KAS IR HIDROTROPISMS? MEHĀNISMS UN NOZĪME - BIOLOĢIJA - 2025

Hidrotropismo ir augšanas reakcija augu uz ūdens koncentrācijas; atbilde var būt pozitīva vai negatīva. Saknes, piemēram, ir pozitīvi hidotropiskas, jo augu sakņu augšana notiek virzienā uz augstāku relatīvā mitruma līmeni. Augs to var noteikt pie saknes vāciņa un pēc tam nosūtīt signālus uz saknes iegareno daļu.

Pozitīvs hidrotropisms ir tāds, kurā organismam ir tendence augt mitruma virzienā, savukārt negatīvs hidotropisms ir tad, kad organisms aug prom no tā.

Attēls atgūts no slideshare.net.

Hidrotropisms ir tropisma forma (tā ir organisma orientēta reakcija uz stimulu), kurai raksturīga šūnas vai organisma augšanas vai kustības reakcija uz mitrumu vai ūdeni.

Hidrotropisma mehānisms

Augu hormonu grupa, ko sauc par auksīniem, koordinē šo sakņu augšanas procesu.

Auksīniem ir galvenā loma, liekot augu saknes ūdens virzienā, jo tie izraisa vienas saknes puses augšanu ātrāk nekā otra un tādējādi saknes liekšanos.

Hidrotropisma procesu sāk ar saknes vāciņu, kas uztver ūdeni un nosūta signālu uz saknes iegareno daļu.

Pazemes saknēs ir grūti novērot hidrotropismu, jo saknes nav viegli novērojamas.

Ūdens viegli pārvietojas augsnē, un ūdens saturs augsnē pastāvīgi mainās, tāpēc augsnes mitruma gradients nav stabils.

Kāpēc hidrotropisms ir tik svarīgs augiem?

Saknes aug ūdenī

Šī spēja saliekt un izaudzēt sakni virzienā uz mitruma gradientu, ko nodrošina hidrotropisms, ir būtiska, jo augiem ir nepieciešams ūdens, lai tie augtu. Ūdeni kopā ar šķīstošām minerālvielu barības vielām absorbē sakņu matiņi.

Asinsvadu augos ūdens un minerālvielas tiek transportēti uz visām augu daļām caur transporta sistēmu, ko sauc par ksilēmu.

Otro transporta sistēmu asinsvadu augos sauc par flomo. Floēmam ir arī ūdens, nevis ar šķīstošām minerālvielām, bet galvenokārt ar šķīstošām organiskām barības vielām.

Tam ir bioloģiska nozīme, jo hidotropisms palīdz palielināt auga efektivitāti tā ekosistēmā.

Kļūdaini priekšstati par hidrotropismu

Hidrotropisms un sakņu augšana mitrās vietās

Lielāka sakņu augšana mitrā augsnē nekā sausā augsnē parasti nav hidrotropisma rezultāts.

Hidrotropisms prasa saknes saliekšanu no žāvētāja uz mitru augsnes laukumu. Lai saknes augtu, saknēm ir vajadzīgs ūdens, tāpēc saknes, kas atrodas mitrā augsnē, augs un atzarojas daudz vairāk nekā sausā augsnē.

Ūdens absorbcija

Saknes nevar izjust ūdeni nebojātu cauruļu iekšienē caur hidrotropismu, un, lai iegūtu ūdeni, tām jālauž caurules.

Ūdens absorbcijai nepieciešamais attālums

Saknes nevar sajust ūdeni vairāku pēdu attālumā caur hidrotropismu un augt tā virzienā.

Labākajā gadījumā hidrotropisms, iespējams, darbojas dažu milimetru attālumā.

Hidrotropisma pētījumi

Hidrotropisma pētījumi galvenokārt ir laboratorijas parādība saknēm, kas audzētas mitrā gaisā, nevis augsnē. Tā ekoloģiskā nozīme saknēs, kuras kultivē augsnē, nav skaidra. Nesen identificēta augs mutants, kam nav hidrotropiskas atbildes, palīdzēja noskaidrot tā nozīmi dabā.

