Ruch roślin

Z tropizmu nazywa się botaniką , kiedy roślina do stymulacyjnych reaguje z ruchu. Ruchy roślin pomagają poszczególnym roślinom jak najlepiej wykorzystać siedlisko lub je rozwinąć lub uniknąć niebezpieczeństw. Ruchami roślin mogą być taksówki , nastia , tropizmy lub ruchy autonomiczne .

Bodźce

Ruchy roślin są wyzwalane przez bodźce. Większość bodźców ma miejsce w sąsiedztwie rośliny i indukuje procesy w roślinie. Istnieją jednak również bodźce autonomiczne lub endogenne, które powstają wewnątrz rośliny i wciąż są mało znane.

Absorpcja bodźców

Rośliny otrzymują bodźce od odpowiednich odbiorców, m.in. B. pigment reagujący na pewien zakres długości fal światła. Bodziec prowadzi do różnych reakcji u roślin. Niektóre komórki roślinne budują potencjały czynnościowe , w innych bodziec rozpoczyna lub hamuje reakcję chemiczną lub sekwencję reakcji. We wszystkich przypadkach bodziec jest tylko sygnałem wyzwalającym , a nie podłożem lub źródłem energii.

Siła bodźca i czas prezentacji

Aby bodziec odniósł skutek, musi przekroczyć próg bodźca , przy czym bodziec stały ma działanie ogłupiające. Minimalny czas działania bodźca w celu wywołania reakcji nazywany jest czasem prezentacji. Powodzenie bodźca zależy zatem zarówno od siły bodźca, jak i czasu trwania. Im większa siła bodźca, tym krótszy może być czas prezentacji. Jest to zdefiniowane w prawie ilości bodźca: R = I × t , gdzie R oznacza powodzenie bodźca, I siłę bodźca, t czas trwania bodźca. Ma to zastosowanie tylko w pobliżu progu bodźca i nie ma wpływu na wielkości bodźca znacznie powyżej wartości progowej.

Reakcje typu wszystko albo nic

W niektórych reakcjach siła reakcji zależy od siły bodźca. Jeśli siła reakcji jest zawsze taka sama, niezależnie od tego, jak bardzo przekroczony zostanie próg bodźca, mówi się o reakcji typu „ wszystko albo nic” .

Taksówki

Taksówki są swobodnymi ruchami lokalnymi, które są determinowane przez czynnik zewnętrzny. W królestwie roślin są one możliwe tylko w jednokomórkowych organizmach wiciowców lub ameboidalnych , w koloniach mobilnych oraz w jednokomórkowych stadiach rozwojowych form bardziej zorganizowanych ( mejospory , zoospory , gamety ).

Pozytywne taksówki służą odpowiednim formom życia do orientacji w optymalnych warunkach. Organizmy fotosyntetycznie aktywne dążą do uzyskania na podłoże organizmów lekkich, heterotroficznych lub miksotroficznych . Wiele z tych ruchów to zatem foto- lub chemotaksja . Aby zapobiec krzywdzie, istnieją również negatywne taksówki, które oddalają się od bodźca. Bodźcami tymi są np. wysokie natężenia promieniowania lub stężenia toksycznych substancji chemicznych .

Jeśli organizm porusza się specyficznie w kierunku źródła bodźca, jest to topo- lub strofotaksja. Jeśli ruch odbywa się w kierunku przeciwnym do bodźca, jest to kwestia fobotaksji lub reakcji fobicznej.

Chemotaksja

W niektórych roślinach gamety specyficznie szukają partnera seksualnego przez chemotaksję, z z. Czasami działają bardzo specyficzne atraktanty ( feromony ). Kierunek ruchu jest określony przez lokalny (reakcja miejscowa) lub czasowy (reakcja fobiczna) gradient stężenia .

Fototaksówka

Zwłaszcza organizmy fotosyntetycznie aktywne, fototaksja pomaga w poszukiwaniu optymalnego natężenia światła . Fototaksja może być również miejscowa lub fobiczna. Ukierunkowane podejście lub usunięcie ze źródła światła (topofototaksja) zakłada, że ​​można dostrzec zmiany intensywności w czasie i różne poziomy ekspozycji boków (dopóki rośliny Euglena i Chlamydomonas były nadal zawarte w roślinach, dały dobre przykłady z tego, są w stanie dostrzec kierunek światła przez plamkę oczną ).

Magnetotaksja

Magnetotaksja znana jest z pojedynczych pierwotniaków roślinnych.

