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日没、大雨、水や食べ物を探す必要など、動物が環境刺激に直面した場合、動物の行動に基づいた反応が生成されるのは正常です。一般に、これらの刺激に対する動物の反応の 1 つは、その場所から移動することです。逆に、植物は同じ環境刺激に対して同じように反応することはできません。これは、植物が固着性であるためです。つまり、文字通り常に同じ場所に根を張ったり固定したりしています。したがって、植物は、生理機能と発達を通じて、さまざまな刺激や課題に反応しなければなりません。
植物と動物のライフスタイルのこれらの違いは、2 つのグループ間の重要な違いによるものです。つまり、動物は環境内を動き回るのに対し、植物はその環境内で固定して成長します。植物のこのような生き方は、その成長が環境刺激によって大部分決定されることを意味します。したがって、植物がこの種の「可塑的」発達を実行するために使用し、環境によって調整される一連の成長反応の要素の 1 つは、指向性成長です。方向性成長は、方向性刺激によって順番に生成されます。この現象は向性として知られています。
向性とは
したがって、植物の向性は、植物が環境変化に適応するためのメカニズムです。同様に、向性は、刺激に向かう、または刺激から遠ざかる動きです。植物の成長に影響を与える一般的な刺激は、光、重力、水、触覚の 4 つです。ただし、屈性を他の植物の動きと混同しないでください。ナスティックな動きでは、反応の方向は刺激の方向に依存します。食虫植物の葉の不思議な動きがいい例です。ここで、これらの動きは刺激によって開始されますが、刺激の方向は、その結果として生成される反応の要因ではありません。
環境ストレッサー (草食や病原体の攻撃など) に対応する必要があることに加えて、植物は環境を探索する必要があります。このようにして、彼らは生命を維持するための基本的な栄養源を探しています。したがって、環境内の植物は主に適切な供給を探しています. 水、ミネラル栄養素、光、そして場合によっては身体的サポートがこれらの一部です. 植物が必要とし、求める供給の分布は、時間と空間によって異なります。植物がこれらの変数を制御でき、ひいては生成する変化の方向を制御できれば、環境を探索する能力が向上します。したがって、これらの向性は植物に常に存在し、生存のための環境への適応性の鍵となります。
正向性と負向性
植物の屈性は、成長の違いの結果でもあります。この成長は、植物器官の 1 つの領域の細胞が反対側の領域の細胞よりも速く成長するときに発生します。このように、細胞の分化した成長は器官 (葉、根、茎など) の成長を指示します。同様に、それは植物全体の成長方向を決定します。オーキシンなどの一部の植物ホルモンは、植物器官の分化成長の調節因子と考えられています。これらのホルモンは、刺激に反応して植物を曲げたり曲げたりします。
刺激の方向に生成される動きは、正向性と見なされます。代わりに、刺激とは反対の方向への成長は負の向性として知られています。植物の他の一般的な熱帯応答は、重力屈性、光屈性、透水性、チグモトロピズム、サーモトロピズム、およびキモトロピズムです。
重力屈性
植物細胞の分裂は、伸長帯と呼ばれる頂部下の領域で発生し、分裂組織と呼ばれる組織によって形成されます。この細胞分裂により、植物器官の成長が可能になります。重力は内因性および環境信号であり、他の信号を伴い、この成長プロセスを調節します。幼根（植物の根）が伸びて種子が発芽すると、一次根が形成されます。最初のルートから生成されるすべてのルートは、セカンダリ ルートと呼ばれます。主根は重力に逆らって成長しますが、主根はそれとともに成長する傾向があります。
一方、末梢器官は一次器官から発生します。ただし、重力ベクトルに対して好ましい角度に従うように、迅速な再調整を行います。これは重力設定点(GSA) 角度として知られています。これにより、臓器は下向きの垂直方向 0 度を維持します。軸または一次器官から始まる側方または周辺の成長により、植物は成長する環境をよりよく探索できるようになり、その環境の資源を効果的に獲得できるようになります.