Hidrotropisms var būt nozīmīgs kosmosā audzētiem augiem, kur tas var ļaut saknēm orientēties mikrogravitācijas vidē. Patiesībā šo reakciju uz augu augšanu nav viegli izpētīt. Eksperimenti, kā minēts, tiek veikti laboratorijās, nevis dabiskajā vidē.

Tomēr arvien vairāk tiek mācīts par šī auga augšanas procesa sarežģīto raksturu.

Populārākie augi, lai izpētītu šo efektu, ir: zirņu augs (Pisum sativum), kukurūzas augs (Zea mays) un skābais talis (Arabidopsis thaliana).

Mainiet gravitācijas virziena vektoru

Vēl viena pieeja hidrotropisma izpētei ir instrumentu izmantošana, lai mainītu gravitācijas vektora virzienu, ko saņem augi.

Sakņu augšanas virziens ir ūdens virzienā

Lai arī nav iespējams novērst gravitācijas ietekmi uz Zemi, ir mašīnas, kuras rotē augus ap asi vai dažos gadījumos trīs dimensijās, mēģinot neitralizēt gravitācijas iedarbību, kuras sauc par pozicionēšanas mašīnām. izlases veidā.

Faktiski hidrotropisms saknēs bija visspilgtākais, kad zirņu un gurķu augi tika audzēti vienā no šīm mašīnām.

Mikrogravitācija

Vēl interesantāka pieeja studijām ir izmantot mikrogravitācijas apstākļus, kas atrodas lidojuma laikā kosmosā.

Ideja ir tāda, ka, ja nav nozīmīgu gravitācijas spēku, dominējošās sakņu gravitropiskās reakcijas tiek efektīvi noliegtas, tā ka citi sakņu tropismi (piemēram, hidrotropisms) kļūst acīmredzamāki nekā gravitropisms. Tā ir auga vai sēnītes vērpšana vai augšana, reaģējot uz smagumu.

Citas grūtības

Vēl viens šķērslis hidotropisma izpētei ir grūtības izveidot sistēmu, kurā ir reproducējams mitruma gradients.

Klasiskās vācu botāniķu metodes, kuras izmantoja arī darviņi, ietvēra sēklu ievietošanu mitru zāģu skaidu piekaramajā cilindrā, kā rezultātā saknes vispirms auga uz leju, bet pēc tam atkal ieauga mitrā substrātā.

Jāatzīmē, ka viens no mazāk zināmiem tropismiem ir hidotropisms, kas ir vērsts uz augšanu, reaģējot uz ūdens vai mitruma gradientu.

Kaut arī 19. gadsimta vācu botāniķi un dārziņi bija izpētījuši hidrotropismu augu saknēs, šī tropisma esamība ir apšaubīta līdz pēdējiem gadiem.

Šie procesi vienkārši ir jāpēta sīkāk. Katrs zinātniskais pētījums uzlabos izpratni par šiem sarežģītajiem mehānismiem.

Atsauces

1. Hershey, D. (1992). "Vai hidrotropisms ir mitrs?" Zinātniskās aktivitātes. 29. (2): 20–24.
2. Kiss, J. (2007). "Kur ir ūdens? Hidrotropisms augos ”. Atgūts no ncbi.nlm.nih.gov.
3. Augu un ziedu ceļvežu redaktoru komanda. (2012). "Hidrotropisms". Atgūts no plant-and-flower-guide.com.
4. Mijazava, Y., Yamazaki, T., Moriwaki, T. un Takahashi, J. (2011). "Hidrotropisms". Botānisko pētījumu sasniegumi. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
5. Bioloģijas tiešsaistes redaktoru komanda. (2016). "Hidrotropisms". Atgūts no biology-online.org.
6. Takahashi, N., Yamazaki, Y., Kobayashi, A., Higashitani, A. un Takahashi, H. (2003). "Hidrotropisms mijiedarbojas ar gravitropismu, noārdinot amiloplastus Arabidopsis un redīsu stādu saknēs". Augu fiziols. 132 (2): 805–810.
7. Vārdnīcu redaktoru komanda. (2002). "Hidrotropisms". Iegūts no dictionary.com.