Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Усики красной лозы ( Brunnichia ovata ) при соприкосновении скручиваются .

Тигмотропизм - это направленное движение роста, которое возникает как механосенсорная реакция на сенсорный стимул. Тигмотропизм обычно встречается у вьющихся растений и усиков, однако биологи растений также обнаружили тигмотропные реакции у цветковых растений и грибов. Такое поведение возникает из-за одностороннего торможения роста. [1] То есть скорость роста на той стороне стержня, к которой прикасаются, медленнее, чем на стороне, противоположной касанию. Результирующая модель роста заключается в том, чтобы прикреплять, а иногда и завиваться вокруг объекта, который касается растения. Однако было замечено, что цветковые растения перемещают или отращивают свои половые органы к опылителю, который приземляется на цветок, как у Portulaca grandiflora . [2]

Физиологические факторы [ править ]

Поскольку рост - сложная процедура развития, действительно существует множество требований (как биотических, так и абиотических), которые необходимы как для сенсорного восприятия, так и для возникновения тигмотропной реакции. Один из них - кальций. В серии экспериментов, проведенных в 1995 году с использованием усика Bryonia dioica , кальциевые каналы, чувствительные к прикосновению,были заблокированы с помощью различных антагонистов. Реакция на прикосновение в обрабатывающих растениях, которые получали ингибиторы кальциевых каналов, была снижена по сравнению с контрольными растениями, что указывает на то, что кальций может потребоваться для тигмотропизма. Позже в 2001 году был предложен путь деполяризации мембраны, в котором участвует кальций: когда происходит прикосновение, кальциевые каналы открываются, и кальций поступает в клетку, сдвигая электрохимический потенциал через мембрану. Это вызывает открытие управляемых напряжением хлоридных и калиевых каналов и приводит к возникновению потенциала действия, который сигнализирует о восприятии прикосновения. [3]

Также было обнаружено, что ауксин гормона роста растений участвует в тигмотропном поведении растений, но его роль недостаточно изучена. Было показано, что вместо асимметричного распределения ауксина, влияющего на другие тропизмы, однонаправленный тигмотропный ответ может возникать даже при симметричном распределении ауксина. Было высказано предположение, что потенциал действия, возникающий из-за сенсорного стимула, приводит к увеличению ауксина в клетке, что вызывает выработку сократительного белка на стороне прикосновения, что позволяет растению цепляться за объект. [4] Кроме того, было показано, что когда ауксин (обычно ведущий к росту вдали от стороны его локализации) и сенсорный стимул (вызывающий тропический ответ наего локализация) накладывались с одной стороны от гипокотиля огурца, стебель изгибается на ощупь. [5]

Этилен , другой растительный гормон, также оказался важным регулятором тигмотропного ответа в корнях Arabidopsis thaliana . В нормальных условиях высокая концентрация этилена в корнях способствует прямому росту. Когда корень сталкивается с жестким объектом, активируется тигмотропная реакция, и производство этилена снижается, что приводит к изгибу корня при росте, а не прямом росте. [6]

Подобно фототропизму, тигмотропная реакция стеблей требует света. Биолог растений Марк Джаффе провел простой предварительный эксперимент с использованием растений гороха, который привел к такому выводу. [7] Он обнаружил, что, когда он отрывал усик от растения гороха и помещал его на свет, а затем неоднократно касался одной его стороны, усик начинал скручиваться. Однако при проведении того же эксперимента в темноте усик не скручивался.

В корнях [ править ]

Корни также полагаются на прикосновение, чтобы прокладывать себе путь в почве. Как правило, корни имеют отрицательную реакцию на прикосновение, то есть, когда они чувствуют объект, они отрастают от него. Это позволяет корням проходить сквозь почву с минимальным сопротивлением. Из-за такого поведения корни считаются отрицательно тигмотропными. Похоже, что тигмотропизм способен преодолевать сильную гравитропную реакцию даже первичных корней. Чарльз Дарвин провел эксперименты, в которых он обнаружил, что в вертикальном корне фасоли контактный стимул может отклонить корень от вертикали.

Заблуждение [ править ]

Mimosa pudica хорошо известна своим быстрым перемещением растений . Листья закрываются и опадают при прикосновении. Однако это не форма тропизма , а творческое движение , подобное явление. Настиные движения - это ненаправленные реакции на раздражители (например, температуру, влажность, световое излучение) и обычно связаны с растениями.

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Mordecai, Jaffe (март 2002 г.). «Ответы Thigmo у растений и грибов» . Американский журнал ботаники . 89 (3): 375–382. DOI : 10,3732 / ajb.89.3.375 . PMID  21665632 . S2CID  7410822 .
  2. ^ Скорца, Ливия Камилла Тревизан; Дорнелас, Марсело Карнье (01.12.2011). «Растения в движении» . Сигнализация и поведение растений . 6 (12): 1979–1986. DOI : 10.4161 / psb.6.12.18192 . ISSN 1559-2316 . PMC 3337191 . PMID 22231201 .   
  3. ^ Fasano, Jeremiah M .; Massa, Gioia D .; Гилрой, Саймон (2002-06-01). «Ионные сигналы в реакции растений на гравитацию и прикосновение». Журнал регулирования роста растений . 21 (2): 71–88. DOI : 10.1007 / s003440010049 . ISSN 0721-7595 . PMID 12016507 . S2CID 21503292 .   
  4. ^ Рейнхольд, Леонора (1967-11-10). «Индукция свертывания усиков ауксином и углекислым газом». Наука . 158 (3802): 791–793. DOI : 10.1126 / science.158.3802.791 . ISSN 0036-8075 . PMID 6048120 . S2CID 22274215 .   
  5. ↑ Такахаши, Хидеюки; Яффе, Мордехай Дж. (1990-12-01). «Тигмотропизм и модуляция тропической кривизны за счет механического возмущения в гипокотилях огурца». Physiologia Plantarum . 80 (4): 561–567. DOI : 10.1111 / j.1399-3054.1990.tb05679.x . ISSN 1399-3054 . 
  6. ^ Ямамото, Чигуса; Саката, Йоичи; Таджи, Теруаки; Баба, Тадаши; Танака, Шигео (18.07.2008). «Уникальная реакция корней Arabidopsis thaliana на физическую твердость, регулируемая этиленом». Журнал исследований растений . 121 (5): 509. DOI : 10.1007 / s10265-008-0178-4 . ISSN 1618-0860 . PMID 18636310 . S2CID 19467930 .   
  7. ^ Chamovitz, Daniel (2012). Что знает растение: полевой путеводитель по чувствам . Нью-Йорк: Scientific American. п. 114.

Внешние ссылки [ править ]

  • Тигмотропизм усиков