Więcej taksówek

  • Hydro-, higro-, kserotaksja: reakcja na różnice w wilgotności (suchość)
  • Barytaksja: reakcja wywołana uciskiem
    • Geotaksja lub Gravitaxis: reakcja na grawitację
    • Reotaksja: reakcja wywołana przepływającą wodą
    • Tigmo-, haptotaksja: reakcja na bodźce dotykowe
      • Stereotaksja: reakcja na sztywne bodźce dotykowe
  • Termotaksja: reakcja na zmiany temperatury
  • Elektryczne, galwanotaksja : reakcja na bodźce elektryczne
  • Tono-, Osmotaksja: reakcja na zmiany ciśnienia osmotycznego otaczającego płynu
  • Taksówki samochodowe: samoregulacja

Nastia i tropizmy

Rośliny przywiązane do jednego miejsca wykonują różne ruchy swoimi organami . Rozróżnia się nastia i tropizmy . W większości przypadków łatwo jest odróżnić ruchy poszczególnych organów, ale są też formy mieszane dla niektórych ruchów roślin.

Paskudy

Z Nastien , krzywizna ruch stosuje się, gdy kierunek przepływu zależy od konstrukcji organu ruchomego. Kierunek, z którego dochodzi do bodźca, nie jest więc decydujący. Bodziec służy jedynie jako sygnał do stałego ruchu. Nastia pojawiają się stosunkowo szybko i mogą być odwracalne. Często nastia opiera się na zmianach turgoru . W przypadku niektórych nastii zaangażowane są również mniej lub bardziej silne ruchy wzrostowe.

Czyste paskudztwa to z. B. ruchy szparkowych komórek Lock, które są przeważnie photonastic i hydronastic. Są jednak również wrażliwe termonastycznie. Wiele nastii to ruchy turgorowe .

Przegląd różnych nastii

Przykłady paskudnych:

  • Sejsmonastia lub tigmonastia: reakcja na wibracje lub kontakt ( mimoza , muchołówka , niektóre wąsy)
  • Chemonastia: reakcja na bodźce chemiczne , składniki odżywcze (grzbietowo-brzuszne macki brzeżne rosiczki )
    • Aeronasty: reakcje ruchowe na tlen
  • Termonastia: reakcja na ciepło ; Różnica temperatur (otwieranie / zamykanie np. krokusów lub kwiatów tulipanów )
  • Fotonastia: reakcja na światło ; Intensywność światła (zamykanie i otwieranie kwiatów o różnym natężeniu światła)
  • Nyctinastia: autonomiczna zmiana położenia organów roślinnych zbiegająca się z rytmem dnia i nocy, spowodowana głównie bodźcami świetlnymi i temperaturowymi
    • Autonyktynastia (autonyktytropowa): Ruch podczas snu zawsze przebiega w ten sam sposób, niezależnie od pozycji
    • Gravi-, geonyktynastia (gravi-, geonyktytropowa): Nyctinastia występuje tylko z grawitacją
  • Stomatologia: otwieranie i zamykanie aparatów szparkowych regulowane przez ruchy komórek ochronnych
  • Sejsmonastia: reakcje ruchowe na bodźce szokowe
  • Tigmo-, haptonastia: reakcja ruchowa wywołana bodźcem dotykowym
  • Atonastia urazu: ruch bezkierunkowy wywołany urazem
  • Hydro-, higro-, kseronastia: Ruch wywołany zmianą wilgotności (powietrza) (suchość)
  • Psychronastia: reakcja ruchowa spowodowana ochłodzeniem
  • Hiponastia: ruch krzywizny spowodowany zwiększonym wzrostem dolnej (odosiowej) strony w porównaniu z górną stroną (adaksjalną) części rośliny
  • Epinastia : ruch krzywizny spowodowany zwiększonym wzrostem górnej strony (adaksjalnej) w porównaniu z dolną stroną (adaksjalną) części rośliny
  • Paranastia: Nastyczna krzywizna organu roślinnego, która nie jest spowodowana zwiększoną długością górnej lub dolnej strony (epinastia, hiponastia), ale raczej bocznym bokiem.
  • Dyplonastia: Ta forma ekscentrycznego wzrostu grubości szczebli, w której wzrost grubości jest promowany na dwóch przeciwległych bokach.
  • Autonieprzyjemność: Po poprzedniej nieprzyjemności powrót do pozycji wyjściowej niezależnie od bodźców czy czynników zewnętrznych. Przy całkowitej stałości warunków zewnętrznych wygasających nastia, z. B. wiele ruchów rozkładających.
  • Aitionastie: to wszystkie formy nastii, które są spowodowane zmianą warunków zewnętrznych wpływających na roślinę.

