Что такое движение растений

Движения растений. Тропизмы и настии

Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих органов в пространстве. Реагируя на внешние воздействия, растения ме­няют ориентировку органов. Различают движения отдельных органов растения, связанные с ростом — ростовые и с изменениями в тургорном напряжении от­дельных клеток и тканей — тургорные. Ростовые движения, в свою очередь, бывают двух типов: тропические движе­ния, или тропизмы,— движения, вызванные односторонним воздействием ка­кого-либо фактора внешней среды (света, силы земного притяжения и др.); настические движения, или настии,— движения, вызванные общим диффузным изменением какого-либо фактора (света, температуры и др.). В зависимости от фактора, вызывающего тропические движения, различают геотропизм, фото­тропизм, хемотропизм, тигмотропизм, гидротропизм. Геотропизм — движения, вызванные односторонним влиянием силы тяже­сти. Если положить проросток горизонтально, то через определенный проме­жуток времени корень изгибается вниз, а стебель — вверх. Еще в начале ХIХ в. был изобретен прибор клиностат. В этом приборе проросток в горизонтальном положении привязывается к вращающейся оси. Благодаря этому сила притяже­ния действует попеременно на нижнюю и верхнюю стороны проростка. В этом случае рост проростка идет строго горизонтально и никаких изгибов не наблю­дается. Эти опыты доказали, что изгибы стебля и корня связаны с односторон­ним действием силы земного притяжения. Изгиб корня вниз (по направлению действия силы притяжения) называют положительным геотропизмом.

Тропизмы и настии: 1 — геотропизм; 2 — фототропизм; 3 — термонастии; 4 — фотонастии.

Геотропическая реакция — «пороговое» явление, т. е. геотропический изгиб происходит лишь при достижении раздражителем какого-то определенного уров­ня. Количество раздражителя равно силе гравитации, умноженной на время. Для того чтобы произошел изгиб, проросток должен быть выдержан в горизонтальном положении определенное время (время презентации). Если проростки выдержать это время в горизонтальном положении, а затем поместить вертикально, то все равно изгиб произойдет. При строго горизонтальном положении проростка время презентации наименьшее. Чем ближе положение проростка к вертикальному, тем больше время презентации. Это понятно, так как сила земного притяжения наибольшая при горизонтальном положении. Время презентации составляет примерно 3—5 мин. Время, необходимое для проявления изгиба, — 45—60 мин. Направление геотропической реакции может изменяться в процессе роста ор­ганизма, а также в зависимости от условий среды. Так, для цветоножки мака до распускания бутона характерен положительный геотропизм, а после распуска­ния цветков — отрицательный. При пониженной температуре отрицательный геотропизм стебля может переходить в диагеотропизм (стелющиеся формы).

Фототропизм — движения, вызванные неравномерным освещением разных сторон органа. Если свет падает с одной стороны, стебель изгибается по направ­лению к свету — положительный фототропизм. Корни обычно изгибаются в на­правлении от света — отрицательный фототропизм. Ориентировку пластинок листьев перпендикулярно к падающему свету (при большой интенсивности све­та) называют диафототропизмом. Для восприятия одностороннего освещения также необходимо определенное время презентации, которое зависит от силы одностороннего освещения. В зависимости от возраста растения и от условий среды направление фототропических изгибов может меняться. Так, у настурции до цветения для стебля характерен положительный фототропизм, а после созревания семян — отрица­тельный.

Хемотропизм — это изгибы, связанные с односторонним воздействием хи­мических веществ. Хемотропические изгибы характерны для пыльцевых трубок и для корней растений. Если пыльцу положить на предметное стекло в среду, содержащую сахарозу, и одновременно поместить туда кусочек завязи, все пыль­цевые трубки в процессе роста изогнутся по направлению к завязи. Корни растений изгибаются по направлению к питательным веществам. Если питательные вещества не перемешаны со всей почвой, а распределяются отдель­ными очагами, корни растут по направлению к этим очагам. Такая способность корней определяет большую эффективность гранулированных удобрений. Корни растут по направлению к отдельным гранулам, содержащим питательные веще­ства. При таком способе внесения питательных веществ создается также повы­шенная концентрация их около корня, что обусловливает их лучшую усвояе­мость.

