Пошук:
Автор Pavlenko | 27 ноября 2012 | Коментарів: 0 | Переглянуто 24489
Рубрика: Корисна інформація / Рослинний світ

Про рухи рослин

Вивчаючи біологію ми знаємо, що характерною властивістю всіх живих організмів є здатність до активного руху всього організму або його частин у просторі. Рухова активність необхідна для живлення, захисту і розмноження. Всім нам добре відомі різноманітні рухи тварин, а чи рухаються рослини? Більшість скажуть: ні! Але так вважалося лише до початку XIX століття, що рослина не володіє ні чутливістю, ні руховою активністю, так як Жан Батіст Ламарк в 1909 році в праці "Філософія зоології" писав: «Рослини ніколи і ні в одній зі своїх частин не володіють чутливістю, не мають здатності перетравлювати їжу і не вчиняють рухів під впливом подразнень». Ми дійсно знаємо, що у рослин немає нервової та м'язової систем, але всі вони мають здатність до своїх рослинних рухів, яких зазвичай не вдається побачити безпосередньо, так як відбуваються вони дуже повільно.  Їх можна спостерігати за допомогою покадрової кінозйомки з показом в прискореному темпі. Які ж це рухи? Адже, придивившись досить уважно, можна помітити, що:
- верхівки пагонів здійснюють кругові рухи, їх називають нутації;
- пагони і листові пластинки повертаються в напрямку односторонньо падаючого світла – це тропізми;
- при зміні дня і ночі відкриваються і закриваються квітки – це так звані настії.
 Існуючі способи руху у рослин вчені класифікують наступним чином:
1) внутрішньоклітинні рухи - рух цитоплазми і органоїдів;
2) локомоторні рухи клітин за допомогою спеціальних джгутиків;
3) ростові рухи на основі росту клітин розтягненням - подовження осьових органів, пагонів, коренів, ріст листя, …;
4) верхівковий ріст - ріст пилкових трубок, кореневих волосків, протонеми мохів;
5) оборотні тургорні рухи - рух продихів.
 Рух цитоплазми і локомоторні рухи є загальними для рослинних і тваринних клітин. Решта типів рухів властиві лише рослинам.

 Внутрішньоклітинні рухи. Цитоплазма в рослинних клітинах перебуває у постійному русі. Зовнішні та внутрішні впливи змінюють швидкість цього руху аж до його зупинки. Середня швидкість руху цитоплазми варіює від 2-5 мкм/сек в пилкових трубках і кореневих волосках до 50-80 мкм/сек в меживузлях харових водоростей, у яких рух цитоплазми вивчається найбільше.
 У цитоплазмі клітин рослин виявлено скоротливі білки - актин і міозин. Кількість міозину в рослинних клітинах невелика в порівнянні з його вмістом у клітинах тварин, але він також володіє АТФазною активністю, яка зростає при взаємодії з актином. Такі великі органоїди рослинних клітин, як хлоропласти, здатні до автономних рухів. Їх зручно спостерігати в краплях цитоплазми з клітин харових водоростей. У таких краплях хлоропласти зберігають обертальні рухи зі швидкістю 1 оборот/сек. 
 У рослинних клітинах, як і в клітинах тварин, функціонує ще одна система білків, що забезпечує переміщення органоїдів і секрету по мікротрубочках до плазмалеми і від неї. 
 Локомоторні рухи клітин. В основі локомоторних рухів лежить функціонування системи скорочувальних білків, тубуліну і дінеіну, що входять до складу мікротрубочок джгутиків. Ковзний рух периферичних мікротрубочок (9 пар) щодо центральної пари відбувається з витратою енергії АТФ. Він характерний для одноклітинних і колоніальних форм багатьох класів зелених водоростей, зооспор і гамет, для зооспор бурих водоростей, а також для сперматозоїдів мохів, плаунів, хвощів і папоротей.
 Таким чином, рух цитоплазми і локомоторні рухи у рослин принципово не відрізняються від тваринних організмів.
 Ростові рухи здійснюються на основі росту клітин розтягненням. У рослин в процесі еволюції виник специфічний спосіб руху за рахунок незворотного розтягування клітин. Він лежить в основі подовження осьових органів, збільшення площі листових пластинок та інших ростових рухів. Зростання розтягуванням включає в себе утворення в клітині центральної вакуолі, накопичення в ній осмотично активних речовин (іонів, цукрів, органічних кислот і ін). Гідростатичний (тургорний) тиск є основною силою, яка розтягує клітинну стінку. Розтягування клітинних стінок підтримується включенням в них нових молекул полісахаридів. Одночасно з розтягуванням клітини відбувається синтез компонентів цитоплазми - зростає число мітохондрій, рибосом та інших внутрішньоклітинних структур. 
 Якщо той чи інший фактор середовища діє на рослину або його орган однонаправлено, то в залежності від сили (градієнта концентрації речовини, світла і т.д.) і тривалості дії фактора виникає ростовий вигин (тропізм) або від діючого фактора (негативний), або в його бік (позитивний). Тропізмові вигини відбуваються внаслідок зміни транспорту ауксину і, можливо, інших фітогормонів. Розрізняють фото-, термо-, електро-, травмо-, гравій-, гідро-і автотропізми. За допомогою тропізмов здійснюється така орієнтація органів в просторі, яка забезпечує найбільш ефективне використання рослиною факторів живлення, а також служить для захисту від шкідливих впливів.
 Прикладом повільних тургорних рухів є рух замикаючих клітин продихів, які відкривають або закривають продихову щілину. Ступінь відкриття продихів залежить від освітленості, рівня СО2 в тканинах листа і їх обводненню. Це важливий механізм регуляції газового та водного режимів рослини і процесу фотосинтезу, здійснюваного листом. Зі сходом сонця продихи відкриваються при невеликій інтенсивності світла. Подібні механізми лежать в основі всіх тургорних рухів органів рослин у відповідь на зміну дифузно діючих факторів зовнішнього середовища: світло-темрява, тепло-холод. Прикладом можуть служити рухи листя багатьох бобових (квасолі, конюшини, арахісу, акації) і деяких рослин інших родин (наприклад, кислиці) у відповідь на зміну дня і ночі. Ці рухи називають рухами "сну". Рух листя у цих рослин забезпечується діяльністю спеціалізованих утворень - подушечок в зчленуваннях між стеблом і черешком, між черешком і пластинкою листка і між листочками складного листа. По центру подушечки проходить судинний пучок, а навколо нього зверху і знизу розташовуються клітини кори, які і виконують функцію моторних клітин.
 До типу швидких тургорних рухів відносять рухи, індуковані струсом, ударом складних листків деяких бобових (мімози), венерина мухоловки. Найбільш детально вивчена реакція листя мімози сором'язливої. Механічний удар (струшування) викликає в листку виникнення потенціалу дії з амплітудою 50-100 мВ, який поширюється по черешку зі швидкістю 0,5-4 см/с. У місці переходу черешка в подушечку первісний ПД індукує в подушечці інший потенціал дії. Через 0,05-0,1 с після виникнення ПД у подушечці починається вихід К+ і Cl- і слідом за ними води з клітин, що і призводить до зниження тургору в них. В результаті складний лист швидко опускається, а маленькі листочки піднімаються і складаються вгору. Весь лист піднімається значно повільніше (30-60 хв). Такі швидкі рухові реакції сприяють запобіганню ушкоджень від сильних вітрів і злив.

