מהי גיאוטרופיזם או גרוויטרופיזם?

ה גיאוטרופיזם היא השפעת הכבידה על תנועת הצמחים. Geotropismo בא מן המילים "גיאו", כלומר אדמה "כמיהות" תנועה כלומר נגרמת על ידי גירוי (Öpik & רולף, 2005).

במקרה זה, הגירוי הוא כוח הכבידה ומה המהלכים הוא הצמח. כמו הגירוי היא הכבידה, תהליך זה הוא ידוע גם בשם גרביטרופיזם (חן, רוזן, & מסון, 1999; Hangarter, 1997).

במשך שנים רבות התופעה הזאת עוררה את סקרנותם של מדענים, שחקרו כיצד מתרחשת תנועה זו בצמחים.

מחקרים רבים הראו כי אזורים שונים של הצמח גדלים בכיוונים מנוגדים (Chen et al. 1999, Morita, 2010, Toyota & Gilroy, 2013)..

נמצא כי כוח הכבידה ממלא תפקיד בסיסי בהתמצאות החלקים של הצמח: החלק העליון, הנוצר על ידי הגבעול והעלים, גדל כלפי מעלה (גרוויטרופיזם שלילי), ואילו האזור התחתון שנוצר על ידי השורש גדל בכיוון הכבידה כלפי מטה (גרביטרופיזם חיובית) (Hangarter, 1997).

תנועות הכבידה האלו מבטיחות כי הצמחים יבצעו את תפקידיהם כראוי.

חלקו העליון עומדת בפני השמש לתהליך הפוטוסינתזה, והחלק התחתון פונה התחתון של כדור הארץ, כך השורשים יכולים להגיע מים וחומרים מזינים הדרושים להתפתחותם (Chen et al., 1999 ).

כיצד מתרחשת הגיאוטרופיזם??

הצמחים רגישים מאוד לסביבה, הם יכולים להשפיע על הצמיחה שלהם בהתאם לאותות שהם תופסים, לדוגמה: אור, כוח משיכה, מגע, חומרים מזינים ומים (וולברטון, פאייה וטוסקה, 2011).

הגיאוטרופיזם הוא תופעה המתרחשת בשלושה שלבים:

1. איתור: התפיסה של כוח הכבידה מתבצעת על ידי תאים מיוחדים בשם statocysts.

2. התמרה ושידור: הגירוי הפיזי של הכבידה מומר לאות ביוכימי המועבר לתאים אחרים של הצמח.

3. תשובה: תאים הנמען לגדול בצורה כזו כי העקמומיות נוצרת שמשנה את הכיוון של האיבר. לפיכך, את השורשים לצמוח למטה נובעים עד, ללא קשר לכיוון של הצמח (מסון et al., 2002, טויוטה & גילרוי, 2013).

איור 1. דוגמה של גיאוטרופיזם במפעל. הערה ההבדל ההבדל של השורשים ואת גזע. בעריכת: קתרין בריסניו.

גיאוטרופיזם בשורשים

תופעת ההטיה של השורש לכיוון כוח הכבידה נחקרה לראשונה לפני שנים רבות. בספר המפורסם "כוח התנועה בצמחים", צ 'ארלס דרווין דיווחו כי שורשי הצמחים נוטים לגדול לכיוון כוח הכבידה (Ge & חן, 2016).

כוח הכבידה מזוהה בקצה השורש ומידע זה מועבר לאזור ההארכה, כדי לשמור על כיוון הצמיחה.

אם השינויים של אוריינטציה ביחס שדה הכבידה, התאים מגיבים ידי שינוי הגודל שלהם, כך קצה השורש להמשיך לצמוח באותו כיוון של geotropism חיובית הצגת הכבידה (סאטו, חיג'אזי, בנט, Vissenberg, & Swarup , 2017; Wolverton et al., 2011).

דרווין וסיסיאלסקי הראו כי יש מבנה בקצה השורשים שהיה נחוץ לגיאוטרופיזם להתרחש, מבנה זה נקרא "כובע".

הם הניחו כי הכובע היה אחראי לזיהוי שינויים בכיוון של שורשים, בהשוואה לכוח הכובד (Chen et al., 1999).