Bodziec prowadzący do nastii jest również przekazywany wewnątrz rośliny, dzięki czemu m.in. B. w przypadku mimozy reagują również liście sąsiednie. Dzieje się to z jednej strony za pośrednictwem chemicznych substancji przekaźnikowych, z drugiej zaś za pośrednictwem impulsów elektrycznych.

Termonasty

Otwieranie i zamykanie płatków to ruch termonastyczny w stokrotce .

Ruchy otwierania i zamykania niektórych kwiatów są przykładem termonastii. Tak jest na przykład w przypadku tulipanów , krokusów i stokrotek . Wierzchołek płatków tych roślin ma wyższą optymalną temperaturę niż spód. Wpływa to na wzrost boków, to znaczy wraz ze wzrostem temperatury górna część płatków rośnie szybciej niż spód. To otwiera kwiat. Proces ten powtarza się w kółko, co prowadzi do wielokrotnego otwierania i zamykania. Ponieważ ruchy te zależą od wzrostu płatków, płatki tulipana wydłużają się o 7% podczas ruchu termonastycznego i o ponad 100% podczas całego cyklu kwitnienia.

Występują również termonastyczne łodygi kwiatowe (np. szczawik ) i wąsy. Z drugiej strony liście rzadko są aktywne termonastycznie, ale niektóre rośliny, których kąty liści są wyposażone w „stawy” (np. mimoza) wykonują termonastyczne ruchy turgorowe.

Fotonasty

Wiele rodzajów goryczki, jak na przykład goryczka wiosenna , zamyka kwiaty przy niewielkim spadku światła.

Istnieje również duża liczba roślin, których kwiaty wykonują ruchy fotonastyczne. W przypadku wrażliwych roślin (np. niektóre rodzaje goryczki ) nawet krótki spadek światła spowodowany chmurą wystarczy do zamknięcia kwiatów. Efekt jest odwrotny w przypadku roślin kwitnących w nocy (np. kiwająca mucha ).

Liście niektórych roślin również reagują fotonastycznie. Niektóre z nich (np. niektóre wiosenne zioła ) obniżają liście w ciemności, przyspieszając wzrost górnej części liści. W pełni wyrośnięte liście mogą jedynie reagować fotonastycznie na zmiany turgoru (np. „stawy” mimozy). Obejmuje to również najważniejsze ruchy fotonastyczne, ruchy aparatów szparkowych . Szerokość otwarcia aparatów szparkowych jest kontrolowana nie tylko przez intensywność i jakość światła, ale także stężenie CO 2 (chemonastia) oraz fitohormony auksyny i kwasu abscysynowego .

Chemonastia

Ruch aparatów szparkowych został już wspomniany jako reakcja częściowo chemonastyczna. Innym przykładem są grzbietowo-brzuszne macki brzeżne liścia owadożernego rodzaju rosiczki . Podczas gdy macki środkowe są zbudowane promieniście i wykazują chemotropizm , macki krawędziowe są w stanie wygiąć się nastycznie w kierunku środka liścia pod wpływem stymulacji. Bodziec chemiczny emanujący z ofiary jest silniejszy niż bodziec thigmiczny dotykowy ( thigmonastia ). Za pomocą receptorów białkowych roślina rozpoznaje cząsteczki białka uwalniane przez ofiarę. Macki krawędziowe mogą być również stymulowane przez inne macki w środku liścia poprzez przewodnictwo. Nawet wtedy wyginają się, co nie jest ruchem nastycznym, lecz tropistycznym w kierunku źródła bodźca.

Sejsmonastia

Wstrząs powoduje zmianę turgoru w stawach liściowych mimozy, a tym samym sejsmonastię.

Sejsmonastie następują po wstrząsach. Może to m.in. Czasami bardzo szybkie ruchy, które są osiągane nie przez wzrost, ale przez zmiany turgorowe. Kierunek ruchu jest określony przez strukturę reagujących części. Sejsmonastie to w większości reakcje typu „ wszystko albo nic” , przy czym zwykle wystarcza szok spowodowany kroplą deszczu lub podmuchem wiatru.

Najbardziej znanym przykładem sejsmonastii są ruchy liści mimozy , których liście po wstrząśnięciu najpierw składają listki, następnie zbliżają się poszczególne listki, a na końcu składa się ogonek liściowy. Reakcja ta może być również wywołana przez inne bodźce (m.in. uraz, ciepło), ale w naturze najczęściej drgania wywołują wędrujące zwierzęta. Jeśli podrażnienie jest poważne, reakcja może przejść na inne części rośliny, które nie zostały bezpośrednio dotknięte.

