Tabla de Contenidos
Når dyr blir møtt med en miljøstimulans, det være seg solnedgang, kraftig regn eller behovet for å finne vann og mat, er det normalt at det genereres respons basert på deres oppførsel. Generelt er en av responsene til dyr på disse stimuli å flytte fra stedet der de er. Omvendt kan ikke planter reagere på samme måte på de samme miljøstimuliene. Dette er fordi planter er fastsittende, det vil si at de bokstavelig talt alltid er forankret eller forankret på samme sted. Derfor må planter reagere på ulike stimuli eller utfordringer gjennom sin fysiologi og utvikling.
Disse forskjellene i livsstil mellom planter og dyr skyldes en nøkkelforskjell mellom de to gruppene: mens dyr beveger seg rundt i miljøet, vokser planter fast i deres. Denne livsstilen til planter betyr at deres vekst i stor grad bestemmes av miljøstimuli. Således er et av elementene i settet med vekstresponser som brukes av planter for å utføre denne typen «plastisk» utvikling og betinget av deres miljø retningsbestemt vekst. Retningsbestemt vekst produseres i sin tur av en retningsstimulus. Dette fenomenet er kjent som tropisme.
Hva er tropismer
Derfor er plantetropismer mekanismer som de tilpasser seg til miljøendringer . På samme måte er en tropisme en bevegelse mot eller bort fra en stimulus. Stimuliene som vanligvis påvirker planteveksten er fire: lys, tyngdekraft, vann og berøring. Tropismer bør imidlertid ikke forveksles med andre plantebevegelser. Med nastiske bevegelser avhenger retningen av responsen av retningen til stimuliene. De nastiske bevegelsene til bladene til kjøttetende planter er et godt eksempel. Her blir disse bevegelsene initiert av en stimulus, men retningen på stimulus er ikke en faktor i responsen som genereres som følge av den.
I tillegg til å måtte reagere på miljøstressfaktorer (som planteetende eller patogenangrep), må planter utforske miljøet. På denne måten søker de de grunnleggende ernæringsressursene som opprettholder livene deres. Derfor leter plantene i deres miljø først og fremst etter tilstrekkelige forsyninger. Vann, mineralnæringsstoffer, lys og i noen tilfeller fysisk støtte er en del av disse. Fordelingen av forsyninger som trengs og etterspørres av planter varierer med tid og rom. Hvis planter er i stand til å kontrollere disse variablene og i sin tur retningen på endringene de genererer, vil de ha en større evne til å utforske miljøet sitt. Derfor er disse tropismene til stede hele tiden i planter og er nøkkelen til tilpasningsevne til miljøet for deres overlevelse.
positive og negative tropismer
Plantetropismer er også et resultat av differensiell vekst. Denne veksten skjer når celler i ett område av et planteorgan vokser raskere enn celler i det motsatte området. Dermed styrer den differensielle veksten av cellene veksten av organet (blad, rot, stilk, etc.). På samme måte bestemmer den retningsveksten til hele planten. Noen plantehormoner, som auxiner, regnes som regulatorer av differensialveksten til et planteorgan. Disse hormonene får planten til å bøye eller bøye seg som svar på en stimulus.
Bevegelsen som genereres i retning av en stimulus regnes som positiv tropisme . I stedet er vekst i motsatt retning av en stimulus kjent som negativ tropisme . Andre vanlige tropiske responser fra planter er gravitropisme, fototropisme, hydrotropisme, thigmotropisme, termotropisme og kymotropisme.
gravitropisme
Plantecelledeling skjer i subapikale regioner kalt forlengelsessoner , og dannet av vev kalt meristemer. Denne celledelingen tillater vekst av planteorganer. Tyngdekraften er et endogent og miljømessig signal som, ledsaget av andre signaler, regulerer denne vekstprosessen. Når roten (plantens rot) forlenges og frøet spirer, dannes primærrøttene. Alle røttene som genereres fra de første røttene er kjent som sekundære røttene. Selv om pælerøtter vokser mot tyngdekraften, har pælerøtter en tendens til å vokse med den.