Гидротропизм — это изгибы, происходящие при неравномерном распределе­нии воды. Для корневых систем характерен положительный гидротропизм.

Аэротропизм — ориентировка в пространстве, связанная с неравномерным распределением кислорода. Аэротропизм свойствен в основном корневым сис­темам.

Тигмотропизм — реакция растений на одностороннее механическое воздей­ствие. Тигмотропизм свойствен лазающим и вьющимся растениям.

Настические движения бывают двух типов: эпинастии — изгиб вниз и гипонастии — изгиб вверх. В зависимости от фактора, вызывающего те или иные настические движения, различают термонастии, фотонастии, никтинастии и др.

Термонастии — движения, вызванные сменой температуры. Ряд растений (тюльпаны, крокусы) открывают и закрывают цветки в зависимости от темпе­ратуры. При повышении температуры цветки раскрываются (эпинастические движения), при снижении температуры закрываются (гипонастические дви­жения).

Фотонастии — движения, вызванные сменой света и темноты. Цветки одних растений (соцветия одуванчика) закрываются при наступлении темноты и от­крываются на свету. Цветки других растений (табака) открываются с наступле­нием темноты.

Никтинастии («никти» — ночь) — движения цветков и листьев растений, свя­занные с комбинированным изменением, как света, так и температуры. Такое комбинированное воздействие наступает при смене дня ночью. Примером яв­ляются движения листьев у некоторых бобовых, а также у кислицы. К ростовым движениям относятся и круговые движения концов молодых по­бегов и кончиков корней относительно оси. Такие движения называют круго­вые нутации. Примерами являются движения стеблей вьющихся растений (хмель), усиков лазящих растений. Это необходимо для поиска опоры при дви­жении к свету стеблей.

Тургорные движения. Не все настические движения относятся к ростовым. Некоторые связаны с изменением тургора. К ним относятся никтинастические движения листьев. Так, для листьев многих растений характерны ритмические движения — у клевера наблюдается поднятие и складывание листочков слож­ного листа ночью. Этот тип движений связан с изменением тургора в специали­зированных клетках листовых подушечек.

Сейсмонастии — движения, вызванные толчком или прикосновением, напри­мер движение листьев у венериной мухоловки или у стыдливой мимозы. В результате прикосновения листья мимозы опускаются, а листочки складыва­ются. Реакция происходит чрезвычайно быстро, спустя всего 0,1 с. При этом раздражение распространяется со скоростью 40—50 см/с. Сейсмонастические движения листьев мимозы могут происходить и под влиянием местных тепловых, электрических или химических воздействий. Эти движения связаны с потерей тургора нижней стороны листа. Значение подобной двигательной реакции заклю­чается в предотвращении повреждений от ливневых дождей и сильных ветров.

Автонастии — самопроизвольные ритмические движения листьев, не свя­занные с какими-либо изменениями внешних условий. Так, листья тропического растения десмидиум претерпевают ритмические колебания.

Источник

Движение растений

Растения способны совершать самые различные движения, которые обусловливаются обменом веществ и на которые затрачивается определенное количество энергии. Прежде всего, сам рост уже есть движение. Правда, движение в большинстве случаев медленное, почти незаметное для человеческого глаза. Но есть и исключение из правила: молодые побеги бамбука, например, вырастают за сутки на 1—2 метра. У некоторых растений можно наблюдать, как быстро — на глазах — распускаются цветки.

Известно движение соцветия подсолнечника. В течение дня его корзинка неотступно следует за солнцем, а вечером, перед наступлением темноты, она уже поворачивается лицом к востоку, готовясь встретить лучи утренней зари. Желтые соцветия одуванчика закрываются к вечеру и вновь распускаются солнечным утром.