Як узагальнення сказаного можна класифікувати рухи у рослин таким чином.

 Тропізми – ростова реакція органу чи частини органу на якийсь зовнішній подразник. Вони можуть бути позитивні, якщо до джерела подразнення та негативні, якщо від нього. Тому розрізняють:
геотропізми – орієнтування органів рослин відносно напрямку земного тяжіння;
фототропізми – ростові вигини органів рослин під впливом одностороннього висвітлення; при позитивному фототропізмі зелені частини рослини реагують на різницю в кількості світла між тіньовою і освітленою сторонами органу. У коренів часто спостерігається негативний фототропізм, а листя можуть займати положення, перпендикулярне до падаючого світла.
гідротропізми – викликаються нерівномірним розподілом води у грунті і в повітрі;
хемотропізми – виникають під впливом хімічних речовин, тобто органи рослин відповідають зміною росту на градієнти різних хімічних сполук;
термотропізми – зумовлюються дією температури.
тігротропізми – ростова відповідь рослини на зміни тиску;
травмотропізми – ростова реакція рослини на певне травмування своїх частин;  
гравітропізми - ростові вигини органів рослин під дією вектора гравітаційного поля Землі. У наземних рослин корені ростуть у напрямку дії сили тяжіння (позитивний гравітропізм), а надземні органи - проти неї (негативний гравітропізм).
Всі рухові реакції рослин, які відносять до тропізми, здійснюються з використанням механізмів росту розтягуванням.
Нутації – обертальні кругові рухи ростучих частин органів рослини: стебел, листків, квітконіжок, вусиків, коренів… Ці рухи зумовлені періодично повторюваними змінами величин тургорного тиску та інтенсивності росту протилежних сторін певного органу. Найкраще вони виявляються у витких рослин. Добре відомими прикладами цього типу рухів служать рухи стебел витких рослин. Тривалість одного обороту у них становить від 2 до 12 годин. Більшість ліан завиваються вліво, а стебло хмелю - вправо. При цьому змінюється зростання не верхньої і нижньої, а бічних сторін стебла. У кучерявих рослин немає чутливості стебла до дотику.
Постійні кругові нутації вчиняють також вусики або навіть вся верхня частина пагона у лазячих рослин, що необхідно для пошуку опори при русі стебла до світла. На відміну від в'юнких рослин вусики (особливо кінчики) лазячих рослин дуже чутливі до дотику шорсткою опори (але не скляної палички). Вусики гороху відповідають ростовим рухом на дотик вовняної нитки масою 0,25 мг. В ефекті закручування вусика важлива наявність світла (в темряві не відбувається). Обробкою вусиків ауксином або етиленом можна викликати їх закручування навіть без механічного стимулу.
 Таксиси – рухові реакції нижчих рослин, тобто ростова реакція всього організму до чи від подразника. Часто вони здійснюються за допомогою джгутиків.  Таксиси поділяють на:
фототаксиси – рухи внаслідок дії світла;
гідротаксиси – рухи внаслідок дії вологи;
термотаксиси – рухи внаслідок дії температури;
хемотаксиси – рухи внаслідок дії хімічних речовин;
баротаксиси – рухи внаслідок дії механічних подразників.
Настії – рухи листків, пелюсток та інших органів рослин зумовлені зовнішніми подразниками. Ці ростові реакції пов’язані не з одностороннім впливом стимуляторів, а з дифузним. Вони є:
епінастії – рухи при швидкому рості верхньої сторони органу (при розкриванні бруньок, пуп’янків квіток);
гіпонастії – при швидкому рості нижньої сторони органів;
фотонастії – рухи відносно джерела світла;
термонастії – рухи відносно температури;
ніктинастії – рухи, спричинені зміною дня і ночі;
сейсмонастії – рухи у відповідь на механічні подразнення, наприклад, закривання листків у комахоїдних рослин, які подібні до швидкості рухів тварин, також складання листків при ударі в мімози сором'язливої, рух тичинок у волошки.
хемонастії – рухи, спричинені дією хімічних речовин.
 
