4. Тропизмы. Механизмы фитотропических и геотропических реакций растений

Многие раздражители действуют на растение направленно, с одной стороны. Растение способно различать направление действия света или вещества, силы тяжести. В ответ на одностороннее действие внешних факторов побеги или корни изгибаются. В результате изм-ся расположение органов в пространстве. Эти изменения положения органов, вызываемые односторонне действующим внешним раздражителем, получили название тропизмов.

В зависимости от природы раздражителя (свет, сила тяжести, прикосновение, хим в-ва и др) тропизы называют фото-, гео-, хемо-, тигмо-, электро-, травмотропизмами. Характер ответной р-ии может быть разным. Те органы, к-е поворачиваются к раздражителю, называются положительно тропными, а те, к-е отворачиваются от раздр-ля, - отрицательно тропными.

Фототропизм. Называют ростовые изгибы органов под влиянием одностороннего освещения. Для большинства наземных органов растений характерен положительный фототропизм, а для корней – отрицательный. Фототропизм является одним из немногих процессов, который специфически контролируется синим светом. Это легко наблюдать у комнатных растений.

Механизм. В 1928 н 2 физиолога растений – Н.Г.Холодный и Ф.В.Вент – независимо друг от друга сформулировали гормональную теорию фототропизма. Они разделили фототропическую реакцию на 4 этапа: 1)) восприятие светового раздражения (рецепция); 2) возбуждение; 3) передача возбуждения; 4) реакция – изгиб.

1 этап состоит в поглощении света. Фототропические реакции вызывают в основном сине-фиолетовые и ультрафиолетовые лучи. Их поглощают каротин, рибофлавин, фитохром. Т.обр., каротин, рибофлавин и фитохром образуют систему фоторецепторов, воспринимающих направление света. Эта система находится в мембранах клеток верхушек колеоптилей и стеблей. Воспринимать раздражение могут черешки, листовые пластинки.

2 этап – возбуждение, к-е характ-я поперечной поляризацией тканей верхушки колеоптиля или побега: освещ-я сторона приобретает отриц-й, а затененная – положит-й электричекий заряд. Под влиянием этой поляризации происходит передвижение ауксина с освещенной стороны верхушки на затененную. ИУК накапливается на затененной стороне. Этот процесс требует затрат энергии и присутствия в атмосфере кислорода.

3 этап – передача возбуждения: по затененной стороне идет отток гормона в базипетальном направлении от верхушки к зоне растяжения.

4 этап – неравномерный рост, вызывающий изгиб. Клетки затененной стороны, содерж-й большее кол-во гормона, растягиваются сильнее, чем клетки освещенной. В результате возникает изгиб по направлению к источнику света. Неравномерный рост, следствием которого является изгиб, происходит за счет ассимилятов или запасных в-в. Для осущ-я всех процессов, приводящих к изгибу, используется энергия запасных в-в, освобождаемая в процессе дыхания, и световая, поглощаемая фотосинтетическими пигментами.

Геотропизм. Это способность растений воспринимать действие силы тяжести и реагировать на него. Полож-й геотроп-м – изгибание органов по направлению действия силы тяжести, а отриц-м – их изгибание в противоположную сторону. Стебли обычно обладают отриц., а корни – полож. действием. В результате корни растут к центру земли, а побеги – от центра.

Механизм: 1) восприятие раздражения с помощью изменения положения рецепторов; 2) возбуждение клеток, приводящее к неравномерному распределения гормона на нижней стороне стебля, колеоптиля или корня; 3)передача возбуждения: так же, как и при фототропизме по нижней стороне органа движется больше гормона, чем по верхней; 4) реакция – неравномерный рост клеток разных сторон органа.