Tabla de Contenidos
När djur ställs inför en miljöstimulans, vare sig det är solnedgång, kraftigt regn eller behovet av att hitta vatten och mat, är det normalt att reaktioner baserat på deras beteende genereras. I allmänhet är ett av djurens svar på dessa stimuli att flytta från den plats där de är. Omvänt kan växter inte reagera på samma sätt på samma miljöstimuli. Detta beror på att växter är fastsittande, det vill säga att de bokstavligen alltid är rotade eller förankrade på samma plats. Därför måste växter reagera på olika stimuli eller utmaningar genom sin fysiologi och utveckling.
Dessa skillnader i livsstil mellan växter och djur beror på en nyckelskillnad mellan de två grupperna: medan djur rör sig i sin miljö, växer växter fast i deras. Detta levnadssätt för växter gör att deras tillväxt till stor del bestäms av miljöstimulans. Sålunda är en av elementen i uppsättningen tillväxtsvar som används av växter för att utföra denna typ av ”plastisk” utveckling och betingad av deras miljö riktad tillväxt. Riktad tillväxt produceras i sin tur av en riktad stimulans. Detta fenomen är känt som tropism.
Vad är tropismer
Därför är växttropismer mekanismer genom vilka de anpassar sig till miljöförändringar . Likaså är en tropism en rörelse mot eller bort från en stimulans. De stimuli som vanligtvis påverkar växternas tillväxt är fyra: ljus, gravitation, vatten och beröring. Tropismer bör dock inte förväxlas med andra växtrörelser. Med nastiska rörelser beror responsens riktning på stimulans riktning. De nastiska rörelserna av bladen på köttätande växter är ett bra exempel. Här initieras dessa rörelser av en stimulans, men stimulansens riktning är inte en faktor i den respons som genereras som ett resultat av det.
Förutom att behöva reagera på miljöstressfaktorer (som växtätande eller patogenattacker), måste växter utforska sin miljö. På så sätt söker de de grundläggande näringsresurserna som upprätthåller deras liv. Därför letar växterna i sin miljö i första hand efter adekvata förråd. Vatten, mineralnäring, ljus och i vissa fall fysiskt stöd är en del av dessa. Fördelningen av förnödenheter som behövs och efterfrågas av växter varierar med tid och rum. Om växter kan kontrollera dessa variabler och i sin tur riktningen för de förändringar de genererar, kommer de att ha en större förmåga att utforska sin miljö. Därför finns dessa tropismer hela tiden i växter och är nyckeln till anpassningsförmåga till miljön för deras överlevnad.
positiva och negativa tropismer
Växttropismer är också resultatet av differentiell tillväxt. Denna tillväxt uppstår när celler i ett område av ett växtorgan växer snabbare än celler i det motsatta området. Således styr den differentiella tillväxten av cellerna tillväxten av organet (blad, rot, stam, etc.). På samma sätt bestämmer den den riktade tillväxten av hela växten. Vissa växthormoner, såsom auxiner, anses vara regulatorer av den differentiella tillväxten av ett växtorgan. Dessa hormoner får växten att böjas eller böjas som svar på en stimulans.
Rörelsen som genereras i riktning mot en stimulans anses vara positiv tropism . Istället är tillväxt i motsatt riktning till en stimulans känd som negativ tropism . Andra vanliga tropiska reaktioner hos växter är gravitropism, fototropism, hydrotropism, thigmotropism, termotropism och kymotropism.
gravitropism
Växtcelldelning sker i subapikala regioner som kallas förlängningszoner och bildas av vävnader som kallas meristemer. Denna celldelning tillåter tillväxt av växtorgan. Tyngdkraften är en endogen och miljösignal som, tillsammans med andra signaler, reglerar denna tillväxtprocess. När roten (växtens rot) förlängs och dess frö gror, bildas de primära rötterna. Alla rötter som genereras från de första rötterna kallas sekundära rötter. Även om pålrötter växer mot gravitationen, tenderar pålrötter att växa med den.
Perifera organ, å andra sidan, uppstår från de primära organen. De gör dock en snabb omjustering för att följa en föredragen vinkel med avseende på gravitationsvektorn. Detta är känt som gravity set point (GSA) vinkel. Med hjälp av detta bibehåller ett organ sin vertikala riktning nedåt på 0 grader. Lateral eller perifer tillväxt, med utgångspunkt från axeln eller det primära organet, tillåter växten att bättre utforska miljön där den växer, så att den effektivt kan förvärva resurserna i den miljön.
Därför reagerar varje växtorgan på gravitationen olika. Följaktligen växer de från den specifika viktens börvärdesvinklar för vart och ett av organen. Dessa vinklar kan modifieras av växtens utveckling, genom inverkan av hormoner eller på grund av miljösignaler. Växtens tillväxt med en nedåtgående vertikal orientering på 0 grader ges dock tack vare gravitropism . I allmänhet kan denna tropism betraktas som en strategi för växter som gör att deras organ får tillgång till knappa resurser, både underjordiska och från luften.