Organy kwiatowe wielu roślin są również aktywne sejsmonastycznie. B. pręciki berberysu , które podrażnione są zagięte do wewnątrz.

Thigmonastia

Te macki na Bryony wiją thigmonastisch zapewnienie wsparcia.

Tigmonastia (haptonastia) występuje jako reakcja na bodziec dotykowy (bodźce tigmiczne). Efekt ten można wyraźnie zaobserwować w wąsach mszaków . W tych wąsach można rozróżnić górną i dolną stronę , w zależności od morfogenezy . W młodości wąsy zwijają się jak spirala, następnie rozciągają się i zaczynają krążyć ( nutacja ). Wąsy reagują na podrażnienie górnej lub dolnej części, ale zawsze zakrzywiają się w kierunku dołu z powodu zwiększonego wzrostu na górze ( kontrolowane przez auksynę ). Pierwszą reakcją na bodziec jest jednak początkowo utrata turgoru na boku, który staje się wklęsły, i wzrost turgoru po przeciwnej stronie. Ponadto zwiększa się plastyczność ścianek dzięki auksynie . Jeśli wspornik został uchwycony, koniec wąsów owija go kilka razy. W środku wąsów tworzą się również loki z powodu zwiększonego wzrostu na górze, co przyciąga roślinę do podparcia. Aby uniknąć przerw, zakręty te mają jeden lub więcej punktów zwrotnych między zakrętami w lewo i w prawo. Fakt, że zachodzą również zmiany w miejscach, które nie były bezpośrednio stymulowane, świadczy o tym, że pobudzenie jest również przekazywane w tigmonastii.

Bodziec, który prowadzi do skręcenia tych wąsów, musi spełniać specjalne wymagania. Nie może być jednolita i gładka, to znaczy, że gładki pręt, który jest dociskany do wąsów z równomiernym naciskiem, nie będzie się wokół niego owijał. Wymagana jest czasowa i przestrzenna zmiana ciśnienia.

Tropizmy

W tropizmach ( starożytnej grece τροπή tropé , niem. zwrot ) reakcje kierunku bodźca , bodziec determinuje właściwości ruchowe (kolejność, orientacja) reakcji narządu roślinnego . Jeśli narząd zwraca się w kierunku bodźca, jest to tropizm pozytywny (pro, anatropizm) - jeśli się odwraca, to tropizm negatywny (apotropizm). Jeśli narząd jest zorientowany pod pewnym kątem do kierunku stymulacji, tropizm nazywamy plagiotropowym ( np. gałęzie boczne), pod kątem 90° dia- , homotropowym lub poprzecznym tropizmem i orto- , równoległotropem, gdy rośnie prawie pionowo w górę lub w dół , klinotropowy, jeśli ustawienie jest ustawione pod kątem skośnym, podczas gdy kataklinotropowe oznacza tutaj ujemny klinotropizm. Jak nazywa się ageotrop, wzrost, który nie jest zgodny z siłą grawitacji.

Tropizmy zachodzą stosunkowo wolno i oznaczają dla rośliny długotrwałe zmiany, gdyż są to głównie procesy wzrostu. Ponieważ skrzywienie następuje poprzez jednostronny wzrost wydłużenia, pędy z długimi strefami wzrostu wyginają się dużym promieniem, a korzenie z krótkimi strefami wzrostu zakrzywiają się małym promieniem. Przy dodatniej krzywiźnie występuje zwiększony wzrost po stronie odwróconej od bodźca podczas wzrostu wyprostu. Dotyczy to nie tylko roślin wyższych, ale także niektórych systemów jednokomórkowych. Jednakże, jeśli mają one wyraźny wzrost wierzchołka zamiast wydłużenia, bodziec może zahamować wzrost wierzchołka i zainicjować nowy wierzchołek bocznie skierowany w stronę bodźca , tak że strona zwrócona w stronę bodźca rośnie silniej.