На ночь складываются или опускаются листья многих растений из семейства бобовых, или мотыльковых (белой акации, стыдливой мимозы, десмодиума), семейства кисличных (кислицы и биофитума), некоторых водных и болотных растений (амбулии, херпестеса). С наступлением же утра их листья постепенно раскрываются или приподнимаются.

Любые движения растений ботаники называют настиями. В конкретных же случаях, когда речь идет о движениях, вызванных вполне определенной причиной, к этому термину добавляют соответствующие приставки. Так движения, которые обусловлены суточным ритмом, как, например, закрытие листьев на ночь и открытие их днем, называются пикт и настиями. Опушенные или сложенные листья занимают более спокойное и энергетически выгодное положение. Днем растение поддерживает их в горизонтальном положении — ведь интенсивность процессов фотосинтеза зависит от положения листа относительно источника света. В темноте же фотосинтез, как известно, не происходит. Нет надобности тратить энергию на поддержание листьев в горизонтальном положении, и потому на ночь листья складываются.

У многих растений листья двигаются и в течение дня, поворачиваясь внешней своей поверхностью к источнику света. При слишком же сильном солнечном освещении, например, в полуденные часы, листья, наоборот, поникают, словно уклоняясь от лучей. Подобные движения можно наблюдать у десмодиума, кислицы, фасоли и других растений. Изменяя положение листьев относительно источника света, растение регулирует процессы фотосинтеза. В частности, момент поникания листьев соответствует минимуму на суточной кривой хода фотосинтеза. (Биологам известно, что обычно в полуденные часы, когда световая радиация максимальна, фотосинтез ослабевает, а подчас даже прекращается совсем.)

Механизм складывания листьев прост. Они поникают тогда, когда изгибается сочленение между черешком и листом. Изгиб этот, в свою очередь, происходит вследствие изменения давления клеточного сока, вызванного сжатием тела клетки под действием осмотически активных веществ — растворов солей, сахаров и других. При этом вода, находящаяся в клетках, перемещается в межклеточное пространство, вызывая падение давления клеточного сока.

От того, в какой части сочленения происходит изменение давления сока, зависит поднятие или опускание листа.

Занимательны растения-недотроги. С одним из них — нежным субтропическим растением мимозой стыдливой — вероятно, знакомы многие. Ее перистые листочки тотчас же складываются, если к ним прикоснуться.

Такие движения, проявляющиеся при внешних раздражениях — ударах, порывах ветра, прикосновениях, — называются сейсмонастиями. Они свойственны не только стыдливой мимозе. Нептуния, или болотная мимоза, десмодиум, кислицы, особенно кислица копеечниковидная, тоже реагируют на прикосновение, опуская листья вниз. Правда, у этих растений движения листьев более медленные. Перечисленные растения имеют чувствительные подушечки-сочленения между стеблем и черешком, между главным и вторичными черешками и, наконец, между черешком и сложными листочками. (А перечисленные растения очень красивы и вполне могли бы стать отличными украшениями на банкеты свадьбы и званные ужины).

В этих подушечках и происходят реакции, конечным результатом которых является движение листьев. Реакции эти в основном сводятся, как уже было сказано, к изменению давления клеточного сока в той или иной части сочленения. Пластинка листа и черешки таких растений снабжены чувствительными волосками, которые воспринимают и передают раздражения.

Наибольшей чувствительностью к раздражению отличается стыдливая мимоза; даже при легком прикосновении перистые листочки ее поднимаются вверх, складываясь попарно. При сильном сотрясении поникает, опускаясь вниз, весь сложный лист вместе с черешком. Раздражении распространяется по растению от одного листа к другому со скоростью от 15 до 50 миллиметров в секунду.

