Що таке і як відбувається фототропізм у рослин?

Ви розмістили своє улюблене рослина на сонячному підвіконні. Незабаром стало помітно, що воно нахилилося до вікна, замість того щоб рости прямо вгору. Що ж змушує рослини рости в сторону?

Що таке фототропізм?

Явище, яке ви спостерігаєте, називається фототропізм. Для кращого розуміння значення цього терміна, зверніть увагу, що префікс «фото» означає «світло», а суфікс «тропізм» означає «поворот». Таким чином, фототропізм – це коли рослини повертаються або згинаються в напрямку світла.

Чому відбувається фототропізм?

Рослинам потрібне світло, щоб забезпечити виробництво своєї енергії. Цей процес називається фотосинтезом. Світло, створюваний сонцем або з інших джерел, разом з водою і двоокисом вуглецю необхідний для виробництва сухарів, які використовуються рослинами в якості енергії. У процесі фотосинтезу, також утворюється кисень, і багато життєві форми на Землі мають потребу в ньому для дихання.

Фототропізм, ймовірно, є механізмом виживання рослин, що дозволяє отримувати якомога більше світла. Коли листя рослин спрямовані до світла, фотосинтез може відбуватися набагато активніше, дозволяючи генерувати більше енергії.

Як раніше вчені пояснили фототропізм?

Ранні думки про причини фототропізму варіювалися серед різних вчених. Теофраст (371 м до н.е.-287 р до н.е.) вважав, що фототропізм викликає зменшення рідини з освітлюваної боку стебла рослини, а пізніше Френсіс Бекон (1561-1626) припустив, що фототропізм викликаний старінням.

Роберт Шаррок (1630-1684) вважав, що рослини згинаються у відповідь на «свіже повітря», а Джон Рей (1628-1705) думав, що рослини схиляються до більш прохолодним температурам ближче до вікна.

Чарльз Дарвін (1809-1882) вирішив провести перші відповідні експерименти по фототропізм. Він припустив, що кривизну викликає речовина, що виробляється в верхівці рослини.

Дарвін експериментував, накриваючи верхівки деяких рослин і залишав інші відкритими. Рослини з накритими верхівками не згиналися до світла. Коли він накрив нижню частину стебел, але залишив відкритим вгору, то рослини рухалися до світла.

Дарвін не знав, яке «речовина» виробляється в верхівках рослин, а також як воно викликає вигин. Проте, Микола Чолодний і Фріц Вент в 1926 році виявили, що високі концентрації цієї речовини переміщаються на затінену сторону стебла рослини, приводячи до його вигину, щоб верхівка рухалася до світла. Точний хімічний склад речовини, визнаного першим ідентифікованим рослинним гормоном, що не був з’ясований до тих пір, поки не був виділений Кеннетом Тіманн (1904-1977), ідентифікувати його як індол-3-оцтова кислота (ІУК) або ауксин.

Як працює фототропізм?

Нинішня думка про механізм фототропізму полягає в наступному. Світло, на довжині хвилі близько 450 нанометрів (синьо-фіолетове світло), висвітлює рослина. Білок, званий фоторецептором, вловлює світло, реагує на нього і викликає відповідь. Група білків фоторецептора синього світла, відповідальних за фототропізм, називається фототропінамі. Неясно, як саме фототропіни сигналізують про рух ауксина, але відомо, що ауксин переміщається на більш темну затінену сторону стебла у відповідь на світловий вплив.

Ауксин стимулює виділення іонів водню в клітинах затіненого боку стебла, що призводить до зниження рН клітин. Зниження рН активує ферменти (звані експансінамі), які викликають набухання клітин і призводять до вигину стебла в напрямку світла.

Цікаві факти про фототропізм

  • Якщо у вас є рослина, що відчуває на вікні фототропізм, спробуйте повернути його в протилежному напрямку, щоб воно було відвернено від світла. Рослині потрібно всього близько восьми годин для повернення до світла.
  • Деякі рослини ростуть від світла, явище, зване негативним фототропізм. Це відбувається через вигину верхніх частин кореня.
  • Настіческіе руху схожі з фототропізм, оскільки також пов’язані з рухом рослини через певного подразника, але вони здійснюються не до світлового стимулу, а в заданому напрямку. 
  • Рух визначається самою рослиною, а не світлом. Прикладом настії є відкриття і закриття листя або квітів через наявність або відсутність світла.
...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Австралопітеки