Przegląd różnych tropizmów

  • Fototropizm: reakcja na światło (pozytywna: pędy; negatywna: korzenie; diafototropowa: liście)
  • Skototropizm: narastanie w kierunku ciemności, reakcja na cień (liany)
  • Heliotropizm : reakcja na bieg słońca
  • Barytropizm: ruch wzrostowy ukierunkowany na bodziec ciśnieniowy
  • Grawitropizm (dawniej także geotropizm): reakcja na grawitację (korzenie, banany)
  • Reotropizm (Stromwendigkeit): właściwość rosnących części roślin polegająca na przyjmowaniu określonego kierunku płynącej cieczy
  • Tigmo-, pieso-, haptotropizm: reakcja na dotyk (niektóre wąsy)
  • Stereotropizm: reakcja na kontakt z ciałem stałym lub szorstką powierzchnią; sztywne bodźce kontaktowe
  • Mechanotropizm: reakcja na siły mechaniczne (wiatr, siły śniegu)
  • Anemotropizm (zwrotność wiatru): orientacja w odpowiedzi na prąd powietrza, wiatr
  • Chemotropizm: reakcja na bodźce chemiczne , składniki odżywcze (korzenie)
  • Trofotropizm: określony przez podaż składników odżywczych
  • Oksytropizm: reakcja wywołana kwasami
  • Alk (c) aliotropizm: w reakcji na substancje alkaliczne
  • Aerotropizm: Wzrost w kierunku lub od regionu o wyższym poziomie tlenu.
  • Saccharochemotropizm: wzrost spowodowany przez cukier
  • Chemotropizm białek: wzrost spowodowany przez białka
  • Hydro-, higro-, kserotropizm: reakcja na wilgoć (z powietrza), suchość (wątrobowce; korzenie)
  • Termotropizm: reakcja na ciepło
  • Autotropizm: Tendencja organów roślinnych do wzrostu w pozycji równowagi (właściwy kierunek), jeśli nie mają na nią wpływu bodźce zewnętrzne (samoorganizacja).
    • Autoortotropowy: rośnie krzywo
    • Autoskoliotrop: Rosnące prosto
  • Aitiotropizmy: tropizmy spowodowane bodźcami zewnętrznymi w przeciwieństwie do autropizmu
  • Somatotropizm: bezpośredni wpływ podłoża na wzrost
  • Galwano- lub elektrotropizm: reakcje na bodźce elektryczne
  • Magnetotropisums: Wpływ pola elektromagnetycznego na wzrost
  • Traumatropizm: zmiana wzrostu spowodowana urazem
  • Tono-, osmotropizm: reakcja na zmiany ciśnienia osmotycznego otaczającego płynu
  • Kamptotropizm: Krzywizna, która została spowodowana, pojawia się w tym samym kierunku również w innym punkcie; indukcja geotropowa .

Fototropizm

Łodyga szałwii skierowana pierwotnie w dół po przesadzeniu wygina się w górę w kształcie litery U w wyniku fototropizmu
Odcięta i umieszczona w wodzie łodyga szałwii ponownie prostuje się w wyniku fototropizmu; jednocześnie powierzchnie liści są mniej więcej prostopadłe do padania światła (czas rzeczywisty 13 godzin)
Kwiaty talerza ściennego są początkowo fototroficzne dodatnie, po zapłodnieniu fototroficzne ujemne.

Fototropizm (znany również jako obracanie światła ) powoduje, że przy jednostronnym naświetleniu prawie wszystkie nadziemne pnie i gałęzie zwracają się do światła i rosną dalej w kierunku, z którego padają promienie. Jednocześnie powierzchnie liści są często mniej więcej prostopadłe do padania światła.

Pozytywne narządy fotochromowe zwracają się do światła , zwłaszcza dla optymalnej fotosyntezy. Pozytywne fototropowe są z. B. głównie osie pędów i wiele ogonków. Jednak przy negatywnym fototropizmie narządy się odwracają. B. przylegające korzenie bluszczu , hipokotyl kiełkującej jemioły i korzonki niektórych roślin oraz liście sałaty . Większość korzeni nie jest jednak pod wpływem światła, więc są one afototropowe . Gałęzie boczne często wykazują plagiofototropizm, podczas gdy blaszki liściowe najczęściej wykazują nawet fototropizm poprzeczny, tj. Oznacza to, że są one ustawione pod kątem 90 ° do padającego światła.

Niektóre narządy mogą z czasem przełączać się między pozytywnym a negatywnym fototropizmem. Kwiaty talerza ściennego początkowo zwracają się do światła, ale po zapłodnieniu odwracają się od światła, aby dotrzeć do odpowiedniego miejsca do kiełkowania nasion. Te nasiona rozprzestrzeniać za pośrednictwem samej rośliny ( autochory ).

Decydującym czynnikiem percepcji nie jest kierunek padania światła, ale różnica w jasności pomiędzy stroną światła i cienia. Odpowiedzialne fotoreceptory nie znajdują się w komórkach zaangażowanych w krzywiznę ; zamiast tego bodźce są przekazywane z receptorów do głębszych komórek przez fitohormony (zwłaszcza auksyny ).

