2013-12-31
980
5.1 Движение за счет роста растяжением
В процессе эволюции у растений возник специфический способ движения за счет необратимого растяжения клеток. Этот способ движения лежит в основе удлинения осевых органов, увеличения площади листовых пластинок и настий.
Рост растяжением включает в себя образование в клетке центральной вакуоли, накопление в ней осмотически активных веществ, поглощение воды и размягчение и растяжение клеточных стенок. Возникающее тургорное давление служит основной силой, растягивающей клеточную стенку. Растяжение клеточных стенок поддерживается включением в них новых молекул полисахаридов.
Растяжение регулируется ауксином. Ауксин варабатывается в верхушке побега и перемещается в зону растяжения. В зоне растяжения ауксин активирует протонные помпы плазмалемм, что приводит к подкислению клеточных стенок и создаются условия для их разрыхления и растяжения. Одновременно ауксин активирует синтез белков, РНК и дыхание, что обеспечивает энергетические затраты всех процессов.
5.2. Тропизмы
Тропизмы – ростовые движения растений, обусловленные изгибанием или искривлением органов в ответ на односторонне действующие факторы среды. Они осуществляются в растущих частях растения и являются следствием более быстрого роста растяжением на одной стороне органа.
В зависимости от природы раздражителя различают гео-, фото-, гидро-, тигмо- аэро-, электро-, травмо- и автотропизмы. При положительных тропизмах движение направлено в сторону фактора, при отрицательных – от него. С помощью тропизмов осуществляется такая ориентация органов в пространстве, которая обеспечивает наиболее эффективное использование факторов питания, а также служит для защиты от вредных воздействий. В регуляции тропизмов принимают участие ауксины, АБК.
Геотропизм. Все растительные клетки и организмы развиваются в гравитационном поле земли. Геотропизм – ориентация в пространстве и изгибание под действием гравитационного поля вследствие разной скорости роста противоположных сторон органа.
Рис.2. Геотропическая реакция корня. А _ геотропический изгиб корня (по Ю.Саксу), время экспозиции о, 2, 7, 23 часа. Б – статоциты вкорневом чехлике. В – схема строения статоцита.
В геотропизме различают: рецепцию силы тяжести, передачу раздражения и реакцию на раздражение – ростовой изгиб. Время воздействия, необходимое для получения эффекта, составляет 2 мин, время реакции – 10-90 мин.
Восприятие силы тяжести связано с воздействием давления на клеточные мембраны находящихся в цитоплазме тяжелых частиц- статолитов. В качестве статолитов могут выступать амилопласты, хлоропласты, АГ, минеральные включения. Клетки, содержащие статолиты, называются статоцитами. В корне роль статоцитов выполняют клетки центральной части корневого чехлика, а статолитов – амилопласты.
Фототропизм. _ это ростовые изгибы органов растений под влиянием одностороннего освещения. Фототропические изгибы обусловлены различием в скорости роста растяжением на освещенной и неосвещенной сторонах органа. Затененная сторона растет более интенсивно.
У проростков (калеоптилей) однодольных растений при одностороннем освещении происходит транспорт ауксина на затененную сторону, а, следовательно, и ускорение роста на теневой стороне. В восприятии светового стимула принимают участие флавопротеин – криптохром, каротин, цитохром.
У двудольных растений в фототропической реакции принимает участие как ауксин, так и ингибитор роста.
Хемотропизм – ростовая двигательная реакция на градиент химических соединений. Он обнаружен у корней, пыльцевых трубок, железистых волосков росянки и др. объектов. Клетки воспринимают градиенты различных химических веществ: кислот и щелочей (оины Н и ОН), минеральных солей, органических веществ, гормонов и др. Для хемотропической реакции важны как природа раздражителя, так и концентрация. У корней хемотропическая чувствительность локализована в их кончике. Затем раздражение передается к зоне растяжения, где наблюдается ростовая реакция.
Тигмотропизм - ростовые реакции в ответ на прикосновение.Данный вид тропизма встречается у усиков и апексов побегов некоторых лазящих растений, кончиков воздушных корней, листовых черешков некоторых растений.
Автотропизм – способность органов выправлять тропические изгибы после того, как раздражение, вызвавшее изгиб, перестало действовать.
5.3. Ростовые настии.
Настии – обратимые движения (изгибы) органов с дорсивентральным строениемв ответ на изменение диффузно действующих факторов среды (например, открывание и закрывание цветков при смене дня и ночи). У некоторых растений настии происходят в результате неравномерного роста клеток растяжением. При более быстром росте верхней стороны орган изгибается книзу (эпинастия), нижней стороны- кверху (гипонастия).
По природе раздражителя настии делят на фото-, термо-, тигмо-, хемо-, гидро-, травмо-, электро-, сейсмонастии. Настические движения обеспечивают защиту органов или захват предметов.
Фотонастические реакции можно наблюдать у соцветий одуванчика (соцветие на ночь закрывается) и др. растений. Раскрывание цветков тюльпанов, крокусов инициируется повышением температуры, а понижение температуры способствует закрыванию цветков. Это термонастия.
5.4. Круговые нутации
Нутации – круговые или колебательные движения органов. Так растущий побег и корень совершают качания относительно продольной оси. Эти круговые нутации осуществляются за счет идущих по кругу местных ускорений роста клеток в зоне растяжения. Особенно круговые нутации выражены у стеблей и усиков вьющихся растений. Движения вьющихся растений, по-видимому, зависят от присутствия флавоноидов и гиббереллинов.
Круговые нутации лиан и лазящих растений служат для поиска опоры, необходимой для движения к свету.