Perifere organer, derimot, oppstår fra de primære organene. Imidlertid gjør de en rask omjustering for å følge en foretrukket vinkel med hensyn til gravitasjonsvektoren. Dette er kjent som gravity set point (GSA) vinkel. Ved hjelp av dette opprettholder et organ sin vertikale nedadgående orientering på 0 grader. Lateral eller perifer vekst, med start fra aksen eller primærorganet, lar planten bedre utforske miljøet den vokser i, slik at den effektivt kan tilegne seg ressursene til det miljøet.
Derfor reagerer hvert planteorgan forskjellig på tyngdekraften. Følgelig vokser de fra spesifikk vekt settpunktvinkler for hvert av organene. Disse vinklene kan modifiseres av plantens utvikling, ved påvirkning av hormoner eller på grunn av miljøsignaler. Imidlertid er veksten av planten med en nedadgående vertikal orientering på 0 grader gitt takket være gravitropisme . Generelt kan denne tropismen betraktes som en strategi for planter som lar organene deres ha tilgang til knappe ressurser, både underjordisk og fra luften.
Viktigheten av gravitropisme
Gravitropisme er av stor betydning hos planter, da det styrer veksten av røttene deres. Når røttene vokser mot tyngdekraften, anses det å ha positiv gravitropisme . Når røttene vokser i motsatt retning av tyngdekraften, regnes det som negativ gravitropisme . Orienteringen av plantens rot- og skuddsystem mot tyngdekraften kan observeres fra frøplantens spiringsstadier.
Orienteringen av rotsystemet mot tyngdekraftens tiltrekning er imidlertid gitt takket være rothetten, kalt cap eller pilorriza . Statocytter , som er de spesialiserte cellene i rothetten, antas å være ansvarlige for å føle tyngdekraften. Disse spesialiserte cellene finnes også i andre organer, for eksempel stammen. Stengelen inneholder organeller kalt amyloplaster . Disse fungerer som stivelsesbutikker. De grove stivelseskornene gjør at amyloplaster blir avsatt i plantenes røtter. Dette skjer som svar på tyngdekraften.
Sedimenteringen av amyloplastene får rotkapselen til å sende signaler til forlengelsessonen. Som allerede nevnt er dette området en av de ansvarlige for rotvekst. Aktivitet i denne sonen forårsaker differensialvekst og rotkrumning, og styrer veksten i tyngdekraftens retning. Hvis en rot gjør bevegelser som forårsaker en endring i orienteringen til statocyttene, vil aminoplastene flytte seg og føre til at statocyttene går tilbake til det ideelle punktet, det vil si i retning av tyngdekraften. Med enkle ord, hvis frøet gjør en sving slik at roten er mot tyngdekraftens retning (oppover), vil den kurve og reorientere seg nedover. Dermed vil den vokse i henhold til tyngdekraftens retning.
Fototropisme
Planter har evnen til å differensiere de forskjellige bølgelengdene til lys. På grunn av dette er det vanligvis i retning av blått lys. Bevegelsen (tropismen) som planten genererer som svar på lysretningen er kjent som fototropisme . De sensoriske reseptorene for blått lys som muliggjør denne responsen er kjent som fototropiner . Selv om fototropiske responser ikke vanligvis fremkalles av rødt lys, ser det ut til at fototropinsystemet samhandler med fytokrom for å forbedre den generelle blålysresponsen. Fytokromer er sensorene for rødt lys.
Fototropisme er vanlig hos forskjellige planter. Dette kan sees hos moser, bregner, frøplanter og til og med alger. Denne tropismen er lettere å sette pris på i stilkene og bladene, som vanligvis utvikler komplekse mønstre av daglige bevegelser, siden de følger solen i løpet av dagen. Dette er gitt for å opprettholde vinkelen på bladet i forhold til innfallende sollys. Likeledes kan vekst mot lyset eller positiv tropisme sees i forskjellige karplanter. Blant disse er angiospermer, gymnospermer og bregner.