Skototropizm

Skototropizm oznacza wzrost w kierunku cienia, w kierunku ciemności. Stwierdzono to głównie w lianach (np. liście okienne ), które w ten sposób znajdują swoje drzewo podporowe. Po dojściu do drzewa podporowego skototropizm zmienia się w pozytywny fototropizm. Skototropizmu nie należy utożsamiać z fototropizmem negatywnym, gdyż zwrócenie się w stronę najciemniejszego sektora nie oznacza odwrócenia się od światła.

Grawitropizm

Geotropizm jest częściowo geotropizm (niemiecki również Erdwendigkeit nazywa). Rośliny grawitropowe są w stanie doprowadzić swoje organy poprzez krzywiznę wzrostu w określonym kierunku do przyspieszenia grawitacji . Umożliwia to z. B. Rośliny na zboczu, aby przyjąć wyprostowaną postawę. W związku z tym narządy poruszające się w kierunku środka ziemi (np. korzenie główne) są narządami grawitropowymi dodatnimi, natomiast organy grawitropowe ujemne oddalają się od niej. Natomiast poprzeczny lub plagiotropizm, zwany także plagiograwitropizmem, występuje w korzeniach bocznych pierwszego rzędu, tj. Oznacza to , że rosną poziomo lub pod pewnym kątem w dół, podczas gdy korzenie boczne drugiego rzędu są zwykle niewrażliwe grawitropowo, czyli agrawitropowe .

Pąki maku zmieniają się z dodatniego grawitropizmu na ujemny.

Podobnie jak w przypadku fototropizmu, grawitropizm może również występować naprzemiennie między tropizmem dodatnim, ujemnym i poprzecznym w narządzie. Na przykład pąki maku są dodatnie grawitropowe i dopiero gdy kwitną, stają się ujemne grawitropowe.

W reakcjach grawitropowych, podobnie jak w reakcjach fototropowych, krzywiznę uzyskuje się przez różny wzrost dwóch połówek narządu. Zmiana zachodzi w głównych strefach wzrostu, dzięki czemu w pełni wyrośnięte narządy mogą być stymulowane do ponownego wzrostu. Kiedy pęd umieszczony poziomo jest wygięty, często najpierw prowadzi to do przegięcia, tj. Oznacza to, że pęd wygina się zbyt daleko, przez co następuje wygięcie do tyłu w celu osiągnięcia optymalnej pozycji.

Czas prezentacji w grawitropizmie może być bardzo krótki, m.in. B. dwie minuty przy sakiewce pasterza . Można to zmierzyć jedynie poprzez usunięcie efektu grawitacji z rośliny po bodźcu (np. przez przekręcenie klinostatu ). Czas reakcji może wynosić od kilku minut (np. koleoptyl owsa) do kilku godzin (np. Grasnodi ). Rośliny również dostrzegają małe i krótkie zmiany w swojej pozycji, ale reagują skrzywieniem tylko wtedy, gdy silny bodziec działał na nie przez dłuższy czas. Percepcja bodźców grawitacyjnych odbywa się w korzeniach, aw przypadku koleoptyli w wierzchołkach, natomiast w pędach w strefach rozrostu wszystkich jeszcze rosnących międzywęźli. Percepcja wiąże się z przemieszczeniem statolitów w cytoplazmie niektórych komórek ( statocytów ). W szczególności amyloplasty są kwestionowane jako statolity .

Chemotropizm

Sadzonki jedwabiu są chemotropowo przyciągane do roślin żywicielskich.

Jeżeli substancje chemiczne są nierównomiernie obecne w roztworze lub w postaci gazowej w sąsiedztwie rośliny , roślina może reagować chemotropowo na podstawie gradientu stężenia tej substancji. Substancje działające chemotropowo są często atrakcyjne w niskich stężeniach (chemotropowe dodatnie) i odpychające w stężeniach wysokich (chemotropowe ujemne).

Chemotropizm odgrywa mniejszą rolę w kiełkach roślin wyższych. Przykładem tego są sadzonki diabelskiego sznurka , które również poruszają się konkretnie w kierunku transpirujących roślin żywicielskich.

Korzenie mogą również reagować chemotropowo. B. po aerotropizmie ( O 2 jako bodziec) lub hydrotropizmie (wilgoć jako bodziec). W przypadku korzeni hydrotropowych wydłużenie komórek jest hamowane po wilgotnej stronie korzenia, dzięki czemu korzeń zakrzywia się w kierunku wilgoci. Korzenie aerotropowe wyszukują warstwy gleby bogate w tlen, aby zapewnić im oddychanie .

