A növények gyors mozgása
Az ültetvények gyökérrendszerei a talajban szilárdan rögzülnek, ezért általában térben kifejezetten rögzítettek. Ez a nézet nem teljesen pontos, mivel minden növények képesek lassítani mozgások (tropizmusuk), amelyek szükségesek ahhoz, hogy alkalmazkodjanak a tájékozódás, testüket olyan külső tényezők, mint a fény és a gravitáció. Ezenkívül egyes növények valamivel gyorsabb időszakos alvásmozgásokat hajtanak végre - hajtogatják levelüket vagy virágszirmukat (lásd a 12. fejezetet). Csak néhány különleges növények rendelkeznek több érzékelhető „hajtó- képességét»( «teljesítmény a mozgás» - egy kifejezés a Charles Darwin), és reagálni a gyors mozgásokat a különböző külső tényezők, beleértve a fény, a vegyi anyagok, a tapintás, sérülés vagy mechanikus vibráció. Ezek a szokatlan magatartásformák aggodalomra hajtogatása levelek szemérmes mimóza ( «érzékeny növény"), a mozgás különböző rovarevő növények és egy csavaró rövid bajuszt a sok lianas. Ezeknek a mozgásoknak a funkciói olyan sokszínűek, mint az őket okozó ingerek. A mimóza gyors mozgása védelmet nyújt a rovarok és más állatok ellen. A rovarirtó növények mozgása segíti őket abban, hogy elkapják a rovarokat, amelyek további táplálékként szolgálnak ezeknek a többnyire autotrofikus organizmusoknak. A horgolók csavarodása a szilárd tárgyak körül mechanikus támaszt nyújt, és így lehetővé teszi a növénynek, hogy nagy magasságot érjen el anélkül, hogy nagy támaszköteg lenne. Antennák néha gátolja a növekedést a szomszédos konkurens faj, ezáltal fokozza a növények képesek túlélni egy nagy „közelség”.
A növények gyors mozgása több mint két évezreden keresztül figyelt fel, és továbbra is felkeltette a kutatók érdeklődését. A növényekre jellemző mozgások tanulmányozása segített feltárni fiziológia sok új aspektusát. Például a fototróp görbületek tanulmányozása a növekedési hormonok létezésére vonatkozó első feltevésekhez vezetett. Niktinasticheskie mozgását levelek javasolta először, hogy a szervezetek rendelkeznek egy belső óra, és modern művek segítenek megérteni közötti kölcsönhatás ezekben az órákban és a fény a biológiai folyamatok kapcsolódó időben. Kísérletek növények tigmonasticheskimi (érintés-érzékeny) azt mutatta, hogy az elektromos Jaala A jel szaporító a növényi, vagy, mint állatokban, egy fontos kommunikációs eszköz a különböző sejtek a szervezetben. Ebben a fejezetben megvizsgáljuk a zöld növények élettanának ezen aspektusainak egyes részleteit.
GYORS FOLYAMATOK AZ ÉLELMISZER-MIMOSA PUDICA ÉLELMISZERBEN
A Mimosa pudica levelei, hasonlóan a Samanea-hoz, cirkadián niktinasztikus mozdulatokat is végeznek. De mechanikus, hőmérsékleti, kémiai és elektromos ingerekre reagálva rendkívül gyorsan mozoghatnak. Néhány másodperccel a levél megérintése után a levél leereszkedik és a levelek hajtogatják (13.1). Ez a gyors reakció, igénylő magas fokú koordinációt, mivel az átalakulás a mechanikai inger által érzékelt szenzoros sejtek a szár, elektromos jellé. Ez jel- valószínűleg membrándepolarizáció - rohamosan terjed a szövet, amíg jön a motor lap párna sejtek azonnal változtatni azok mennyisége, és ez vezet a mozgás a levelek vagy szórólapok.
Szaporítóanyagok villamos jelet lehet mérni két üvegelektródokkal töltött sóoldattal, amelyek közül az egyik kerül egy száron, és a másik - a a gyökereket körülvevő talajra, vagy a pot fal a növény. A jel az elektródák (13.2) közötti potenciálkülönbség rövid távú elmozdulása. Ez által továbbított dugványok a mimóza sebességgel körülbelül 2 cm / s és körülbelül 5-ször gyorsabb, lapos húsevő növény Dionaea (Venus légycsapója). Az átviteli sebesség 3-szor növekvő hőmérsékleten növekszik 10 ° -nál, ami a kémiai reakciók részvételét jelzi. Amikor eltávolítjuk a fémet, a jelek továbbadása lelassul; ezért átjutnak a phloem sejtekbe. A jel nem tudja leküzdeni az akadályt a halott sejtekből; ez azt jelenti, hogy valószínűleg nem jár a vízben oldódó hormonok diffúziójával.