Stilkene til disse plantene vokser i retning av en lyskilde. Imidlertid observeres fototropiske responser også i røttene. Disse svarene har blitt foreslått for å hjelpe til med å orientere rotveksten med hensyn til de øvre områdene av jorda der lys fortsatt kan trenge inn. Imidlertid har plantens røtter en tendens til å generere negativ fototropisme , påvirket av gravitropisme. Det vil si at de vokser og beveger seg i motsatt retning av lyset.
heliotropisme
Heliotropisme er en type fototropisme der noen planteorganer følger banen fra øst til vest . Organene til plantene som vanligvis gjør denne bevegelsen er stilkene og blomstene. Noen heliotrope planter har også evnen til å vende blomstene sine mot solen om natten. Med dette sørger planten for at den er orientert i solens retning når den dukker opp. Denne evnen til å bevege seg kan sees hos planter som solsikken. Dette skjer imidlertid bare i hans ungdom. Når solsikker modnes, mister de sin heliotropiske evne og forblir å peke i bare én retning, vanligvis øst.
På samme måte favoriserer heliotropisme plantevekst og øker temperaturen på blomster som vender mot øst. Dette faktum gjør heliotrope planter mer attraktive for pollinatorer.
hydrotropisme
Planterøttenes evne til å få vann og mineraler fra jorda gjør at deres eksistens avhenger av den. Rettet rotvekst i forhold til en fuktighetsgradient er kjent som hydrotropisme . Med andre ord, med denne tropismen vokser planterøtter retningsbestemt som svar på vannkonsentrasjoner. Gjennom positiv hydrotropisme tar plantene vare på deres overlevelse, og beskytter seg mot tørkeforhold. Tvert imot, ved hjelp av negativ hydrotropisme , blir plantene kvitt overmetningen av vann. Denne tropismen er av stor betydning for planter fra tørre biomer, siden de må kunne reagere på lave konsentrasjoner av vann.
Siden fuktighetsgradienter merkes i planterøtter, opplever celler på siden av roten nærmest roten langsommere vekst. Plantehormonet kjent som abscisinsyre (ABA) spiller en viktig rolle i denne prosessen. Dette hormonet hjelper til med å indusere differensiell vekst i rotforlengelsessonen, og takket være dette lar denne veksten røttene vokse i retning av vannet.
Nå, før røttene til en plante viser hydrotropisme, må de først overvinne sine gravitasjonstendenser. Det vil si at røttene må klare å være mindre følsomme for tyngdekraften. Ulike studier har vist at eksponering for en vanngradient eller mangel på den kan indusere røtter til å vise hydrotropisme over gravitropisme. I dette tilfellet reduseres antallet aminoplaster i statocyttene til røttene. Reduksjonen av aminoplaster i rotstatocyttene hjelper røttene med å overvinne tyngdekraften og bevege seg som respons på fuktighet.
thigmotropisme
Noen planter er mer følsomme for berøring enn mange dyr, inkludert mennesker. Menneskehud kan føle en minimumsvekt på 0,002 mg på den. Omvendt kan en insektetende plante kalt soldugg oppdage en vekt på 0,0008 mg på seg selv, mens en Sicyos -ranke kan oppdage en vekt på 0,00025 mg. Således refererer thigmotropisme til bevegelsen til en plante som svar på stimulansen til berøring eller kontakt. Dette fenomenet kalles også haptotropisme .
positiv og negativ thigmotropisme
Det finnes forskjellige typer thigmotropisk atferd. Blant dem de positive og de negative. Positiv thigmotropisme forekommer i klatreplanter så vel som de som kalles vinranker. For å forbedre fotosynteseprosessen drar noen av disse plantene fordel av å ha spesialiserte strukturer for å komme nærmere stimuli og eksponere seg mer for lys. Disse strukturene er kjent som ranker.
