Mis on fototropism?

Panite oma lemmiktaime päikselisele aknalauale. Varsti märkate, et taim sirgub ülespoole, selle asemel, et see akna poole paindub. Mida maailmas see taim teeb ja miks ta seda teeb?

Nähtust, mille tunnistajateks olete, nimetatakse fototropismiks. Vihje saamiseks selle sõna tähendusele pange tähele, et eesliide "foto" tähendab "valgust" ja järelliide "tropism" tähendab "pööramist". Fototropism on siis, kui taimed pöörduvad või painduvad valguse poole.

Taimed vajavad energia tootmiseks stimuleerimist; seda protsessi nimetatakse fotosüntees. Päikesest või muudest allikatest tekkivat valgust on vaja koos vee ja süsinikdioksiidiga suhkru tootmiseks, mida taim kasutab energia saamiseks. Hapnik Samuti toodetakse ja paljud eluvormid nõuavad seda hingamiseks.

Fototropism on tõenäoliselt taimede ellujäämismehhanism, et nad saaksid võimalikult palju valgust. Kui taime lehed avanevad valguse poole, võib toimuda rohkem fotosünteesi, mis võimaldab toota rohkem energiat.

Varased arvamused fototropismi põhjuse kohta olid teadlaste hulgas erinevad. Theophrastus (371 B.C.-287 B.C.) arvas, et fototropismi põhjustas vedeliku eemaldamine taime varre valgustatud külg ja Francis Bacon (1561-1626) postuleeris hiljem, et fototropism oli tingitud närbumine. Robert Sharrock (1630-1684) arvas, et taimed on vastuseks "värskele õhule" kõverdatud ja John Ray (1628-1705) arvasid, et taimed kalduvad aknale lähemal jahedamate temperatuuride poole.

See oli kuni Charles Darwin (1809-1882), et viia läbi esimesed asjakohased fototropismi puudutavad katsed. Ta püstitas hüpoteesi, et otsas toodetav aine indutseerib taime kõveruse. Testitaimi kasutades katsetas Darwin mõne taime näpunäiteid ja jättis teised katmata. Kaetud otstega taimed ei painunud valguse poole. Kui ta kattis taimevarte alumise osa, kuid jättis tipud valguse kätte, liikusid need taimed valguse poole.

Darwin ei teadnud, mis on tipus toodetud "aine" või kuidas see põhjustas taime varre painutamise. Kuid, Nikolai Cholodny ja Frits käisid leidis 1926. aastal, et kui selle aine kõrge sisaldus liigub taime varre varjutatud küljele, siis see vars paindub ja kõverdub, nii et ots liigub valguse poole. Aine täpset keemilist koostist, mis leiti olevat esimene tuvastatud taimehormoon, ei selgitatud enne Kenneth Thimann (1904-1977) eraldati ja identifitseeriti see indool-3-äädikhappe või auksiinina.

Praegune mõte fototropismi taga oleva mehhanismi kohta on järgmine.

Valgus, mille lainepikkus on umbes 450 nanomeetrit (sinine / violetne valgus), valgustab taime. Valk, mida nimetatakse fotoretseptoriks, püüab valgust, reageerib sellele ja käivitab vastuse. Fototroofismi eest vastutavate sinise valguse fotoretseptori valkude rühma nimetatakse fototropiinid. Pole täpselt teada, kuidas fototropiinid auksiini liikumisest märku annavad, kuid on teada, et auksiin liigub vastusena valguse kokkupuutele varre tumedamale, varjutatud küljele. Auksiin stimuleerib varre varjutatud osades olevates rakkudes vesinikioonide vabanemist, mis põhjustab rakkude pH langust. PH langus aktiveerib ensüüme (mida nimetatakse ekspansiinideks), mis põhjustavad rakkude paisumise ja varre viimist valguse poole.

• Kui teil on aknas fototropismi kogev taim, proovige seda pöörata vastupidises suunas, nii et taim paindub valguse eest. Taime tagasi valguse poole pöördumiseks kulub vaid umbes kaheksa tundi.
• Mõned taimed kasvavad valgusest eemal, seda nähtust nimetatakse negatiivseks fototropismiks. (Tegelikult kogevad seda taime juured; juured ei kasva kindlasti valguse poole. Teine sõna selle kohta, mida nad kogevad, on gravitropism, mis on suunatud gravitatsioonilise tõmbe poole.)
• Photonastik võib kõlada nagu pilt midagi imelist, kuid see pole nii. See sarnaneb fototropismiga selle poolest, et hõlmab taime liikumist valguse ärritaja tõttu, kuid fototonias ei liigu liikumine valguse stiimuli poole, vaid etteantud suunas. Liikumise määrab taim ise, mitte valgus. Fotonastuse näiteks on lehtede või lillede avamine ja sulgemine valguse olemasolu või puudumise tõttu.