Зачем у стыдливой мимозы и других сейсмонастических растений выработался механизм, складывающий листья? Некоторые ученые склонны думать, что, внезапно складывая листья, растение отпугивает приблизившееся к нему животное. Однако это маловероятно. У мимозы есть более надежная защита — крепкие и острые шипы на стеблях. Другие же сейсмонастические растения имеют более медленную реакцию, складывают листочки постепенно, и их плавное движение вряд ли способно испугать кого-либо. Более обоснованным кажется другое мнение. Родина всех описанных растений — влажные тропические страны, где часты сильные ливни, ветры и бури. Нежные листья мимозы, например, если бы они не обладали свойством складываться, могли бы пострадать от действия стихий. Очевидно, сейсмонастии — эти жизненно полезные для растений качества — возникли и развивались в процессе длительной эволюции.

Сейсмонастии свойственны и некоторым цветкам. Если, например, прикоснуться к тычинкам цветка комнатной липы — спармании, то они быстро расходятся в стороны. Это облегчает опыление цветка: когда на него садится насекомое, тычинки раздвигаются, открывая дорогу к пестику. У опыленных цветков тычинки остаются неподвижными при прикосновении; механизм сейсмонастии стал ненужным.

Между прочим, растения способны «уставать». Если их часто раздражать, способность к движениям на какое-то время теряется.

Наиболее удивительны растения, обладающие способностью к автонастиям — быстрым самопроизвольным движениям, происходящим строго ритмично и без каких-либо внешних воздействий. Представитель таких растений — десмодиум тиране, называемый еще сигнальным растением или растением-семафором. Это невысокий кустарник, который растет в Индии по берегам рек и водоемов. У десмодиума самопроизвольно двигаются маленькие боковые листья, расположенные по два напротив друг друга на черешке большого листа. Листочки движутся скачкообразно — то вверх, то вниз — с интервалом в 1,5—2,5 минуты. Длительность этого интервала зависит от времени года, температуры и влажности окружающего воздуха. Ночью большие листья опускаются — «спят», но маленькие по-прежнему ритмично двигаются.

Механизм этого движения связан с происходящими в растении реакциями, регулируемыми процессом дыхания. Известно, что растения непрерывно — и днем и ночью — дышат, и процесс этот происходит с выделением значительного количества тепла.

Энергия эта используется растениями для роста, цветения и прочих жизненных процессов. Десмодиум тиране распространен в тропических странах Азии. Климат здесь влажный и жаркий, и дыхание растений усиленное. При этом выделяется большое количество энергии. Растение не может использовать ее только на внутренние процессы, ибо количество ее более чем достаточное. В этих условиях растение, по-видимому, приспособилось к превращению избыточной энергии в механическую работу движения листочков.

На самом деле, при понижении температуры воздуха интенсивность дыхания падает, а следовательно, выделяется меньшее количество энергии, и движения листочков становятся редкими и медленными. Наиболее интенсивно движение при 28—30°С. При дальнейшем повышении температуры темп движения листочков снова падает, а при 43—45°С прекращается совсем. Аналогичным же образом изменяется и дыхание растений, которое достигает максимума интенсивности при 25—28°С и практически прекращается при 45—50°С.

Если растение долгое время содержится в условиях низких температур — 10—15°С, его боковые листочки отпадают, как ненужное приспособление. То же самое происходит при длительном пребывании растения в сухом комнатном воздухе с относительной влажностью 55—65 процентов. Ведь темп дыхания зависит также и от влажности воздуха, усиливаясь с ее повышением и замедляясь с понижением. Аналогичным образом усиливается и замедляется движение листочков десмодиума.

На связь движения листочков с дыханием указывают также опыты, при которых растение помещали в среду инертного газа аргона. В этих условиях, когда растению «нечем дышать», прекращалось и движение листочков.

Между прочим, даже определенная нагрузка на листочки (0,015 г) не может приостановить движения их. При поднятии нагрузки каждый из листочков выполняет работу, достигающую 0,0075 гсм.

Механизм автонастий листочков десмодиума — настоящий растительный регулятор. Поэтому в последнее время растением этим заинтересовались кибернетики. У десмодиума движения боковых листочков непосредственно связаны с дыханием и не связаны с процессами фотосинтеза. Иной механизм автонастий у кислицы копеечниковидиной, родина которой — влажные тропические леса Южной Америки. Ее красивые тройчатосложные листочки свекольно-красного цвета также периодически поднимаются и опускаются. Правда, движения их более редки, чем у десмодиума (около 20 циклов за 2 часа), однако двигаются у кислицы все листья.