Míg a külső elektróda és lehetővé teszi számunkra annak megállapítása, hogy a növények közötti kommunikáció ketrecek elektromos jeleket használunk, nem adnak semmiféle utalás az átviteli mechanizmusok vagy részt vesznek a sejt. Intracelluláris mikroelektródákkal (ld. 7.8) képes volt azt mutatják, hogy bizonyos sejtek a floém és protoksileme mimóza vannak „ingerlékeny” (13.3). Nyugalmi potenciáljuk, vagyis a gerjesztés előtti transzmembrán potenciál sokkal negatívabb, mint a környező sejtekben. Amikor, elektromos vagy kémiai ingerlés a potenciális (m. E. Elektronegativitás belsejében a membrán) csökken egy bizonyos „küszöbérték” szint, a sejt ad „mentesítés”. Minden ösztönzők erősebbek küszöböt, mert azonos reakció ( „mindent vagy semmit”), amely a depolarizáció nullára, vagy akár pozitív szintre a későbbi gyors visszatérés pihenni lehetséges. A növényi szövetben lévő izgalmas sejteket mindig plazmodek-minták kapcsolják össze, amelyek szerint látszólag elektromos jeleket továbbítanak. Szaporítóanyag jel, az úgynevezett akciós potenciálok hasonló akciós potenciálok idegszövet, az egyetlen különbség az, hogy nincs kémiai adó nem található a növényekben. Az acetil-kolin, amely a jeleket az egyik cellából a másikba az idegszövet van a növényekben, de nincs meggyőző bizonyíték mellette, és részt vesz továbbítására sejtközi jeleket.
A levélnyílás irritálódása a mimóza egy kis érintésével vagy egy csepp vízzel izgatja a cselekvési potenciált, amelyet a levél korlátai határoznak meg. De ha a levél égő vagy káros hatással van, más levelek is érintettek; az ilyen ösztönzők nemcsak a cselekvési potenciált, hanem az úgynevezett változó lehetőségeket is okozzák. Ez a potenciális nyilvánvalóan továbbított kémiai terjed xilém áthalad a párna lap és kezdeményezi annak túloldalán egy új akciós potenciál. Ez utóbbit a phloem és a protoxim gerjesztő sejtjein keresztül továbbítják, amíg el nem éri a másik levélpadot, amelyben a turgor jellegzetes változásai a levél összecsukásához vezetnek. Attól függően, hogy az erő a kezdeti irritáció változó (a kérdés fok) potenciál ismét átmegy egy lapos kispárna és serkenti még egy potenciális fellépés a túloldalon. Így a változó lehetséges koordinátáit mozgása különböző növény leveleiből, izgalmas akciós potenciálok által továbbított egyes területein szövetet.
Nyilvánvaló, hogy a mimóza mozgását a szervek teljesen meghatározzák a változások a turgor. Az ilyen vagy más motoros sejtek térfogatának csökkenését a K + ionok és a tanninszerű anyagok elválasztása adja az extracelluláris térbe. Az ilyen változás, amelyről azt gondolják, hogy a membrán permeabilitásának gyors növekedése van, elektromos jelek társulnak, amelyek mikroelektródák segítségével kimutathatók. A folyamat és az állatok közötti izomösszehúzódás külső hasonlósága azt sugallja, hogy gyakori belső jellemzők vannak jelen, például kontraktilis fehérjék, például actomyosin; Azonban még nincsenek érvényes adatok, amelyek megerősítenék vagy ellentmondnának egy ilyen mechanizmus hipotézisének.
Néhány kutató hangsúlyozta a tanninok fontosságát a mimóza mozgalmak számára. A kondenzált fenolos vegyületek heterogén csoportja fehérjékkel és szervetlen ionokkal komplexeket képezhet. A tanninok denaturálják a fehérjéket, és károsíthatják a sejtet, de nem okoznak káros hatásokat, amíg el vannak szigetelve a membrános vacuolos tasakban. Nyilvánvalóan ezek különösen nagy számban vannak a tigmonasztikus mozgásokra alkalmas növények üregében (13.4). Az ilyen mozgások során a vacuolban lévő tannin aggregátumok disszociálódnak, és úgy tűnik, hogy néhány tannin szabadul fel a motor sejtjeinek membránján. Ezután a levélpárnák epidermiszébe juttatják a hidatidákat (pórusokat). Mivel a tanninok finom ízűek és természetes kémhatásúak, a levélmozgás során a cserzsek szekréciója megvédi a növényt a rovaroktól.