מחקרים מאוחרים יותר הראו שבכובע יש תאים מיוחדים שמשקעים לכיוון כוח הכבידה, תאים אלה נקראים סטטיסטיקאים.

Statocysts מכילים מבנים דומים אבנים, הם נקראים amyloplasts כי הם מלאים של עמילן. אמילופלאסטים ארוזים בצפיפות להתיישב ממש בקצה השורשים (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017, Wolverton et al., 2011).

ממחקרים שנעשו לאחרונה על ביולוגיה תאית ומולקולרית, השתפרה ההבנה של המנגנון השולט על הגיאוטרופיה השורשית.

זה הוכח כי תהליך זה מחייב הובלת הורמון גדילה בשם auxin, אמר התחבורה ידועה כמו התחבורה auxin פולאר (חן et al., 1999, Sato et al, 2017).

זה היה מתואר בשנות ה -20 של המודל Cholodny-Went, המציע כי עקמומי הצמיחה הם עקב חלוקה לא שוויונית של auxins (Öpik & Rolfe, 2005).

גיאוטרופיזם בגבעולים

מנגנון דומה קורה בגבעולים של צמחים, עם ההבדל כי התאים שלהם מגיבים אחרת auxin.

ב יורה של גבעולים, הגידול הריכוז המקומי של אוקסין מקדם הרחבת התא; ההפך קורה לתאי השורש (מוריטה, 2010, Taiz & Zeiger, 2002).

הרגישות המינית ל- auxin עוזרת להסביר את התצפית המקורית של דרווין, כי נובעת ושורשים מגיבים באופן הפוך לכוח הכבידה. שניהם שורשים וגבעולים, auxin מצטבר לכיוון כוח הכבידה, על הצד התחתון.

ההבדל הוא כי תאי הגזע מגיבים הפוך כדי בצורה תא שורש (Chen et al, 1999;. מסון ואח, 2002.).

בשורשים, התפשטות התא מעוכבת על הצד התחתון ואת העקמומיות לכיוון הכובד נוצר (gravitropism חיובי).

בשנת נובעת, אוקסין גם מצטבר בצד התחתון, לעומת זאת, עולה הרחבת התא וכתוצאה מכך העקמומיות של ההפך גזע אל הכבידה (גרביטרופיזם שלילי) (Hangarter 1997 חוש; מוריטה, 2010; Taiz & זייגר, 2002).

הפניות

1. חן, ר ', רוזן, א', & Masson, פ 'ח' (1999). גרוויטרופיזם בצמחים גבוהים. פיזיולוגיה של הצמח, 120, 343-350.
2. Ge, L., & Chen, R. (2016). גרוויטרופיזם שלילי בשורשי צמחים. צמחים צמחיים, 155, 17-20.
3. Hangarter, R. P. (1997). כוח הכבידה, האור והצמח. הצמח, התא והסביבה, 20, 796-800.
4. מסון, פ 'ה', טסאקה, מ ', מוריטה, מ.ג., גואן, ג', חן, ר ', מסון, פ. ה., חן, ר' (2002). ארבידופסיס thaliana: מודל לחקר שורש ולירות gravitropism (עמ '24-24).
5. Morita, M. T. (2010). הכבידה כיוונית חישה בגרוויטרפיה. סקירה שנתית של ביולוגיה של הצמח, 61, 705-720.
6. Öpik, H., & Rolfe, S. (2005). הפיזיולוגיה של צמחים פורחים. (C. U. Press, Ed.) (מהדורה 4).
7. סאטו, E.M., Hijazi, H., בנט, M.J, ויסנברג, ק ', & Swarup, ר' (2017). תובנות חדשות לאיתות גרוויטרופי שורש. כתב העת של בוטני ניסיוני, 66 (8), 2155-2165.
8. Taiz, L., & Zeiger, E. (2002). פיזיולוגיה של הצמח (מהדורה שלישית). סינואר.
9. טויוטה, מ ', & Gilroy, S. (2013). גרוויטרופיזם ואיתות מכני בצמחים. American Journal of Botany, 100 (1), 111-125.
10. וולברטון, C., Paya, A.M., & Toska, J. (2011). זווית כובע שורש שיעור התגובה gravitropic הם uncupled ב מוטציה ארבידופסיס pgm-1. פיזיולוגיה Plantarum, 141, 373-382.