Kuidas taimed reageerivad valgusele, puudutusele ja muudele stiimulitele

click fraud protection

Taimednagu loomad ja muud organismid, peavad kohanema oma pidevalt muutuva keskkonnaga. Kuigi loomad kui keskkonnatingimused muutuvad ebasoodsaks, on taimed võimelised sama tegema. Istud (liikumisvõimelised) peavad taimed leidma muid võimalusi ebasoodsate keskkonnatingimuste käitlemiseks. Taimetropismid on mehhanismid, mille abil taimed kohanevad keskkonnamuutustega. Tropism on kasv stiimuli poole või sellest eemal. Tavalisemad taimede kasvu mõjutavad stiimulid on valgus, gravitatsioon, vesi ja puudutus. Taimetropismid erinevad teistest stiimulitest põhjustatud liikumistest, näiteks nastlikud liigutused, kuna reageerimise suund sõltub stiimuli suunast. Nastilised liigutused, näiteks lehtede liikumine sisse lihasööjad taimed, käivitatakse stiimuli abil, kuid stiimuli suund ei ole vastuse tegur.

Taimsete tropismide tagajärg on erinev kasv. Seda tüüpi kasv toimub siis, kui taimeorgani ühes piirkonnas, nagu vars või juur, kasvavad rakud kiiremini kui vastaspiirkonna rakud. Rakkude erinev kasv juhib elundi (vars, juur jne) kasvu ja määrab kogu taime suuna kasvu. Taimehormoonid, nagu

instagram viewer
auksiinidArvatakse, et need aitavad reguleerida taimeorgani erinevat kasvu, põhjustades taime vastuseks stimulatsioonile kõverat või kõverduvat. Stimuleeriva kasvu kasvu nimetatakse positiivne tropism, samas kui stiimulist eemal olev kasv on tuntud kui a negatiivne tropism. Taimedes levinud troopiliste reaktsioonide hulka kuuluvad: fototropism, gravitropism, thigmotropism, hüdrotropism, termotropism ja kemotropism.

Fototropism on organismi suundkasv vastusena valgusele. Kasvu valguse poole ehk positiivset tropismi on demonstreeritud paljudes veresoonte taimedes, näiteks angiosperms, võimlemisperm ja sõnajalad. Nende taimede vartel on positiivne fototropism ja nad kasvavad valgusallika suunas. Fotoretseptorid sisse taimerakud tuvastavad valguse ja taimehormoonid, näiteks auksiinid, suunatakse varre küljele, mis on valguse poolt kõige kaugemal. Aksiinide kuhjumine varre varjulisel küljel põhjustab selle piirkonna rakkude venimist suurema kiirusega kui varre vastasküljel olevad rakud. Selle tulemusel kõverdub vars akumuleerunud auksiinide küljelt ja valguse suuna suunas. Taime varred ja lehed demonstreerima positiivne fototropism, samas kui juuri (enamasti mõjutatud gravitatsioonist) kiputakse demonstreerima negatiivne fototropism. Alates fotosüntees organellide juhtimine, tuntud kui kloroplastid, on kõige rohkem koondunud lehtedesse, on oluline, et neil struktuuridel oleks juurdepääs päikesevalgusele. Seevastu juured imavad vett ja mineraalseid toitaineid, mida saadakse tõenäolisemalt maa all. Taime reageerimine valgusele aitab tagada elu säilitavate ressursside saamise.

Heliotropism on fototropismi tüüp, kus teatud taimestruktuurid, tavaliselt varred ja lilled, kulgevad üle taeva liikudes päikese teelt idast läände. Mõned heotropiilsed taimed suudavad ka öösel oma lilli pöörata ida poole tagasi, tagades, et nad tõusevad päikese poole. Päikese liikumise jälgimise võimet täheldatakse noortel päevalilletaimedel. Küpseks saades kaotavad need taimed heliotroopse võime ja jäävad ida poole. Heliotropism soodustab taimede kasvu ja tõstab ida poole suunatud lillede temperatuuri. See muudab heliotroopsed taimed tolmeldajate jaoks atraktiivsemaks.