したがって、各植物器官は重力に対して異なる反応を示します。その結果、それらは各臓器の比重セット ポイント角度から成長します。これらの角度は、植物の発育、ホルモンの作用、または環境シグナルによって変化する可能性があります。しかし、重力屈性のおかげで、垂直方向が 0 度下向きの植物の成長が与えられます。一般に、この向性は、器官が地下と空中の両方の希少な資源にアクセスできるようにする植物の戦略と見なすことができます.
重力屈性の重要性
重力屈性は根の成長を指示するため、植物にとって非常に重要です。根が重力に向かって伸びるとき、それは正の重力屈性を持つと考えられます。根が重力と反対方向に成長する場合、負の重力屈性と見なされます。苗木の発芽段階から、重力に対する植物の根とシュート系の向きを観察できます。
ただし、重力の引力に向かうルート システムの向きは、キャップまたはピロリザと呼ばれるルート キャップのおかげで与えられます。ルートキャップの特殊な細胞であるスタトサイトは、重力を感知する役割を担っていると考えられています。これらの特殊化された細胞は、幹などの他の器官にも見られます。茎には、アミロプラストと呼ばれるオルガネラが含まれています。これらはデンプン貯蔵庫として機能します。デンプン粒が粗いため、アミロプラストが植物の根に沈着します。これは重力に反応して起こります。
アミロプラストの沈降により、根のカプセルが伸長ゾーンにシグナルを送ります。すでに述べたように、この領域は根の成長に関与する領域の 1 つです。このゾーンでの活動は、差別的な成長と根の湾曲を引き起こし、成長を重力の方向に向けます。根がスタトサイトの方向の変化を引き起こす動きをすると、アミノプラストが再配置され、スタトサイトが理想的な点、つまり重力の方向に戻ります。簡単に言えば、根が重力の方向に逆らうように（上向きに）種子が回転すると、下向きに向きを変えて曲がります. したがって、重力の方向に従って成長します。
光屈性
植物は、異なる波長の光を区別する能力を持っています。このため、通常は青い光の方向にあります。植物が光の方向に応じて生成する動き (向性) は、光屈性として知られています。この反応を可能にする青色光の感覚受容体は、フォトトロピンとして知られています。フォトトロピック応答は通常、赤色光によって誘発されるわけではありませんが、フォトトロピン システムはフィトクロムと相互作用して、全体的な青色光応答を増強するようです。フィトクロムは赤色光のセンサーです。
光屈性は、さまざまな植物で一般的です。これは、コケ、シダ、種子植物、さらには藻類にも見られます。この屈性は、日中は太陽に従うため、通常、複雑な日周運動パターンを形成する茎や葉で認識しやすくなります。これは、入射太陽光に対するブレードの角度を維持するために与えられます。同様に、光向性または正向性への成長は、さまざまな維管束植物で見られます。これらの中には、被子植物、裸子植物、シダがあります。
これらの植物の茎は、光源の方向に成長します。ただし、光屈性応答も根で観察されます。これらの応答は、光がまだ浸透できる土壌の上部領域に関して根の成長を方向付けるのに役立つと提案されています。しかし、植物の根は、重力屈性の影響を受けて、負の光屈性を生成する傾向があります。つまり、それらは成長し、光の反対方向に移動します。
ヘリオトロピズム
ヘリオトロピズムは、一部の植物器官が東から西への経路をたどる光屈性の一種です。通常、この動きをする植物の器官は、茎と花です。一部のヘリオトロピック植物には、夜に花を太陽に向ける能力もあります。これにより、植物が現れるときに太陽の方向に向くようになります。この動く能力は、ヒマワリのような植物に見られます。ただし、これは彼の若い頃にのみ起こります。ヒマワリが成熟するにつれて、ヘリオトロピック能力を失い、通常は東を向いたままになります。
同様に、向日性は植物の成長を促進し、東向きの花の温度を上昇させます。この事実は、ヘリオトロピック植物を花粉媒介者にとってより魅力的なものにします.
