Kas ir ģeotropisms vai gravitropisms?

The ģeotropisms tas ir smaguma ietekme uz augu kustību. Ģeotropisms nāk no vārdiem "ģeo", kas nozīmē zemi un "tropismu", kas nozīmē kustību, ko izraisa stimuls (Öpik & Rolfe, 2005).

Šajā gadījumā stimuls ir gravitācija un kāda kustība ir augs. Tā kā stimuls ir gravitācija, šis process ir pazīstams arī kā gravitropisms (Chen, Rosen, & Masson, 1999, Hangarter, 1997).

Daudzus gadus šī parādība ir radījusi zinātnieku zinātkāri, kuri ir izpētījuši, kā šī kustība notiek augos.

Daudzi pētījumi ir parādījuši, ka dažādas augu daļas aug pretējos virzienos (Chen et al., 1999; Morita, 2010; Toyota & Gilroy, 2013)..

Ir novērots, ka smaguma ir būtiska nozīme, vadot augu daļas: augšējo daļu, ar kātu un lapām veidojas, aug augšu (negatīvs gravitropism), bet apakšējā daļa veido ar saknes, aug gravitācijas virzienā (pozitīvs gravitropisms) (Hangarter, 1997).

Šīs gravitācijas kustības nodrošina, ka augi pienācīgi pilda savas funkcijas.

Augšējā ir vērsts saules gaisma fotosintēzei, un apakšā ir vērsts apakšā uz zemes, tā, lai saknes var sasniegt ūdeni un barības vielas, kas vajadzīgi to attīstībai (Chen et al., 1999 ).

Kā notiek ģeotropisms??

Augi ir ļoti jutīga pret vidi, viņi var ietekmēt savu izaugsmi atkarībā no signāliem viņi saņem, piemēram, gaismas, gravitācijas, touch, barības vielu un ūdens (Wolverton, Paya, un Toska, 2011).

Ģeotropisms ir parādība, kas notiek trīs posmos:

1. Noteikšana: gravitācijas uztveri veic specializētas šūnas, ko sauc par statocistiem.

2. Transdukcija un pārraide: fiziskais smaguma stimuls tiek pārveidots par bioķīmisku signālu, kas tiek pārraidīts uz citām augu šūnām.

3. Atbilde: saņēmējas šūnas aug tādā veidā, ka tiek radīts izliekums, kas maina orgāna orientāciju. Tādējādi saknes aug uz leju un stublāji uz augšu, neatkarīgi no augu orientācijas (Masson et al., 2002, Toyota & Gilroy, 2013).

1. attēls. Ģeotropisma piemērs augā. Ievērojiet atšķirību sakņu un stublāja orientācijā. Rediģējis: Katherine Briceño.

Ģeotropisms sakņos

Pirmo reizi pirms daudziem gadiem tika pētīta saknes virziena gravitācijas parādība. Slavenajā grāmatā "Augu kustības spēks", Čārlzs Darvins ziņoja, ka augu saknes mēdz pieaugt smaguma virzienā (Ge & Chen, 2016).

Smagums tiek konstatēts saknes galā, un šī informācija tiek pārnesta uz pagarinājuma zonu, lai saglabātu augšanas virzienu.

Ja izmaiņas orientācijas attiecībā pret gravitācijas laukā, šūnas reaģē mainot to izmēru, tā, ka gals ir saknes turpināt augt tajā pašā virzienā smaguma iepazīstinot pozitīvu geotropism (Sato, Hijazi, Bennett, Vissenberg, un Swarup , 2017; Wolverton et al., 2011).

Darwin un Ciesielski parādīja, ka saknes galā bija struktūra, kas bija nepieciešama ģeotropismam, šī struktūra tika saukta par "vāciņu"..

Viņi apgalvoja, ka vāciņš bija atbildīgs par izmaiņu noteikšanu sakņu orientācijā attiecībā uz smaguma spēku (Chen et al., 1999).