Thigmotropism kirjeldab taime kasvu vastusena puudutusele või kokkupuutele tahke objektiga. Positiivset thigmostropismi näitavad ronitaimed või viinapuud, millel on spetsiaalsed struktuurid, mida nimetatakse kõõlused. Kõõlused on niiditaolised lisad, mida kasutatakse tahkete struktuuride ümber mestimiseks. Modifitseeritud taime leht, vars või leheroots võib olla kõõlune. Kui kõõlus kasvab, teeb ta seda pöörleva mustrina. Ots paindub mitmes suunas, moodustades spiraale ja ebakorrapäraseid ringe. Kasvava kõõluse liikumine näib peaaegu nii, nagu taim otsiks kontakti. Kui kõõlus puutub kokku objektiga, stimuleeritakse kõõluse pinnal olevaid sensoorseid epidermise rakke. Need rakud annavad märku, et kõõlused hakkavad ümber objekti kerima.

Tendrili mähised on diferentsiaalse kasvu tagajärjed, kuna stiimuliga mittekontakteeruvad rakud pikenevad kiiremini kui rakud, mis stiimuliga kokku puutuvad. Nagu fototropismi puhul, on ka auksiinid seotud kõõluste diferentsiaalse kasvuga. Suurem hormooni kontsentratsioon koguneb kõõluse küljele, mis pole objektiga kontaktis. Kõõluse keerutamine kinnitab taime objektile, pakkudes taimele tuge. Ronitaimede aktiivsus tagab fotosünteesi parema valguse ja suurendab ka nende õite nähtavust tolmeldajad.

Kui kõõlused demonstreerivad positiivset thigmotropismi, võivad juured neid eksponeerida negatiivne thigmotropism mõnikord. Kui juured ulatuvad maapinnale, kasvavad nad sageli esemest eemale suunatud suunas. Juurte kasvu mõjutab peamiselt gravitatsioon ja juured kasvavad enamasti maapinnast ja maapinnast eemal. Kui juured loovad objektiga kontakti, muudavad nad vastuseks kontaktstiimulitele sageli allapoole suunatud suunda. Objektide vältimine võimaldab juurtel takistamatult mullas läbi kasvada ja suurendab nende võimalusi toitaineid saada.

Gravitropism või geotropism on kasv vastusena gravitatsioonile. Gravitropism on taimedes väga oluline, kuna see juhib juurte kasvu raskusjõu poole (positiivne gravitropism) ja varre kasvu vastupidises suunas (negatiivne gravitropism). Taime juure- ja võrsesüsteemi orientatsiooni gravitatsiooni suhtes saab jälgida seemiku idanemise etappides. Kui embrüonaalne juur seemnest välja tuleb, kasvab see raskusjõu suunas allapoole. Kui seeme keeratakse nii, et juur osutub mullast ülespoole, juur kõverdub ja pöördub tagasi gravitatsioonitõmbe suuna suunas. Vastupidiselt orienteerub arenev võrse ülespoole kasvu suhtes gravitatsiooni vastu.

Juurekork on see, mis juuretipu suunas raskusjõu poole suunab. Juurekorgi spetsialiseerunud rakud, mida nimetatakse statokotsüüdid arvatakse vastutavaks gravitatsiooni tajumise eest. Statokotsüüte leidub ka taime vartes ja need sisaldavad organellid kutsus amüloplast. Amüloplastikud toimivad tärkliseladudena. Tihedad tärkliseterad põhjustavad amüloplastides taimejuurtes setteid vastusena gravitatsioonile. Amüloplasti sedimentatsioon kutsub esile juurekorgi saatma signaale juurealale, mida nimetatakse pikenemistsoon. Pikendustsooni rakud vastutavad juurte kasvu eest. Selle piirkonna aktiivsus põhjustab erinevat kasvu ja juurte kumerust, suunates kasvu allapoole gravitatsiooni suunas. Kui juurt liigutatakse nii, et see muudaks statootsüütide orientatsiooni, asustuvad amüloplastid rakkude madalaimasse kohta. Amüloplastide positsiooni muutusi tunnetavad statootsüüdid, mis annavad seejärel märku juure pikenemistsoonist, et reguleerida kumeruse suunda.

