Mi az a geotropizmus vagy a gravitropizmus?

az geotropismo ez a gravitáció hatása a növények mozgására. A geotropizmus a "geo" szavakból származik, ami földet és "tropizmust" jelent, ami az inger által kiváltott mozgást jelenti (Öpik & Rolfe, 2005).

Ebben az esetben az inger a gravitáció, és mi mozog a növény. Mivel az inger gravitáció, ez a folyamat gravitropizmus néven is ismert (Chen, Rosen és Masson, 1999, Hangarter, 1997).

Sok éven át ez a jelenség felkeltette a tudósok kíváncsiságát, akik azt vizsgálták, hogy ez a mozgás hogyan következik be a növényekben.

Számos tanulmány kimutatta, hogy a növény különböző területei ellentétes irányban nőnek (Chen et al., 1999; Morita, 2010; Toyota & Gilroy, 2013)..

Megfigyelték, hogy a gravitációs erő alapvető szerepet játszik a növény részeinek orientációjában: a szár és a levelek által képződött felső rész felfelé nő (negatív gravitropizmus), míg az alsó zóna, melyet a \ t gyökerek, lefelé nő a gravitációs irányban (pozitív gravitropizmus) (Hangarter, 1997).

Ezek a gravitáció által közvetített mozgások biztosítják a növények megfelelő működését.

A felső rész a napfény felé irányul, hogy fotoszintézist végezzen, és az alsó rész a föld aljára irányul, így a gyökerek elérhetik a fejlődéséhez szükséges vizet és tápanyagokat (Chen et al., 1999). ).

Hogyan fordul elő a geotropizmus??

A növények rendkívül érzékenyek a környezetre, befolyásolhatják növekedésüket az érzékelt jelektől függően, például: fény, gravitáció, érintés, tápanyagok és víz (Wolverton, Paya, & Toska, 2011).

A geotropizmus olyan jelenség, amely három fázisban fordul elő:

1. érzékelés: a gravitáció észlelését a statocisztáknak nevezett speciális sejtek végzik.

2. Átvitel és átvitel: a gravitáció fizikai ingerét biokémiai jelvé alakítják át, amelyet a növény más sejtjeihez továbbítanak.

3. válasz: a fogadó sejtek oly módon fejlődnek, hogy görbület keletkezik, amely megváltoztatja a szerv tájolását. Így a gyökerek lefelé nőnek és a szárak felfelé, függetlenül a növény tájolásától (Masson et al., 2002, Toyota & Gilroy, 2013).

1. ábra: Példa a növény geotropizmusára. Vegye figyelembe a gyökerek és a szár irányultságának különbségét. Szerkesztette: Katherine Briceño.

Geotropizmus a gyökerekben

A gyökérnek a gravitáció irányába történő dőlésének jelenségét először sok évvel ezelőtt vizsgálták. A híres könyvben "A növények mozgásának ereje- jelentette ki Charles Darwin, hogy a növények gyökerei hajlamosak a gravitáció felé (Ge & Chen, 2016).

A gyökér csúcsán a gravitációt észlelik, és ezt az információt továbbítják a nyúlási zónába, hogy fenntartsák a növekedés irányát.

Ha a gravitációs területhez viszonyított orientáció változik, a sejtek méretük megváltoztatásával reagálnak, úgyhogy a gyökér csúcsa ugyanabban a gravitációs irányban növekszik, amely pozitív geotropizmust mutat (Sato, Hijazi, Bennett, Vissenberg és Swarup , 2017; Wolverton et al., 2011).

Darwin és Ciesielski kimutatták, hogy a gyökerek csúcsán olyan struktúra volt, amely szükséges volt a geotropizmus előfordulásához..

Azt állították, hogy a sapka felelős a gyökerek orientációjának változásainak észleléséért a gravitációs erő tekintetében (Chen és mtsai, 1999).

Későbbi vizsgálatok azt mutatták, hogy a kupakban vannak olyan speciális sejtek, amelyek a gravitációs irányban ülednek, ezeket a sejteket statocisztáknak nevezik..

