Швидкі рухи рослин. Закручування вусиків

Ви перебуваєте: Швидкі рухи рослин

Деякі рослини, що не мають твердого стебла, здатні підтримувати себе й виростати вище сусідніх видів за допомогою тонких бичевидных придатків, називаних вусиками. Ці органі - звичайно видозмінені частини стебла або листів - при своєму росту роблять кругові рухи, що збільшує ймовірність контакту з потенційною опорою. Зустрівши підходящий об'єкт, вони змінюють швидкість і напрямок росту таким чином, щоб зачепитися за нього й підтягти рослина нагору.

У деяких рослин вусики обвиваються навколо опори, тоді як в інших вони утворюють липкі подушечки, що вростають у щілині на підтримуючих поверхнях (мал. 13.7). У видів з, що завиваються вусиками апікальна частина вусика утворює кільце навколо опорного об'єкта. Незабаром після цього більш базальна частина формує вільне кільце в просторі, підтягуючи тим самим рослина ближче до опори. Вільні кільця можуть одревесневать, що підвищує їхня міцність на розрив. Закручений вусик страстоцвета Passiflora coerulea, що утворює як контактні, так і вільні кільця, може розвити зусилля, рівне 350-750 г, що відповідає вазі декількох футів стебла цієї ліани.

Вусики можуть бути тигмонастическими (напрямок закручування визначений асиметрією в структурі вусика) або тигмотропическими (напрямок залежить від напрямку роздратувань). Вусики того й іншого типу, що почали закручуватися, звичайно випрямлюються, якщо контактний стимул буде передчасно вилучений. Тому короткочасне зіткнення із твариною гілкою, що гойдається від вітру, або іншим рухливим об'єктом звичайно не веде до тривалої зміни в орієнтації вусиків

Закручування активується світлом, але на відміну від стимуляції рухів листів у никтинастических рослин фітохром тут, очевидно, не бере участь. Дія світла, імовірно, прямо пов'язане з потребою в АТФ, що утворюється при фотосинтезі, тому що світло частково можна замінити додаванням АТФ до інкубаційного середовища, на якому плавають вусики. Під час закручування відзначений утвір більших кількостей ADP і P1 у результаті гідролізу АТР.

Улюбленим експериментальним об'єктом для вивчення закручування вусиків служить горох (Pisum sativum). Реакція в нього тигмонастическая, і її можна стимулювати, погладжуючи нижню (абаксиальную) сторону вусика скляною паличкою. Закручування, яке починається вже через дві хвилини (мал. 13.8) і триває більш 48 годин, складається із двох різних фаз: спочатку абаксиальные клітки стискуються, а верхні (адаксиальные) розтягуються; після цього клітки на обох сторонах розтягуються, причому адаксиальные швидше, чим абаксиальные.

Очевидно, у регуляції зміни величини кліток, що приводить до закручування, беруть участь два гормони - ауксин і этилен. Відрізані вусики гороху й інших вивчених рослин при обробці ауксином закручуються в кільця без тактильної стимуляції (мал. 13.9); це не дивно, тому що ауксин стимулює ріст, а утвір кілець пов'язане з більшим збільшенням швидкості розтягання кліток.

Однак воно залежить від асиметричного росту абаксиальных і адаксиальных кліток, а тим часом відбувається навіть у відповідь на симетричну обробку ауксином. Тому адаксиальные й абаксиальные клітки повинні реагувати на ауксин по-різному. Частково це може залежати від гормону этилена. Ауксин стимулює у вусиках, як і в багатьох інших рослинних тканинах, синтез этилена (див. гл. 10), а такий синтез в абаксиальных клітках вусика відбувається, очевидно, у кілька раз швидше, чим в адаксиальных. Этилен робить мембрани проникними, і підвищення кількості этилена в абаксиальных клітках супроводжується витоком розчинених речовин з вакуолі, що веде до стиску цих кліток у ранню фазу закручування. Тому відмінності в змісті этилена в абаксиальных і адаксиальных клітках дозволяють пояснити й різницю в їхньому розтяганні під час другої фази.

Верхівка вусика найбільш чутлива до тактильної стимуляції, але така стимуляція спонукує завиватися як верхівку, так і базальні зони; це вказує на те, що якийсь фактор поширюється по тканині. Згадаєте, що ауксин переміщається по тканинах рослини в базипетальном напрямку. Проте ауксин не може бути первинним передавачем, тому що стимул передається набагато швидше, чим ауксин. Очевидно, дії ауксину повинне передувати якась інша подія, можливо пов'язане з пересуванням іонів. Ми ще не знаємо, є чи у вусиках збудливі клітки, здатні передавати потенціал дії, як у мімози й деяких комахоїдних рослин, або ж тут бере участь якась інша форма електричного сигналу