Auksiinid mängivad ka vastusena gravitatsioonile rolli taime suundlikus kasvu. Auksiinide kogunemine juurtesse aeglustab kasvu. Kui taim asetatakse horisontaalselt oma küljele ilma valguseta, kogunevad sellele auksiinid juurte alumine külg, mille tulemuseks on selle külje aeglasem kasv ja alumise osa kumerus allapoole juur. Nendel samadel tingimustel ilmub taime vars negatiivne gravitropism. Gravitatsioon põhjustab auksiinide kogunemist varre alumisse ossa, mis kutsub selle külje rakke pikenema kiiremini kui vastasküljel olevad rakud. Selle tagajärjel paindub võrse ülespoole.

Hüdrotropism on suundkasv vastusena vee kontsentratsioonidele. See tropism on taimedes oluline kaitseks põua eest positiivse hüdrotropismi kaudu ja vee üleküllastumise vastu negatiivse hüdrotropismi kaudu. Eriti oluline on see kuivades taimedes biomeedid et reageerida vee kontsentratsioonidele. Taimede juurtes on tunda niiskusgradiente. rakud veeallikale kõige lähemal asuva juurekülje kasv on aeglasem kui vastasküljel. Taimne hormoon abstsisiidhape (ABA) mängib olulist rolli juure pikenemise tsooni diferentsiaalse kasvu esilekutsumisel. See erinev kasv põhjustab juurte kasvu vee suunas.

Enne taimede juurte hüdrotropismi ilmnemist peavad nad ületama oma gravitatsioonilise kalduvuse. See tähendab, et juured peavad muutuma gravitatsiooni suhtes vähem tundlikuks. Taimede gravitropismi ja hüdrotropismi koostoime uuringud näitavad seda kokkupuude veegradiendiga või veepuudus võib põhjustada juurte hüdrotroopsust gravitropism. Nendes tingimustes väheneb juurte statsüütide amüloplastide arv. Vähem amüloplast tähendab seda, et juured pole amüloplasti settest nii mõjutatud. Juurkorkide amüloplasti vähendamine aitab juurtel üle saada raskusjõust ja liikuda vastusena niiskusele. Hästi hüdreeritud pinnase juurtel on juurekaevudes rohkem amüloplastasid ja nende reageerimine gravitatsioonile on palju suurem kui vee suhtes.

Kaks muud tüüpi taimetropismi hõlmavad termotroopismi ja kemotropismi. Termotropism on kasv või liikumine reageerimisel soojuse või temperatuurimuutustele, samas kemotropism on kasv vastusena kemikaalidele. Taimejuurtel võib ühes temperatuurivahemikus olla positiivne termotropism ja teises temperatuurivahemikus negatiivne.

Taimejuured on ka väga kemotroopsed elundid, kuna need võivad reageerida kas positiivselt või negatiivselt teatud kemikaalide sisaldusele pinnases. Juurte kemotropism aitab taimel pääseda toitainerikkale pinnasele, et soodustada kasvu ja arengut. Õistaimede tolmeldamine on veel üks näide positiivsest kemotropismist. Kui õietolm vili maandub naise reproduktiivstruktuuril, mida nimetatakse häbimärgiks, õietolmu tera idaneb, moodustades õietolmu toru. Õietolmutoru kasv on suunatud munasarja poole, vabastades munasarjast keemilisi signaale.

instagram story viewer