Betydelsen av gravitropism
Gravitropism är av stor betydelse hos växter, eftersom det styr tillväxten av deras rötter. När rötterna växer mot tyngdkraften anses den ha positiv gravitropism . När rötterna växer i motsatt riktning till gravitationen anses det vara negativ gravitropism . Orienteringen av växtens rot- och skottsystem mot gravitationen kan observeras från plantans groningsstadier.
Rotsystemets orientering mot gravitationens attraktion ges dock tack vare rotkåpan, kallad cap eller pilorriza . Statocyter , som är de specialiserade cellerna i rotkåpan, tros vara ansvariga för att känna av gravitationen. Dessa specialiserade celler finns också i andra organ, såsom stammen. Stjälken innehåller organeller som kallas amyloplaster . Dessa fungerar som stärkelseförråd. De grova stärkelsekornen gör att amyloplaster deponeras i växternas rötter. Detta sker som svar på gravitationen.
Sedimenteringen av amyloplasterna gör att rotkapseln skickar signaler till förlängningszonen. Som redan nämnts är detta område en av de som är ansvariga för rottillväxt. Aktivitet i denna zon orsakar differentiell tillväxt och rotkrökning och styr tillväxten i gravitationsriktningen. Om en rot gör rörelser som orsakar en förändring i orienteringen av statocyterna, kommer aminoplasterna att flyttas vilket gör att statocyterna återgår till den ideala punkten, det vill säga i tyngdkraftens riktning. Med enkla ord, om fröet gör en sväng så att roten är mot tyngdkraftens riktning (uppåt), kommer det att böja sig och omorientera sig nedåt. Således kommer den att växa i enlighet med tyngdkraftens riktning.
Fototropism
Växter har förmågan att särskilja ljusets olika våglängder. På grund av detta är det vanligtvis i riktning mot blått ljus. Rörelsen (tropism) som växten genererar som svar på ljusets riktning kallas fototropism . De sensoriska receptorerna för blått ljus som möjliggör detta svar är kända som fototropiner . Även om fototropiska svar inte vanligtvis framkallas av rött ljus, verkar fototropinsystemet interagera med fytokrom för att förbättra det övergripande blåljussvaret. Fytokromer är sensorerna för rött ljus.
Fototropism är vanligt i olika växter. Detta kan ses hos mossor, ormbunkar, fröväxter och även alger. Denna tropism är lättare att uppskatta i stjälkar och blad, som vanligtvis utvecklar komplexa mönster av dygnsrörelser, eftersom de följer solen under dagen. Detta ges för att bibehålla bladets vinkel i förhållande till infallande solljus. Likaså kan tillväxt mot den ljusa eller positiva tropismen ses hos olika kärlväxter. Bland dessa finns angiospermer, gymnospermer och ormbunkar.
Stjälkarna av dessa växter växer i riktning mot en ljuskälla. Men fototropiska reaktioner observeras också i rötterna. Dessa svar har föreslagits för att hjälpa till att orientera rottillväxten med avseende på de övre delarna av jorden i vilka ljus fortfarande kan tränga in. Växtens rötter tenderar dock att generera negativ fototropism , påverkad av gravitropism. Det vill säga att de växer och rör sig i motsatt riktning av ljuset.
heliotropism
Heliotropism är en typ av fototropism där vissa växtorgan följer vägen från öst till väst . Växternas organ som vanligtvis gör denna rörelse är stjälkarna och blommorna. Vissa heliotropa växter har också förmågan att vända sina blommor mot solen på natten. Med detta ser växten till att den är orienterad i solens riktning när den dyker upp. Denna förmåga att röra sig kan ses hos växter som solrosen. Detta händer dock bara i hans ungdom. När solrosor mognar förlorar de sin heliotropiska förmåga och förblir pekar i en riktning, vanligtvis österut.
Likaså gynnar heliotropism växttillväxt och ökar temperaturen på blommor som vetter mot öster. Detta faktum gör heliotropa växter mer attraktiva för pollinatörer.
hydrotropism
Växtrötters förmåga att få vatten och mineraler från jorden gör att deras existens beror på den. Riktad rottillväxt i förhållande till en fuktgradient kallas hydrotropism . Med andra ord, med denna tropism växer växtrötter riktat som svar på vattenkoncentrationer. Genom positiv hydrotropism tar växter hand om sin överlevnad och skyddar sig mot torka. Tvärtom, med hjälp av negativ hydrotropism , blir växterna av med övermättnaden av vatten. Denna tropism är av stor betydelse i växter från torra biomer, eftersom de måste kunna svara på låga koncentrationer av vatten.
Eftersom fuktgradienter känns i växtrötter upplever cellerna på den sida av roten som är närmast roten långsammare tillväxt. Växthormonet som kallas abscisinsyra (ABA) spelar en viktig roll i denna process. Detta hormon hjälper till att inducera differentiell tillväxt i rotförlängningszonen, och tack vare detta tillåter denna tillväxt rötterna att växa i riktning mot vattnet.