Интенсивность движения листьев кислицы копеечниковидной зависит в первую очередь от освещенности. С уменьшением освещенности она падает. При полном затенении растения в дневное время уже спустя 40 минут листочки опускаются, и движения их прекращаются. В ночное время листочки неподвижны.

Как видим, кислица копеечниковидная также имеет характерный регулирующий механизм. Конструкция его, к сожалению, пока не изучена.

Кроме автонастий, кислице копеечниковидной, как уже упоминалось выше, свойственны и сейсмонастии. При прикосновении ее листочки быстро складываются, опускаясь вниз.

Все эти оригинальные растения, описанные в статье, декоративны и культивируются у нас во влажных оранжереях. Можно содержать их и дома, в комнатных тепличках и оранжерейках. Желательно помещать их на светлом месте, особенно зимой. При достаточной освещенности они хорошо перезимовывают в условиях комнатной — 16—18°С — температуры.

Источник

Движения растений. Верхушечный рост. Ростовые движения

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

Движения растений

11.1. Верхушечный рост

11.2. Ростовые движения (тропизмы, ростовые настии, круговые нутации)

11.3. Тургорные обратимые движения

ДВИЖЕНИЯ РАСТЕНИЙ

Движение – это перемещение организма или его частей в пространстве. Движение необходимо для питания, защиты и размножения растений.

11.1. Верхушечный рост

Перемещение корневых волосков и гиф грибов происходит за счет верхушечного роста. В кончиках клеток содержится много везикул, производных аппарата Гольджи и эндоплазматического ретикулума, которые доставляют материалы для формирования клеточной стенки, а также синтетазы и гидролазы. Гидролазы разрыхляют стенку, которая растягивается под давлением протопласта. Микрофибриллы целлюлозы раздвигаются и в стенку встраиваются новые компоненты.

11.2. Ростовые движения

В процессе эволюции у растений возник специфический способ движения за счет необратимого роста клеток растяжением.

11.2.1. Тропизмы

Это движения растений, обусловленные односторонне действующими факторами среды. Они являются следствием более быстрого роста клеток растяжением на одной стороне побега, корня, листа. В зависимости от природы фактора различают гео-, фото-, тигмо-, термо-, электро- и хемотропизмы. При положительных тропизмах движение направлено в сторону раздражителя, при отрицательных – от него. Рассмотрим несколько видов тропизма.

Геотропизм – изгибание под действием гравитационного поля Земли вследствие разной скорости роста клеток противоположных сторон органа. Восприятие силы тяжести связано с воздействием на плазмалемму и эндоплазматический ретикулум статолитов (амилопласты, хлоропласты, отложения солей). Давление статолитов на мембраны приводит к изменению мембранного транспорта, поляризации клеток. При этом нижняя часть стеблей и корней, приведенных в горизонтальное положение, приобретает суммарный электроположительный заряд. Активируется транспорт ауксина как отрицательно заряженного аниона к нижней стороне органа. У стебля это приводит к усилению роста нижней части горизонтально расположенного стебля и его изгиба вверх. У клеток корней выше чувствительность к ауксину, поэтому повышенная концентрация ИУК в нижней части корня ингибирует ее рост и верхняя половина растет быстрее, что приводит к изгибу корня вниз.

Фототропизм – изгибы растений под влиянием одностороннего освещения. Затененная сторона этиолированных проростков растет более быстро, так как туда перемещается ауксин. В зеленых проростках ауксин не транспортируется на затененную часть побега, но у них в клетках освещенной стороны накапливается ингибитор роста ксантоксин.

Хемотропизм – ростовая реакция на химические соединения. Он наблюдается у корней, пыльцевых трубок, железистых волосков насекомоядного растения росянки. Большую роль при этом играет не только природа вещества, но и его концентрация: при низкой концентрации хемотропизм положителен, а при сверхоптимальной – отрицателен.

