Mis on geotropism või gravitropism?

The geotropism see on gravitatsiooni mõju taimede liikumisele. Geotropism pärineb sõnadest "geo", mis tähendab maad ja "tropismi", mis tähendab stiimuli tekitatud liikumist (Öpik & Rolfe, 2005).

Sellisel juhul on stiimuliks raskus ja mis liigub on taim. Kuna stiimuliks on gravitatsioon, on see protsess tuntud ka kui gravitropism (Chen, Rosen, & Masson, 1999, Hangarter, 1997).

Paljude aastate jooksul on see nähtus tekitanud teadlaste uudishimu, kes on uurinud, kuidas taoline liikumine toimub.

Paljud uuringud on näidanud, et taime erinevad piirkonnad kasvavad vastassuunas (Chen et al., 1999; Morita, 2010; Toyota & Gilroy, 2013)..

On täheldatud, et gravitatsioonijõud mängib olulist rolli taime osade orientatsioonis: varre ja lehtede poolt moodustatud ülemine osa kasvab ülespoole (negatiivne gravitropism), samas kui alumine tsoon, mille moodustavad juured, kasvab allapoole raskusjõu suunas (positiivne gravitropism) (Hangarter, 1997).

Need gravitatsiooni vahendatud liikumised tagavad, et taimed täidavad oma ülesandeid nõuetekohaselt.

Fotosünteesi läbiviimiseks on ülemine osa suunatud päikesevalgusele ja alumine osa on suunatud maa põhja poole, nii et juured jõuavad selle arenguks vajaliku vee ja toitainetega (Chen et al., 1999 ).

Kuidas geotropism tekib??

Taimed on keskkonnale äärmiselt tundlikud, nad võivad mõjutada nende kasvu sõltuvalt signaalidest, mida nad tajuvad, näiteks: valgus, gravitatsioon, puudutus, toitained ja vesi (Wolverton, Paya, & Toska, 2011).

Geotropism on nähtus, mis esineb kolmel etapil:

1. Tuvastamine: gravitatsiooni tajumist viivad läbi spetsiaalsed rakud, mida nimetatakse statoküstideks.

2. Transduktsioon ja edastamine: füüsiline gravitatsiooni stiimul muundatakse biokeemiliseks signaaliks, mis edastatakse taime teistele rakkudele.

3. Vastus: retsipientrakud kasvavad nii, et tekib kumerus, mis muudab elundi orientatsiooni. Seega kasvavad juured allapoole ja varred ülespoole, sõltumata taime orientatsioonist (Masson et al., 2002, Toyota & Gilroy, 2013).

Joonis 1. Näide taime geotropismist. Pange tähele juurte ja varre orientatsiooni erinevust. Toimetaja: Katherine Briceño.

Geotropism juurtes

Esimest korda uuriti esimest korda palju aastaid tagasi juurte kallutamise nähtust gravitatsiooni suunas. Kuulusas raamatus "Taimede liikumise võimsus"Ütles Charles Darwin, et taimede juured kipuvad kasvama gravitatsiooni suunas (Ge & Chen, 2016).

Gravitatsioon tuvastatakse juure otsa ja see informatsioon edastatakse pikenemisvööndisse, et säilitada kasvu suund.

Kui on raskuse suhtes orientatsiooni muutused, reageerivad rakud oma suuruse muutmisega, nii et juurte ots kasvab jätkuvalt samas gravitatsiooni suunas, mis kujutab endast positiivset geotropismi (Sato, Hijazi, Bennett, Vissenberg ja Swarup , 2017; Wolverton et al., 2011).

Darwin ja Ciesielski näitasid, et juurte otsas oli struktuur, mis oli vajalik geotropismi tekkimiseks, seda struktuuri nimetati "korkiks"..

Nad väitsid, et kork oli vastutav juurte orientatsiooni muutuste tuvastamise suhtes raskusjõu suhtes (Chen et al., 1999).

Hiljem läbiviidud uuringud näitasid, et korgis on erilised rakud, mis settivad raskusjõu suunas, neid rakke nimetatakse.

Statokystid sisaldavad kividega sarnaseid struktuure, neid nimetatakse amüloplastideks, sest nad on tärklisega täis. Tihedalt pakitud amüloplastid asuvad otse juurte otsas (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017, Wolverton et al., 2011).

Hiljutistest uuringutest raku- ja molekulaarbioloogia kohta on paranenud juure geotroopiat reguleeriva mehhanismi mõistmine.

On näidatud, et see protsess nõuab kasvuhormooni, mida nimetatakse auksiiniks, transportimist, nimetatud transport on tuntud kui polaarne auksiini transport (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017)..

Seda kirjeldati 1920. aastatel Cholodny-Went'i mudelis, mis teeb ettepaneku, et kasvukõverused tulenevad auksiinide ebavõrdsest jaotusest (Öpik & Rolfe, 2005).

Geotropism varred

Sarnane mehhanism esineb taimede varssidel, kusjuures nende rakud reageerivad auksiinile erinevalt.

Varrejooksudes soodustab auksiini lokaalse kontsentratsiooni suurenemine rakkude laienemist; vastupidine juure rakkudega (Morita, 2010; Taiz & Zeiger, 2002).

Diferentsiaalne tundlikkus auksiini suhtes aitab selgitada Darwini algset tähelepanekut, et varred ja juured reageerivad gravitatsioonile vastupidisel viisil. Nii juured kui ka varred kogunevad auksiini all raskusjõudu.

Erinevus seisneb selles, et tüvirakud reageerivad juurrakkudele vastupidisel viisil (Chen et al., 1999, Masson et al., 2002).

Juurudes on rakkude laienemine pärsitud alumisest küljest ja tekib kõverus gravitatsiooni suunas (positiivne gravitropism).

Varrastes koguneb ka auksiin alumisele küljele, kuid raku laienemine suureneb ja selle tulemuseks on varre kõverus gravitatsiooni vastases suunas (negatiivne gravitropism) (Hangarter, 1997; Morita, 2010; Zeiger, 2002).

Viited

1. Chen, R., Rosen, E. ja Masson, P. H. (1999). Gravitropism kõrgemates taimedes. Plant Physiology, 120, 343-350.
2. Ge, L., & Chen, R. (2016). Negatiivne gravitropism taimede juurtes. Nature Plants, 155, 17-20.
3. Hangarter, R. P. (1997). Gravitatsioon, valgus ja taimevorm. 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: mudeli uurimine juurest ja tulistatavast gravitropismist (lk 1-24).
5. Morita, M. T. (2010). Suunamõju tundmine gravitropismis. Aasta ülevaade taimede bioloogiast, 61, 705-720.
6. Öpik, H., & Rolfe, S. (2005). Õistaimede füsioloogia. (C. U. Press, toim.) (4. väljaanne).
7. Sato, E.M., Hijazi, H., Bennett, M.J., Vissenberg, K., ja Swarup, R. (2017). Uued teadmised root-gravitroopse signaalimise kohta Journal of Experimental Botany, 66 (8), 2155-2165.
8. Taiz, L. ja Zeiger, E. (2002). Taimefüsioloogia (kolmas väljaanne). Sinauer Associates.
9. Toyota, M., & Gilroy, S. (2013). Gravitropism ja mehaanilised signaalid taimedes. American Journal of Botany, 100 (1), 111-125.
10. Wolverton, C., Paya, A.M., & Toska, J. (2011). Arabidopsis pgm-1 mutandis lahutatakse juurekatte nurk ja gravitroopne vastuse määr. Physiology Plantarum, 141, 373-382.