Nu, innan en växts rötter visar hydrotropism, måste de först övervinna sina gravitationstendenser. Det vill säga att rötterna måste klara av att vara mindre känsliga för gravitationen. Olika studier har visat att exponering för en vattengradient eller brist på den kan få rötter att visa hydrotropism över gravitropism. I detta fall minskar antalet aminoplaster i rötternas statocyter. Minskningen av aminoplaster i rotstatocyterna hjälper rötterna att övervinna tyngdkraften och röra sig som svar på fukt.
thigmotropism
Vissa växter är mer känsliga för beröring än många djur, inklusive människor. Människohud kan känna en minsta vikt på 0,002 mg på den. Omvänt kan en insektsätande växt som kallas soldagg upptäcka en vikt på 0,0008 mg på sig själv, medan en Sicyos -ranka kan upptäcka en vikt på 0,00025 mg. Således hänvisar thigmotropism till rörelsen av en växt som svar på stimulans av beröring eller kontakt. Detta fenomen kallas även haptotropism .
positiv och negativ thigmotropism
Det finns olika typer av thigmotropiskt beteende. Bland dem de positiva och de negativa. Positiv thigmotropism förekommer i klätterväxter såväl som de som kallas vinrankor. För att förbättra fotosyntesprocessen drar några av dessa växter fördel av att ha specialiserade strukturer för att komma närmare sina stimuli och exponera sig mer för ljus. Dessa strukturer är kända som rankor.
En ranka är ett trådliknande bihang som växten använder för att linda sig runt fasta ytor eller strukturer. Sensoriska epidermala celler på rankans yta stimuleras när rankan kommer i kontakt med ett föremål. Dessa celler är de som säger till rankan att lindas upp. Denna curling är också resultatet av differentiell tillväxt.
Medan rankorna genererar en positiv thigmotropism, kan växternas rötter tvärtom visa en negativ sådan. Negativ thigmotropism uppstår när rötterna sträcker sig genom jorden och växer i motsatt riktning mot föremålet som orsakar stimulansen till rankan. Rottillväxten påverkas starkt av gravitationen, så de tenderar att växa nedåt. Men när rötterna kommer i kontakt med ett föremål kan de ändra riktningen för sin tillväxt. Detta sker som svar på stimulansen, som är kontakt.
Termotropism och kymotropism
Två andra typer av tropismer av intresse är termotropism och kemotropism. Termotropism är rörelse eller tillväxt av en växt som svar på förändringar i temperatur. Således kan positiv eller negativ termotropism uppstå , och den uppstår beroende på temperaturområdena i miljön där växten är belägen. För sin del är kemotropism tillväxt eller rörelse av växten som svar på komponenterna eller kemiska ämnen i miljön.
Växtrötter är ganska kemotropiska organ, eftersom de kan reagera positivt eller negativt på närvaron av vissa kemiska ämnen som finns i jorden. Kymotropismen som finns i rötterna hjälper växten att förbättra sin tillväxt och utveckling genom de resurser som utvinns ur jorden.
Ett exempel på positiv kemotropism förekommer vid tidpunkten för växtpollinering. När ett pollenkorn landar på den kvinnliga fortplantningsstrukturen, kallat stigma , gror pollenkornet. På så sätt bildas ett pollenrör. Således riktas tillväxten av pollenröret mot växtens äggstock tack vare frigörandet av kemiska signaler som kommer från den.
Källor
- Atamian, Hagop S., et al. ”Cirkadisk reglering av solrosheliotropism, blomorientering och pollinatorbesök”. Science, American Association for the Advancement of Science, 5 aug. 2016, science.sciencemag.org/content/353/6299/587.full.
- Chen, Rujin, et al. ”Gravitropism i högre växter”. Plant Physiology, vol. 120(2), 1999, sid. 343-350., doi:10.1104/pp.120.2.343.
- Dietrich, Daniela, et al. ”Rothydrotropism kontrolleras genom en cortex-specifik tillväxtmekanism.” Nature Plants, vol. 3 (2017): 17057. Nature.com. Webb. 27 feb 2018.
- Eape, D. Barroso, L och andra. (2005). Hydrotropism: reaktioner från rottillväxt på vatten. Abiotisk stress serie| Volym 10 (1), (sidorna 44-50).
- Esmon, C. Alex, et al. ”Växttropismer: ger rörelsekraften till en fastsittande organism”. International Journal of Developmental Biology, vol. 49, 2005, sid. 665-674., doi:10.1387/ijdb.052028ce.
- Gilroy, S. (2008). Plantera tropismer. Volym 18 (7).
- Stowe-Evans, Emily L., et al. ”NPH4, en villkorlig modulator av Auxin-beroende differentiella tillväxtsvar i Arabidopsis”. Plant Physiology, vol. 118 (4), 1998, sid. 1265-1275., doi:10.1104/pp.118.4.1265.
- Su, Shih-Heng. Gibbs, N. och andra. (2017). Molekylära mekanismer för rotgravitropism. Volym 27 (17).
- Takahashi, Nobuyuki, et al. ”Hydrotropism interagerar med gravitropism genom att förnedra amyloplaster i plantorötter av Arabidopsis och Rädisa”. Plant Physiology, vol. 132 (2), 2003, sid. 805-810., doi:10.1104/pp.018853.