 Яким же чином формувалися у рослин такі різноманітні типи рухів?
 
 Прийнято вважати, що вищі рослини походять від зелених водоростей:  як при цьому змінювалася рухова активність рослинних організмів? Форми зелених водоростей, що живуть в основному в прісних водах, пересуваються за допомогою джгутиків. Оскільки джгутики є цитоплазматичними виростами, то клітинні стінки у них не повністю замкнуті і надлишок води виділяється з клітин за допомогою пульсуючих вакуоль. Клітинна оболонка повністю замикається у хлорококових водоростей, але при цьому вони втрачають джгутики і здатність до самостійного пересування. Багатоклітинні нитчасті водорості типу улотрикса є прикріпленими організмами, і їх рух до падаючого зверху світлу здійснюється повільно - за рахунок поділу клітин.
 Поява у нитчастих водоростей іншого, швидкого типу росту шляхом утворення великої центральної вакуолі і розтягування клітинної стінки - зростання розтяганням давало істотні переваги в освоєнні краще освітлених верхніх шарів водойми. Подовження клітин за рахунок зростання розтяганням виявилося настільки вдалою формою руху, що поряд з фотосинтезом стало основою розвитку рослинного світу. Інші форми рухів у рослин також включають в себе зростання розтяганням.
 У ході подальшої еволюції у рослин все більшою мірою розвивається здатність до оборотних рухів на основі мінливого тургорного тиску. Такий механізм виник насамперед у перших вищих наземних рослин при формуванні продихів. Потім повільні тургорні рухи (настії) починають використовуватися для руху листя, закривання і відкривання квіток. Нарешті, з'являються швидкі оборотні тургорні рухи - сейсмонастії.
 Якщо регуляція рухів, пов'язаних із зростанням розтяганням, здійснювалася за допомогою фітогормонів, то для регуляції тургорних рухів швидкість передачі гормонального сигналу вже недостатня і керування руховою активністю починає здійснюватися за участю електричних імпульсів (потенціалів дії).
 Отже,  для світу рослин характерна велика різноманітність способів руху. Усі наявні дані підтверджують правоту Ч.Дарвіна: «На даний момент ми знаємо, що рух відбувається постійно і що тільки його розмах або напрямок або те й інше разом повинні видозмінюватися для користі рослини відповідно внутрішнім і зовнішнім стимулам".

скачать dle 10.3фильмы бесплатно


Подібні публікації:
Ксилемно-флоемний транспорт речовин Ксилемно-флоемний транспорт речовин
 Рослини – живі організми і основою їхньої життєдіяльності,  як у тварин і людини, є обмін речовин. Завдяки яким структурам...
Руховий апарат клітин водоростей Руховий апарат клітин водоростей
 Переміщення у рідкому середовищі здійснюється за участю особливих структур, що являють собою або тимчасові, або постійні вирости клітин. До...
Типи морфологічної структури тіла водоростей Типи морфологічної структури тіла водоростей
 На відміну від вищих рослин, що характеризуються листостебловою будовою, водорості виявляють морфологічну різноманітність. Тіло водоростей може...
Подразливість як одна з основних ознак життєдіяльності рослин. Подразливість як одна з основних ознак життєдіяльності рослин.
  Здатність до активного руху організму або його частин у просторі, тобто до руху з витратою енергії, є характерною властивістю всіх живих...
Забезпечення компонентами цитоплазми руху клітин Забезпечення компонентами цитоплазми руху клітин
Всі типи активного руху незалежно від того, забезпечуються вони безпосередньо процесами в цитоплазмі одноклітинних організмів, діями спеціальних...
Навігація ↓
Реклама ↓
Статистика ↓
bigmir)net TOP 100

free counters
Реклама ↓
На сайті знайшли ↓