, неравномерно направляется в разные сектора растения. Поскольку ауксин способствует развитию клеток, рост растения изменяется в зависимости от количества света, вызванного явлением фототропизма.

Ауксины представляют собой набор гормонов, которые отвечают за регулирование роста растений, в частности, удлинение их клеток. Его синтез происходит на вершине стебля, и оттуда они перемещаются в другие части растения, особенно к его основанию, где они в значительной степени сконцентрированы. Именно благодаря паренхиме сосудистых пучков это смещение становится возможным.

Хотя первое формальное описание ауксинов и их роли в развитии растений соответствует Фрицу Вармольту Венту, микологу и ботанику голландского происхождения, именно благодаря работе польского ученого Теофила Цезельского произошло его открытие . Например, в 1871 году Чарльз Дарвин полагался на докторскую диссертацию Чизельского, чтобы говорить о «влиянии», которое передавалось с конца ствола и которое было причиной формы тропизма.

То, что надземные части растений, такие как стебли, растут к свету благодаря позитивному фототропизму, является ключевым, так как этот ответ способствует развитию фотосинтеза : листья имеют лучший доступ к световой энергии. Фактически, стебель растет в направлении света, в то время как корень движется в противоположном направлении, и по этой причине можно сказать, что первый представляет положительный фототропизм, а второй — отрицательный.

Хотя фототропизм является одним из наиболее очевидных тропизмов у растений, он не единственный. В дополнение к этому важнее всего два: тигмотропизм, который имеет жизненно важное значение для лазания по растениям, поскольку позволяет им цепляться за твердый предмет и расти вокруг него; гравитропизм, рост, пропорциональный ускорению силы тяжести, необходимый для нормального функционирования корней, которые должны проникать в почву .

Все эти концепции изучались вышеупомянутыми учеными на протяжении многих экспериментов, проведенных ими для изучения развития растений. Один из них заключался в том, чтобы прикрыть колеоптилей (листья которых закрыты на других), чтобы наблюдать поведение Phalaris canariensis против света в этих условиях: в результате он не сгибался, то есть не осознавал фототропизм.

Геотропизм или загадка роста растений

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.

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.

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.

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.

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.).

Что такое фототропизм?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *