Kaj je hidrotropizem? Mehanizem in pomen

The hidrotropizem je odziv rasti rastlin na koncentracije vode. Odgovor je lahko pozitiven ali negativen.

Korenine so, na primer, pozitivno hidrotropne, saj rast korenin rastlin poteka proti višji ravni relativne vlažnosti. Rastlina lahko to zazna v korenskem pokrovu in nato pošlje signale podolgovatemu delu korena.

Pozitiven hidrotropizem je tisti, v katerem telo raste proti vlagi, medtem ko je negativen hidrotropizem, ko organizem raste iz njega.

Hidropropizem je oblika tropizma (usmerjevalni odziv organizma na dražljaj), za katerega je značilna rast ali odziv gibanja celice ali organizma na vlago ali vodo.

Mehanizem hidrotropizma

Razred rastlinskih hormonov, imenovanih auksini, usklajujejo proces rasti korenin.

Aksini imajo ključno vlogo pri upogibanju korenin rastlin v vodo, ker povzročajo, da ena stran korena raste hitreje kot druga, in s tem korenina.

Postopek hidrotropizma se sproži tako, da korenski pokrov zajame vodo in pošlje signal v podolgovati del korena.

Hidropropizem je težko opaziti v podzemnih koreninah, saj korenin ni lahko opaziti.

Voda se premika v tleh in vsebnost vode v zemlji se nenehno spreminja, zato noben gradient vlage v tleh ni stabilen.

Zakaj je hidrotropizem tako pomemben za rastline?

Sposobnost upogibanja in rasti korena proti gradientu vlage, ki ga zagotavlja hidrotropizem, je bistvenega pomena, ker rastline potrebujejo vodo za rast. Voda, skupaj s topnimi mineralnimi hranili, absorbirajo koreninske dlake.

V vaskularnih rastlinah se voda in minerali prevažajo v vse dele rastline preko transportnega sistema, imenovanega ksilem.

Drugi prometni sistem v vaskularnih rastlinah se imenuje floem. Tudi floem prenaša vodo, ne s topnimi minerali, temveč predvsem s topnimi organskimi hranili.

To je biološkega pomena, saj hidrotropizem pomaga povečati učinkovitost rastline v njenem ekosistemu.

Napačne predstave o hidrotropizmu

1 - Hidrotropizem in rast korenin na vlažnih območjih

Večja rast korenin v vlažnih območjih tal, kot v suhih območjih tal, ponavadi ni posledica hidropropizma..

Hidrotropizem zahteva, da se koren upogne iz sušilnika na mokro območje tal. Korenine potrebujejo vodo, da rastejo, tako da bodo korenine, ki se nahajajo v vlažni zemlji, rasle in se razcepile veliko bolj kot tiste v suhi zemlji.

2. Absorpcija vode

Korenine ne morejo čutiti vode v ceveh nedotaknjene skozi hidrotropizem in morajo zlomiti cevi, da dobijo vodo.

3-razdalja, potrebna za vpijanje vode

Korenine ne morejo čutiti vode več metrov stran skozi hidrotropizem in rastejo proti njej.

V najboljšem primeru hidrotropizem verjetno deluje na razdalji nekaj milimetrov.

Študije hidrotropizma

Raziskave hidrotropizma so bile predvsem laboratorijski pojav za korenine, gojene v vlažnem zraku namesto v tleh.

Njegov ekološki pomen v koreninah, ki se gojijo v tleh, ni jasen, ker je tako malo raziskav hidrotropizma preučilo korenine, gojene v zemlji..

Nedavna identifikacija mutantne rastline brez hidrotropnega odziva je pomagala pojasniti njeno vlogo v naravi.

Hidro tropizem je lahko pomemben za rastline, ki rastejo v prostoru, kjer lahko korenine usmerijo v mikrogravitacijsko okolje.

Pravzaprav tega odziva na rast rastlin ni lahko preučiti. Kot smo omenili, se poskusi opravijo v laboratorijih in ne v naravnem okolju.

Vendar pa vsakič, ko boste izvedeli več o kompleksni naravi tega procesa rasti rastlin.

Najbolj priljubljene rastline za preučevanje tega učinka so: rastlina graha (Pisum sativum), rastlina koruze (Zea mays) in thale kislo (Arabidopsis thaliana). 

Drugi pristop za preučevanje hidrotropizma je uporaba instrumentov za spremembo smeri vektorja gravitacije, ki ga prejmejo rastline.

Čeprav je ni mogoče odpraviti vpliv gravitacije na Zemlji, da so stroji, ki se izkažejo rastline okoli osi ali, v nekaterih primerih, tridimenzionalni, v poskusu, da bi preprečili učinki gravitacije, imenovane máquinanas pozicioniranje naključno.

Hidrotropizem v koreninah je bil dejansko bolj očiten, ko so se pri eni od teh strojev gojile rastline grah in kumare..

Še bolj zanimiv pristop k študiju je uporaba mikrogravitacijskih pogojev, ki so prisotni med vesoljskim poletom.

Zamisel je, da v odsotnosti pomembnih gravitacijskih sil učinkovito prevladujejo gravitropni odzivi korenin, tako da postanejo drugi koreninski tropizmi (kot je hidrotropizem) očitnejši, nad gravitropizmom. To je obračanje ali rastoče gibanje rastline ali glive kot odziv na težo.

Druga ovira pri proučevanju hidrotropizma je težava pri vzpostavitvi sistema, v katerem je ponovljiv gradient vlage.

Klasične metode nemških botanikov, ki jih je uporabljal tudi Darwin, so vključevale dajanje semen v viseči cilinder mokre žagovine, kar je povzročilo, da so korenine prvič zrasle navzdol, nato pa ponovno narasle v mokro podlago..

Omeniti je treba, da je eden od manj znanih tropizmov hidrotropizem, rast usmerjena kot odziv na vodo ali gradient vlage.

Kljub temu, da so hidrotropizem preučevali v koreninah rastlin iz nemških botanikov devetnajstega stoletja in Darvinovcev, je obstoj tega tropizma do nedavnega dvomil.

Te procese je treba preprosteje proučiti. Vsaka znanstvena študija bo povečala razumevanje teh kompleksnih mehanizmov.

Reference

1. Hershey, D. (1992). "Je hidrotropizem vlažen?" Znanstvene dejavnosti. 29 (2): 20-24.
2. Kiss, J. (2007). Kje je voda? Hidro tropizem v rastlinah. Vzpostavljeno iz ncbi.nlm.nih.gov.
3. Timski urednik vodnika za rastline in cvetlice. (2012). "Hidropropizem". Vzpostavljeno iz rastline in cvetličnega-guide.com.
4. Miyazawa, Y., Yamazaki, T., Moriwaki, T., in Takahashi, J. (2011). "Hidropropizem". Napredek v botaničnih raziskavah. Izterjana s sciencedirect.com.
5. Skupinski urednik biologije Online. (2016). "Hidropropizem". Vzpostavljeno iz biology-online.org.
6. Takahashi, N., Yamazaki, Y., Kobayashi, A., Higashitani, A., in Takahashi, H. (2003). "Interakcije hidrotropizma z gravitropizmom z degradacijo amiloplastov v koreninah sadik Arabidopsis in redkev". Rastlinski fiziol. 132 (2): 805-810.
7. Ekipa za urejevalnik slovarjev. (2002). "Hidropropizem". Vzpostavljeno iz slovarja.com.