Vēlāk pētījumi parādīja, ka vāciņā ir īpašas šūnas, kas nogulsnējas smaguma virzienā, šīs šūnas sauc par statocistiem.

Statocīti satur struktūras, kas līdzīgas akmeņiem, tos sauc par amiloplastiem, jo ​​tie ir pilni ar cieti. Blīvi iesaiņotie amiloplasti nokļūst tieši sakņu galā (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017, Wolverton et al., 2011).

No jaunākajiem pētījumiem par šūnu un molekulāro bioloģiju ir uzlabojusies saknes ģeotropiju regulējošo mehānismu izpratne.

Ir pierādīts, ka šis process prasa augšanas hormona, ko sauc par auksīnu, transportēšanu, minētais transports ir pazīstams kā polārais auksīna transports (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017)..

Tas tika aprakstīta 1920 modelī Cholodny-Wents, kurā ierosināts, ka izliekumi pieauguma dēļ nevienmērīgu sadalījumu auxin (Öpik & ROLFE, 2005).

Ģeotropisms kātiem

Līdzīgs mehānisms parādās augu stumbros, atšķirībā no tā, ka to šūnas reaģē uz auxīnu atšķirīgi.

Stublāju dzinumos auxīna lokālās koncentrācijas pieaugums veicina šūnu ekspansiju; pretēji saknes šūnām (Morita, 2010; Taiz & Zeiger, 2002).

Diferenciālā jutība pret auksīnu palīdz izskaidrot Darvina sākotnējo novērojumu, ka stublāji un saknes reaģē pretēji gravitācijai. Gan saknes, gan kāti, auksīns uzkrājas smaguma virzienā uz apakšas.

Atšķirība ir tāda, ka cilmes šūnas pretējos veidos reaģē uz sakņu šūnām (Chen et al., 1999, Masson et al., 2002).

Sakņos šūnu izplešanās tiek nomākta apakšējā pusē, un tiek veidota izliekums uz gravitāciju (pozitīvs gravitropisms)..

In izriet, auxin arī uzkrājas apakšējā pusē, tomēr, šūnu paplašināšanās palielinās un rezultāti izliekuma stublāja pretī smaguma (negatīvs gravitropism) (Hangarter 1997 jēga; Morita, 2010; Taiz & Zeigers, 2002).

Atsauces

1. Chen, R., Rosen, E. un Masson, P. H. (1999). Gravitropisms augstākajos augos. Augu fizioloģija, 120, 343-350.
2. Ge, L., & Chen, R. (2016). Negatīva gravitropisms augu saknēs. Nature Plants, 155, 17-20.
3. Hangarter, R. P. (1997). Smaguma, gaismas un augu forma. Plant, Cell and Environment, 20, 796-800.
4. Masson, P. H., Tasaka, M., Morita, M.T., Guan, C., Chen, R., Masson, P.H., ... Chen, R. (2002). Arabidopsis thaliana: modelis sakņu un šaušanas gravitropisma izpētei (1-24. Lpp.).
5. Morita, M. T. (2010). Virziena gravitācija Gravitropismā. Augu bioloģijas gada pārskats, 61, 705-720.
6. Öpik, H., un Rolfe, S. (2005). Ziedošo augu fizioloģija. (C. U. Press, Ed.) (4. izdevums).
7. Sato, E.M., Hijazi, H., Bennett, M.J., Vissenberg, K., un Swarup, R. (2017). Jauni ieskati sakņu gravitropiskajā signalizācijā. Journal of Experimental Botany, 66 (8), 2155-2165.
8. Taiz, L. un Zeiger, E. (2002). Augu fizioloģija (3. izdevums). Sinauer Associates.
9. Toyota, M., & Gilroy, S. (2013). Gravitropisms un mehāniskā signalizācija augos. American Journal of Botany, 100 (1), 111-125.
10. Wolverton, C., Paya, A.M., & Toska, J. (2011). Arabidopsis pgm-1 mutantā sakritības saknes leņķis un gravitropiskā reakcija ir atdalīta. Physiology Plantarum, 141, 373-382.