A statokiszták a kövekhez hasonló szerkezeteket tartalmaznak, amiloplasztoknak nevezik őket, mert ezek tele vannak keményítővel. A sűrűn csomagolt amiloplasztok közvetlenül a gyökerek csúcsán helyezkednek el (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017, Wolverton et al., 2011).

A celluláris és molekuláris biológia legutóbbi tanulmányaiból a gyökér geotrópiát szabályozó mechanizmus megértése javult.

Kimutatták, hogy ez az eljárás auxin nevű növekedési hormon szállítását igényli, az említett transzport poláris auxin transzportként ismert (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017)..

Ezt az 1920-as években írta le a Cholodny-Went modellben, amely azt javasolja, hogy a növekedési görbék az auxinok egyenlőtlen eloszlásának köszönhetőek (Öpik és Rolfe, 2005)..

Geotropizmus a szárakban

Hasonló mechanizmus fordul elő a növények szárán, azzal a különbséggel, hogy a sejtjeik másképp reagálnak az auxinra.

A szárak hajtásaiban az auxin helyi koncentrációjának növekedése elősegíti a sejtek expanzióját; ellentétes a gyökér sejtjeivel (Morita, 2010; Taiz és Zeiger, 2002).

Az auxinnal szembeni differenciális érzékenység segít megmagyarázni Darwin eredeti megfigyelését, miszerint a szárak és a gyökerek ellentétes módon reagálnak a gravitációra. Mind a gyökerekben, mind a szárakban az auxin a gravitáció felé halmozódik fel az alsó oldalon.

A különbség az, hogy az őssejtek ellentétes módon reagálnak a gyökér sejtekre (Chen és munkatársai, 1999, Masson és mtsai., 2002)..

A gyökerekben a sejtek expanziója gátolódik az alsó oldalon, és a gravitációs görbület keletkezik (pozitív gravitropizmus)..

A szárakban az auxin az alsó oldalon is felhalmozódik, azonban a sejtbővülés növekszik, és a szár ellenkező irányába görbülését eredményezi (negatív gravitropizmus) (Hangarter, 1997; Morita, 2010; Zeiger, 2002).

referenciák

1. Chen, R., Rosen, E. és Masson, P. H. (1999). Gravitropizmus a magasabb növényekben. Plant Physiology, 120, 343-350.
2. Ge, L. és Chen, R. (2016). Negatív gravitropizmus növényi gyökerekben. Nature Plants, 155, 17-20.
3. Hangarter, R. P. (1997). Gravitáció, fény és növényi forma. Plant, Cell and Environment, 20, 796-800.
4. Masson, P. H., Tasaka, M., Morita, M., Guan, C., Chen, R., Masson, P.H., ... Chen, R. (2002). Arabidopsis thaliana: Modell a gyökér- és lövöldözés vizsgálatához (1-24. O.).
5. Morita, M. T. (2010). Irányított gravitáció érzékelése a gravitropizmusban. A növényi biológia éves áttekintése, 61, 705-720.
6. Öpik, H. és Rolfe, S. (2005). A virágzó növények élettana. (C. U. Press, szerk.) (4. kiadás).
7. Sato, E.M., Hijazi, H., Bennett, M.J., Vissenberg, K. és Swarup, R. (2017). Új betekintés a gyökér gravitropikus jelzésbe. Journal of Experimental Botany, 66 (8), 2155-2165.
8. Taiz, L. és Zeiger, E. (2002). Növényi élettan (3. kiadás). Sinauer Associates.
9. Toyota, M., és Gilroy, S. (2013). Gravitropizmus és mechanikus jelzés a növényekben. American Journal of Botany, 100 (1), 111-125.
10. Wolverton, C., Paya, A.M. és Toska, J. (2011). Az Arabidopsis pgm-1 mutánsban a gyökérsapka és a gravitropikus válaszarány lekapcsolódik. Physiology Plantarum, 141, 373-382.