WikiDer > Тигмотропизм

Thigmotropism
Redvine (Brunnichia ovata) усики сворачиваются при контакте.

Тигмотропизм это направленное движение роста, которое возникает как механосенсорная реакция на сенсорный стимул. Тигмотропизм обычно встречается у вьющиеся растения и усики, 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 стороне прикосновения стебля медленнее, чем на стороне, противоположной касанию. Результирующая модель роста заключается в том, чтобы прикреплять, а иногда и завиваться вокруг объекта, который касается растения. Тем не менее, цветковые растения также наблюдали движение или рост своих половых органов к опылителю, который приземляется на цветок, как в Портулак крупноцветковый.[2]

Физиологические факторы

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 1995 г. с использованием усика Bryonia dioica, сенсорный кальциевые каналы были заблокированы с помощью различных антагонистов. Реакция на прикосновение в лечебных 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 течет в клетку, сдвигая электрохимический потенциал через мембрану. Это вызывает открытие контролируемых напряжением хлоридных и калиевых каналов и приводит к возникновению потенциала действия, который сигнализирует о прикосновении.[3]

Гормон роста растений ауксин также наблюдалось участие в тигмотропном поведении растений, но его роль не совсем понятна. 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 приводящий к росту прочь со стороны его локализации) и сенсорный раздражитель (вызывающий тропический ответ к его локализация) накладывались с одной стороны от гипокотиля огурца, стебель изгибается на ощупь.[5]

Этилен, другой растительный гормон, также оказался важным регулятором тигмотропного ответа у Arabidopsis thaliana корни. 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, тигмотропный ответ 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 отрезал усик от растения гороха и помещал его на свет, а затем несколько раз касался одной его стороны, усик начинал скручиваться. Однако при проведении того же эксперимента в темноте усик не скручивался.

В корнях

Корни также полагайтесь на прикосновения, 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. Кажется, что тигмотропизм может преодолеть сильные гравитропный реакция даже первичных корней. Чарльз Дарвин провел эксперименты, в которых обнаружил, что в вертикальном корне фасоли контактный стимул может отклонить корень от вертикали.

Заблуждение

Мимоза стыдливая хорошо известен своим быстрое движение растений. Листья закрываются и опадают при прикосновении. Однако это не форма тропизм, но настическое движение, подобное явление. Настические движения представляют собой ненаправленные реакции на раздражители (например, температуру, влажность, световое излучение) и обычно связаны с растениями.

Рекомендации

  1. ^ Мордехай, Яффе (март 2002 г.). «Реакции Thigmo у растений и грибов». Американский журнал ботаники. 89 (3): 375–382. Дои: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. Дои:10.4161 / psb.6.12.18192. ISSN 1559-2316. ЧВК 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. Дои:10.1007 / s003440010049. ISSN 0721-7595. PMID 12016507. S2CID 21503292.
  4. ^ Райнхольд, Леонора (1967-11-10). "Индукция свертывания усиков ауксином и углекислым газом". Наука. 158 (3802): 791–793. Дои: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 воздействия в гипокотилях огурца». Physiologia Plantarum. 80 (4): 561–567. Дои: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. Дои:10.1007 / s10265-008-0178-4. ISSN 1618-0860. PMID 18636310. S2CID 19467930.
  7. ^ Чамовиц, Даниэль (2012). Что знает растение: полевой путеводитель по чувствам. Нью-Йорк: Scientific American. п. 114.

внешняя ссылка