49. Влияние этилена на геотропическую реакцию проростков гороха

Рост растений регулируется не только био­электрическими сигналами, но и гормональной системой. Главную роль в регуляции скорости роста играет количественное содержание гормона ауксина и его взаимодействие с другими гормонами, в частности абсцизовой кислотой и этиленом.

В отличие от стимулирующего рост аук­сина, абсцизовая кислота тормозит деление клеток нижней стороны органа. Это вызывает замедление ее роста, и корень начинает изги­баться по направлению к центру Земли.

Для опыта нужны зрелые яблоки (источ­ник этилена), 2 стеклянных колпака, 2 горш­ка с проростками гороха.

Стеклянные колпаки установите на под­ставку. Под ними разместите горшки с 2-, 3-дневными проростками

125

гороха. В опытном варианте под колпак положите яблоки. Растения поставьте в темноту.

По мере накопления этилена в воздухе, он начинает проникать в проростки гороха. Че­рез несколько дней становятся заметны нару­шения нормальной отрицательной геотропиче­ской реакции побегов, которые начинают расти горизонтально, а при высокой концент­рации этилена в воздухе даже полегают.

Результаты опыта свидетельствуют о регуляторных функциях этилена в жизни рас­тений. Увеличение его содержания в клетках приводит к изменению скорости их роста.

Задание. Изучите влияние этилена на рост проростков томатов.

Естественно, геотропическая ориентация органов растений в непрерывно меняющихся условиях среды не может всегда оставаться постоянной. По мере формирования и распу­скания бутонов изменяется ориентация цве­тоножки, например у мака. Молодые ветки ели растут под более острым углом, чем старые.

Можно изучить смену отрицательного геотропизма цветоножек арахиса (земляного ореха) на положительный, вырастив его в комнатных условиях. После отцветания цве­тоножка арахиса, на которой сидит завязь, удлиняется, загибается к земле и углубляется в нее. Таким образом, цветки находятся над землей, а плоды созревают в земле. Хотя это ограничивает способность вида к распростра­нению, созревшие семена находятся в идеаль­ных условиях для прорастания.

126

50. Как поднимаются полегшие стебли ржи

Затопление почвы, как это бывает после затяжных дождей или неправильного полива, может привести к полеганию зерновых куль­тур из-за смены отрицательной геотропической реакции стеблей злаков на положительную. Вызванный этим изгиб стебля происходит своеобразно: он как бы надламывается и изги­бается вниз. После улучшения аэрации поч­вы побег может снова приобрести отрицатель­ную геотропическую настроенность и выпря­миться, при этом на стебле возникают свое­образные коленчатые изгибы.

Для опыта нужны произрастающие в природных условиях растения ржи в фазе коло­шения, 3 металлические шпильки или 6 дере­вянных колышков, с помощью которых можно прижать стебли к почве, 3 небольших стакана с водой.

На первом этапе выясните, в какой части горизонтально лежащего стебля может про­изойти геотропический изгиб, на втором изучите способность междоузлий к росту.

Металлическими шпильками или деревян­ными колышками осторожно прижмите к почве 3 растения ржи таким образом, чтобы стебель располагался горизонтально. У одного растения шпильку расположите под одним из нижних междоузлий, у второго — в сред­ней части соломины, у третьего — непосред­ственно под колосом. Наблюдайте за расте­ниями. Отметьте время (в сутках) и место проявления геотропической реакции (изгиб вверх).

127

Результаты опыта показывают, что полег­ший стебель ржи поднимается через несколь­ко дней вертикально в результате формирова­ния изгиба в основании одного из междоуз­лий (рис. 29). Если растение еще не окон­чило рост, изгиб может произойти в любом меж­доузлии. Это связано с тем, что у злаков каж­дое междоузлие в нижней своей части имеет зону делящихся клеток (вставочную мери­стему). Интенсивность деления и растяжения клеток верхних и нижних междоузлий раз­лична.

Убедитесь в том, что каждое междоузлие соломины ржи растет самостоятельно, за счет собственной меристемы. Из верхней части стебля вырежьте междоузлие так, чтобы верх­ний и нижний срезы прошли под близлежа­щими узлами соломины. Лист можно отрезать, но влагалище оставьте. Чтобы выяснить, в ка­кой части междоузлия находится зона деле­ния и растяжения клеток, разрежьте меж­доузлие поперек. Получите равные половины: нижняя — с узлом и влагалищем листа, верх­няя — участок междоузлия.

Обе половины междоузлия поставьте в сосуд с водой, накройте стеклянной пла­стинкой. Через сутки сравните их длину: верх­няя половина почти не изменится в размерах, следовательно, клетки ее уже закончили рост, нижняя увеличится в длине, при этом соломина заметно выдвинется из влагалища. Изме­рив прирост междоузлия за сутки, приблизи­тельно определите скорость его роста.

Результаты опыта показывают, что нара­стание стебля ржи в длину происходит путем деления и растяжения

128

клеток нижней части междоузлий. Так как в стебле злаков неско­лько междоузлий и каждое растет само­стоятельно, геотропи­ческие изгибы могут происходить в любом из них, если ростовые процессы еще не пре­кратились.

Задание. Исполь­зуя описанную выше методику, определите скорость роста ниж­них междоузлий, срав­ните ее со скоро­стью роста верхних.

Рис. 29. Геотропический изгиб стебля.