Kłączami z mchu i paproci prothallia również reagować hydrotropically. Plechy z wątrobowców reakcji poprzecznie hydrotropically i położyć tak wilgotną powierzchnię.

Chemotropizm w liściach był wykazywany stosunkowo rzadko. Jednym z przykładów są jednak centralne macki liści rosiczki. Jak w przypadku wszystkich chemotropizmów, za ruchy odpowiedzialne są procesy wzrostu, częstotliwość skrzywienia liści i skrzywienia do tyłu jest ograniczona. Jednak różne nastie są również zaangażowane w ruch liści rosy.

Rozróżnienie między paskudnym a tropizmem

Ruchy liścia słonecznego są mieszanką nastia i tropizm.

Mogą wystąpić trudności w rozróżnieniu między typami reakcji nastycznych i tropikalnych. Takie znajduje się z. B. w wąsach . W przypadku niektórych wąsów można rozróżnić górną i dolną stronę , w zależności od morfogenezy . Jeśli ta sama strona zawsze reaguje wzrostem, bez względu na to, która strona była stymulowana, to jest to tigmonastia (np. bryony ). Jeśli nie da się odróżnić góry od dołu, a podrażniona strona zawsze reaguje, to jest to kwestia tigmotropii (np. kolorowy Klimme ).

Często zdarzają się również ruchy organów roślinnych, które stanowią mieszankę paskudnego i tropizmu. Ruchy liścia słonecznego są na przykład mieszanką chemotropizmu macek centralnych oraz chemo- i tigmonastii macek brzeżnych. Z drugiej strony, macki krawędziowe mogą być również pobudzane do ruchu przez podrażnioną macką środkową poprzez przewodzenie wzbudzenia, co jest wówczas również tropizmem.

Ruchy autonomiczne

Ruchy endogenne, czyli ruchy niekontrolowane przez czynniki zewnętrzne, określane są jako autonomiczne. Te mechanizmy ruchu można podzielić na mechanizmy pasywne i aktywne.

Mechanizmy aktywne

Kiedy ogórek dojrzewa , cała zawartość wyrzucana jest do 12 metrów.

W aktywne mechanizmy zaangażowane są procesy zależne od metabolizmu. Mogą to być skurcze białek fibrylarnych (ruch wywołany przez wici ), jednostronna promocja lub zahamowanie wzrostu lub lokalny niższy lub wyższy turgor .

Nutacja jest przykładem aktywnego ruchu autonomicznego . Sadzonki, młode wąsy, a przede wszystkim powój wykonują ruchy okrężne, wspierając wzrost z jednej strony. Większość roślin porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara (patrząc z góry) - ale są wyjątki, takie jak: B. w chmielu ; niektóre rośliny zmieniają nawet kierunek wiatru.

Innym aktywnym ruchem autonomicznym są ruchy spowodowane zmianami turgoru. Liście koniczyny łąkowej są poruszane w górę iw dół przez zmiany turgoru w stawach liściowych w celu zwiększenia tempa transpiracji . Ruchy podczas snu wielu liści strączkowych można również przypisać zmianom turgoru. Są to mechanizmy odwracalne. Istnieją jednak również zmiany turgoru, które prowadzą do nieodwracalnych ruchów wirowania lub rozpryskiwania. Ruchy procy są spowodowane napięciem tkanek . Tutaj tkanka rozszerza się wbrew oporowi ze względu na wzrost turgoru, aż do przekroczenia pewnej wartości granicznej, tak że narząd rozdziera się wzdłuż wcześniej uformowanych pęknięć. To jest np. B. przypadek ze ściankami owoców wiosennych ziół . Wiosenne zioła wyrzucają nasiona kilka metrów dalej. Ogórek wytryski , które jest jednym z tak zwanych rozrzutnik ciśnienia soku , znajduje się pod wysokim ciśnieniem do 6 bar. Podczas dojrzewania u podstawy łodygi tworzy się oddzielająca tkanka, a po jej zerwaniu owoc wystrzeliwuje pół metra jak korek od szampana. W tym samym czasie około 50 nasion jest wyrzucanych w przeciwnym kierunku do 12 metrów od wnętrza owocu. Osiągają prędkość 10 m/s (36 km/h). Ta forma rozprzestrzeniania jest formą tzw. ballochorie , czyli rozprzestrzeniania nasion roślin za pomocą mechanizmów odśrodkowych. Oprócz eksplodujących owoców w niektórych rodzajach są eksplodujące pręciki.

Mechanizmy pasywne

Pokrywki kapsułek z mchu są oderwane przez pierścień pęczniejących komórek.

