Лекция 16. Движение растений

Вопросы:

1. Понятие о движении. Тропизмы, настии.

2. Физиологическая природа движений.

1. Понятие о движении. Тропизмы, настии

Растительный организм обладает определённой ориентацией всех органов в пространстве, т. е. движением.

Различают два вида движения – ростовые и турговые.

Турговые обусловлены неравномерным содержанием воды с разных сторон клетки, органа.

Ростовые – воздействием внешних фактов.

Различают два вида ростовых движений: тропизмы и настии.

Тропизмы вызваны односторонним движением фактора.

По природе фактора различают:

1. Геотропизм – движения, вызванные односторонним действием силы земного притяжения. Корень изгибается вниз (положительный геотропизм, а стебель вверх - отрицательный). Для того чтобы произошёл геотропический изгиб, проростки должны быть выдержаны определённое время в горизонтальном положении (время презентации).

При пониженных положительных температурах наблюдается диагеотропизм – образование стелющихся форм. Геотропическая реакция меняется в ходе онтогенеза, например, у цветоножек мака до распускания бутона характерен положительный геотропизм, а после распускания – отрицательный.

2. Фототропизм вызывается неравномерным освещением. Для стебля характерен положительный фототропизм, корня - отрицательный. У листьев различают диафототропизм – расположение их перпендикулярно к падающему свету при большой его интенсивности. Для фототропизма также характерно время презентации, которое зависит от силы одностороннего освещения. Направление фототропизма меняется в зависимости от онтогенеза, например, у настурции до цветения для стебля характерен положительный фототропизм, а после созревание семян - отрицательный.

1. Хемотропизм – изгибы, вызванным односторонним действием химических веществ. Характерны для пыльцевых трубок, движущихся к завязи, для корня.

2. Гидротропизм – движения корня вызванные односторонним движением воды.

3. Аэротропизм – движения корня, вызванные неравномерным распределением О_2.

4. Тигмотропизм – реакция лазающих и вьющихся растений на одностороннее механическое воздействие.

Настии – движения, вызванные диффузным действием фактора. Они делятся на два типа:

Эпинастии – изгиб вниз, гипонастии – изгиб вверх. Характерен для органов, имеющих дорзовентральное строение (листья). К эпинастиям относят полегание хлебов, опускание ветвей, листьев, к гипонастиям – закрывание цветков.

1. Термонастии – движение вызванные сменой t: у тюльпанов, кактусов при повышении t – цветки раскрываются, при понижении закрываются.

2. Фотонастии – движения, вызванные сменой света и темноты, например, у одуванчика при наступлении темноты цветки закрываются (гипонастии) на свету открываются (эпинастии), у табака – наоборот.

3. Никтинастии – движение цветков и листьев, связанных с комбинированным изменением света и t, что происходит при смене дня ночью. Например, у клевера, утром листья поднимаются (эпинастии).

4. Сейсмонастии – движения, вызванные толчком или прикосновением, например, у стыдливой мимозы при прикосновении листья опускаются.

5. Автонастии – самопроизвольные ритмические движения листьев, не связанные с каким- либо изменением внешних условий. Например, листья фасоли в течение 1 часа листья опускаются и поднимаются.

термонастии фотонастии

Физиологическая природа движений

Значение движений. Все движения приводят к определённой ориентировке органов в пространстве, что является лучшим приспособлением к поглощению света, питательных веществ. Например, отрицательный фототропизм корня и положительный стебля помогает растению выносить листья к свету; положительный геотропизм корня лучше использовать питательные вещества. Открывание и закрывание цветков в определённые периоды является приспособлением к лучшему опылению и питанию у насекомоядных растений.

В основе ростовых движений неравномерный рост разных сторон органа. Например, при геотропическом изгибе у стебля быстрее растёт нижняя, а у корня верхняя сторона. Эпинастии связаны с разрастанием морфологически верхней, а гипонастии- морфологически нижней стороны.

В 1928г. И.Г. Холодный и Ф. Вент выдвинули гормональную теорию тропизмов. При нормальном освещении и вертикальном положении проростка ауксин из верхушки органа равномерно распределяется в растении, поэтому рост происходит равномерно. При одностороннем освещении ауксин концентрируется на затенённой стороне, она растёт быстрее. При горизонтальном положении проростка ауксин сосредотачивается на нижней стороне, это приводит к преимущественному её росту – стебель изгибается вверх; для корня эти концентрации являются ингибирующими, поэтому корень растёт вниз.

Существуют различные гипотезы, объясняющие первичный механизм восприятия геотропического раздражения. Согласно одной из них, под действием одностороннего влияния силы тяжести в клетках происходит перемещение более тяжёлых частиц, главным образом крахмальных зёрен – амилопластов. Эти частицы – статолиты скапливаются на одной стороне, куда притекают ауксины. Во время голодания крахмальные зёрна исчезают, их так же нет у мутантов кукурузы – геотропическая реакция теряется. У некоторых растений, у которых крахмальных зёрен нет, а геотропическая реакция проявляется, роль статолитов выполняют митохондрии, диктиосомы.

Для восприятия одностороннего освещения должен существовать пигмент. Таким пигментов считают, являются флавопротеиды, т. к. наибольший фототропический эффект вызывает синяя часть спектра. Одностороннее восприятие пигментом света вызывает гиперполяризацию тканей, и как следствие концентрацию ауксинов на затененной стороне.