En ranke er et trådlignende vedheng som planten bruker til å kveile seg rundt faste overflater eller strukturer. Sensoriske epidermale celler på overflaten av tendrilen stimuleres når tendrilen kommer i kontakt med en gjenstand. Disse cellene er de som forteller ranken å vikle seg opp. Denne krøllingen er også et resultat av differensiell vekst.
Mens rankene genererer en positiv thigmotropisme, kan røttene til plantene tvert imot vise en negativ. Negativ thigmotropisme oppstår når røttene strekker seg gjennom jorden og vokser i motsatt retning av objektet som forårsaker stimulansen til ranken. Rotvekst er sterkt påvirket av tyngdekraften, så de har en tendens til å vokse nedover. Men når røttene kommer i kontakt med en gjenstand, kan de endre vekstretningen. Dette skjer som respons på stimulansen, som er kontakt.
Termotropisme og kymotropisme
To andre typer tropismer av interesse er termotropisme og kjemotropisme. Termotropisme er bevegelse eller vekst av en plante som svar på endringer i temperaturen. Dermed kan positiv eller negativ termotropisme oppstå , og den oppstår avhengig av temperaturområdene til miljøet der planten befinner seg. På sin side er kjemotropisme vekst eller bevegelse av planten som svar på komponentene eller kjemiske stoffer i miljøet.
Planterøtter er ganske kjemotropiske organer, da de kan reagere positivt eller negativt på tilstedeværelsen av visse kjemiske stoffer i jorda. Kymotropismen som er tilstede i røttene hjelper planten til å forbedre veksten og utviklingen gjennom ressursene som trekkes ut fra jorda.
Et eksempel på positiv kjemotropisme forekommer på tidspunktet for plantepollinering. Når et pollenkorn lander på den kvinnelige reproduktive strukturen, kalt stigmaet , spirer pollenkornet. På denne måten dannes et pollenrør. Dermed blir veksten av pollenrøret rettet mot eggstokken til planten takket være frigjøringen av kjemiske signaler som kommer fra den.
Kilder
- Atamian, Hagop S., et al. «Sirkadisk regulering av solsikkeheliotropisme, blomsterorientering og pollinatorbesøk». Science, American Association for the Advancement of Science, 5. aug. 2016, science.sciencemag.org/content/353/6299/587.full.
- Chen, Rujin, et al. «Gravitropisme i høyere planter». Plantefysiologi, vol. 120(2), 1999, s. 343-350., doi:10.1104/pp.120.2.343.
- Dietrich, Daniela, et al. «Rothydrotropisme kontrolleres gjennom en cortex-spesifikk vekstmekanisme.» Naturplanter, vol. 3 (2017): 17057. Nature.com. Web. 27 feb 2018.
- Eape, D. Barroso, L og andre. (2005). Hydrotropisme: reaksjoner av rotvekst på vann. Abiotisk stress-serie| Vol. 10 (1), (Side 44-50).
- Esmon, C. Alex, et al. «Plantetropismer: gir bevegelseskraft til en fastsittende organisme». International Journal of Developmental Biology, vol. 49, 2005, s. 665-674., doi:10.1387/ijdb.052028ce.
- Gilroy, S. (2008). Plante tropismer. bind 18 (7).
- Stowe-Evans, Emily L., et al. «NPH4, en betinget modulator av Auxin-avhengige differensielle vekstresponser i Arabidopsis». Plantefysiologi, vol. 118 (4), 1998, s. 1265-1275., doi:10.1104/pp.118.4.1265.
- Su, Shih-Heng. Gibbs, N. og andre. (2017). Molekylære mekanismer for rotgravitropisme. Vol. 27 (17).
- Takahashi, Nobuyuki, et al. «Hydrotropisme interagerer med gravitropisme ved å nedbryte amyloplaster i frøplanterøtter av Arabidopsis og reddik». Plantefysiologi, vol. 132 (2), 2003, s. 805-810., doi:10.1104/pp.018853.