Dzięki mechanizmom pasywnym ruchy działają zgodnie z czysto fizycznymi zasadami. Umożliwiają to prefabrykowane struktury. Obejmują one mechanizmy pęcznienia i kohezji .

Ruchy wywołane obrzękiem nazywane są ruchami higroskopijnymi . Te również służą przede wszystkim do rozprzestrzeniania zarodników, pyłków, nasion i owoców. Martwe komórki, gdy spuchnięte, rozszerzają się prawie tylko prostopadle do kierunku mikrowłókien . Ponieważ ułożenie mikrowłókien w ścianach komórkowych często obraca się o 90 ° na warstwę w celu zapewnienia stabilności, występują krzywizny lub skręcenia . Zewnętrzne zęby peristomowe kapsułek z zarodnikami mchu również zakrzywiają się higroskopijnie, gdy wysychają, tak że w końcu odrywają wieczko kapsułki.

Innym przykładem są łuski szyszek sosnowych , które są zamykane w wilgotnym powietrzu i otwierane, gdy jest suche. Ściany komórkowe na zewnątrz łusek pęcznieją, gdy wilgotność jest wysoka, rozszerzają się, a łuski zakrzywiają się do wewnątrz. Gdy jest sucho, ściany wysychają, kurczą się, a łuska wygina się na zewnątrz, tak że nasiona mogą wypadać.

W roślinach ruchy mogą być również spowodowane siłami kohezyjnymi, które powodują skrzywienie martwych, a rzadko także żywych komórek. To jest np. B. przypadek z zarodniami paprociowymi.

Najszybszy ruch roślin

Najszybszy obserwowany do tej pory ruch roślin to dereń kanadyjski . Po niezwykle szybkim, wybuchowym otwarciu płatków, odsłonięte pręciki rozwijają się wybuchowo w zaledwie 0,3-0,5 milisekundy. Co odpowiada 2400-krotnemu przyspieszeniu grawitacji . W ten sposób wyrzucają pyłek w górę z prędkością około 3 metrów na sekundę (patrz wyżej oprysk ogórka: 10 m/s).

literatura

  • U. Lüttge, M. Kluge, G. Bauer: Botanika. Wydanie piąte. Wiley-VCH, Weinheim 2005, ISBN 3-527-31179-3 .
  • N. Campbell i in.: Biology. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1997, ISBN 3-8274-0032-5 .
  • P. Sitte, EW Weiler, JW Kadereit, A. Bresinsky, C. Körner: Strasburger - podręcznik botaniki dla uniwersytetów. Wydanie 34. Wydawnictwo Akademickie Spectrum, Heidelberg 1999, ISBN 3-8274-0779-6 .

Indywidualne dowody

  1. ^ B c d e f g C. Corrensa Alfred Fischel E. Küster: Terminologia mechaniki rozwoju zwierząt i roślin. Engelmann, 1912, archive.org , Forgotten Books, 2016, ISBN 978-1-334-46936-7 .
  2. ^ B S. Venugopal: Biology. Część II, Saraswati House, 2016, ISBN 978-81-7335-871-5 (przedruk), rozdz. 15.1-15.7.
  3. ↑ a b Erwin Bünning : Rozwój i fizjologia ruchu rośliny. Wydanie trzecie, Springer, 1953, ISBN 978-3-642-87329-4 , s. 515.
  4. ^ Wilhelm Zopf : Grzyby. Trewendt, 1890, s. 210.
  5. ↑ Gordon Gordh, David Headrick: Słownik entomologii. 2. Wydanie, CABI, 2011, ISBN 978-1-84593-542-9 , s. 29, 72, 1388.
  6. ↑ Eleanor Lawrence: Słownik biologii Hendersona. 14. Wydanie, Pearson Education, 2008, ISBN 978-0-321-50579-8 , s. 689.
  7. ^ Peter W. Barlow: Różnicowy wzrost roślin . Pergamon Press, 1989, ISBN 0-08-036841-7 , s. 54.
  8. ↑ M. Eichhorn: Niemiecki Słownik Biologii / Słownik Biologie Englisch. Tom / Band 1, Routledge, 1999, ISBN 0-415-17129-6 , s. 727.
  9. ↑ E. Korschelt m.in.: Zwięzły słownik nauk przyrodniczych . Tom 8, Gustav Fischer, 1913, s. 256, archive.org .
  10. ^ B Otto Schmeil (wydanej przez Wilhelma J. Fischer): botanika . taśma 2 . Quelle i Meyer, Heidelberg 1951.
  11. ↑ Najszybsza fabryka świata: nowy rekord prędkości w nauce na żywo, 12 maja 2005 r.