ハイドロトロピズム
土壌から水とミネラルを得る植物の根の能力は、それらの存在をそれに依存させます. 水分勾配に対する根の直接的な成長は、ハイドロトロピズムとして知られています。言い換えれば、この向性により、植物の根は水分濃度に応じて方向性を持って成長します。正のハイドロトロピズムにより、植物は自分の生存に気を配り、干ばつから身を守ります。それどころか、負のハイドロトロピズムによって、植物は水の過飽和を取り除きます。この向性は、乾燥バイオームの植物にとって非常に重要です。なぜなら、植物は低濃度の水に反応できなければならないからです。
植物の根には水分勾配が感じられるため、根に最も近い根の側の細胞は成長が遅くなります。アブシジン酸 (ABA) として知られる植物ホルモンは、このプロセスで重要な役割を果たします。このホルモンは、根の伸長ゾーンで成長の差を誘発するのに役立ちます。これにより、この成長により、根が水の方向に成長することができます。
さて、植物の根が屈水性を示す前に、まずそれらの重力傾向を克服しなければなりません。つまり、根は重力の影響を受けにくくする必要があります。さまざまな研究により、水勾配への曝露またはその欠如により、根が重力屈性よりも屈水性を示すようになることが示されています。この場合、根のスタトサイトのアミノプラストの数が減少します。根のスタトサイトにおけるアミノプラストの減少は、根が重力に打ち勝ち、湿気に反応して動くのを助けます。
チグモトロピズム
一部の植物は、人間を含む多くの動物よりも触覚に敏感です。人間の皮膚は、0.002 mg の最小重量を感じることができます。逆に、サンデューと呼ばれる食虫植物は、それ自体で 0.0008 mg の重量を検出できますが、シキオスの巻きひげは0.00025 mg の重量を検出できます。したがって、チグモトロピズムは、接触または接触の刺激に反応する植物の動きを指します。この現象はハプトトロピズムとも呼ばれます。
正および負のチグモトロピズム
さまざまなタイプのチグモトロピック動作があります。その中にはポジティブなものとネガティブなものがあります。正のチグモトロピズムはつる性植物だけでなくつる性植物にも見られます。光合成プロセスを改善するために、これらの植物の一部は特殊な構造を利用して刺激に近づき、より多くの光にさらされます。これらの構造は巻きひげとして知られています。
巻きひげは、植物が固体の表面や構造に巻き付くために使用する糸のような付属物です。巻きひげが物体と接触すると、巻きひげの表面にある感覚表皮細胞が刺激されます。これらの細胞は、巻きひげに巻き上げるように指示する細胞です。このカールは、成長差の結果でもあります。
巻きひげは正のチグモトロピズムを生成しますが、植物の根は逆に負のチグモトロピズムを示すことがあります。負のチグモトロピズムは、根が土壌を通って伸び、巻きひげに刺激を与える物体とは反対の方向に成長するときに発生します。根の成長は重力の影響を大きく受けるため、下向きに成長する傾向があります。しかし、根が物体と接触すると、成長の方向を変えることができます。これは、接触という刺激に反応して起こります。
サーモトロピズムとキモトロピズム
関心のある他の 2 つのタイプの屈性は、サーモトロピズムとケモトロピズムです。温度屈性は、温度の変化に反応する植物の動きまたは成長です。したがって、正または負のサーモトロピズムが発生する可能性があり、植物が置かれている環境の温度範囲に応じて発生します。その一部として、化学向性は、環境の成分または化学物質に反応する植物の成長または動きです。
植物の根は、土壌に存在する特定の化学物質の存在に対して正または負の反応を示すことができるため、非常に化学栄養性の器官です。根に存在するキモトロピズムは、植物が土壌から抽出された資源を介してその成長と発達を改善するのに役立ちます.
正の化学向性の一例は、植物の受粉時に発生します。花粉粒が柱頭と呼ばれる女性の生殖構造に着地すると、花粉粒が発芽します。このようにして花粉管が形成されます。したがって、花粉管の成長は、そこから来る化学信号の放出のおかげで、植物の卵巣に向けられます.
ソース
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