11.2.2. Ростовые настии

Это движения растений, обусловленные диффузно действующими факторами среды и происходят в результате неравномерного роста клеток растяжением. При росте верхней стороны орган изгибается книзу (эпинастия), нижней стороны – кверху (гипонастия).

Фотонастия вызвана сменой света и темноты. У многих растений цветки закрываются при наступлении темноты и открываются утром. Эти движения можно вызвать, искусственно затеняя и освещая растения. Движения цветков происходят из-за разной скорости роста верхней и нижней сторон лепестков при изменении освещенности.

Тигмонастия характерна для лазящих растений, когда усик в ответ на прикосновение закручивается. Он реагирует только при создании эффекта трения. В темноте усик не закручивается, но освещение растения даже через 90 мин после прикосновения вызывает закручивание усика. Движение происходит при участии этилена и ауксина, так как обработка ими вызывает закручивание усика без механического раздражения. После прикосновения нижняя сторона усика теряет тургор и становится вогнутой. Затем начинает расти верхняя сторона усика, что приводит к его закручиванию.

11.2.3. Круговые нутации

Это круговые или колебательные движения органов растения, характерные, в основном, для растущих побегов и корней. Они происходят за счет идущих по кругу ускорений роста клеток в результате геотропической корректировки в гравитационном поле.

11.3. Тургорные обратимые движения

Сюда относят движения замыкающих клеток устьиц, которые мы уже изучали. Такие же движения характерны для растений, чьи листья имеют специализированные образования в сочленениях между стеблем и черешком, между черешком и пластинкой листа. В этих образованиях паренхимные клетки коры, изменяя свой тургор, приводят к складыванию и разгибанию листьев. Различают флексорные и экстензорные клетки. Повышение тургора во флексорных клетках приводит к складыванию листьев, в экстензорных – к их разгибанию. Изменения тургора в этих клетках связано с изменениями транспорта сахарозы, ионов калия и хлора в результате деятельности протонных помп. Эти движения могут происходить медленно при смене условий освещения (никтинастические или движения сна), при механическом и химическом воздействиях у росянки или с большой скоростью при сотрясении у мимозы, кислицы и других растений.

Источник

Движение у растений

Вы будете перенаправлены на Автор24

Рост растения сопровождает различные движения, большинство из которых обнаруживается ответной реакцией на всякого вида раздражителей (температуру, свет, химические вещества, механическое воздействие). Распознают два типа движений у растений: сократительные и ростовые.

Ростовые движения

Ростовые движения могут быть соединены с многообразным воздействием раздражителей. Ростовые движения, порожденные раздражителем, воздействующим в одной направленности, называют тропизмами. Ростовые движения, объединенные с рассеянным воздействием раздражителя, называют настиями.

Многообразные виды тропизмов приобрели свое наименование от источников раздражения.

Фототропизм — это изгиб растений под воздействием источников света. Изгиб совершается благодаря неравномерному разделению ауксина в стебельке. На теневой краю ауксин скапливается больше, и рост клеток там насыщеннее. На световой крае количество ауксина незначительно. Изгиб совершается в сторону неторопливо увеличивающихся клеток, к свету.

Геотропизм — это изгиб органов растения под воздействием силы тяжести. В большинстве случаев корни располагают положительными геотропизмами, а стебель — отрицательными.

Хемотропизм — движения растений под воздействием химических веществ. Явления хемотропизма можно просматривать на примере изгиба корня при присутствии в почве всевозможных катионов и анионов. Катионы в почвенных растворах солей порождают отрицательные хемотропизмы, а анионы — положительные. По этой причине совершается рост корней в сторону удобренных территорий почвы.

У растений возможно также наблюдать гидротропизмы и термотропизмы.

Готовые работы на аналогичную тему

Сократительные движения

Фотонастическое движение происходит благодаря заторможенному росту клеток на той или другой стороне лепестка. Можно просматривать и движения лепестков под воздействием изменения температуры (термонастии). Цветки тюльпана отворачивают лепестки в теплом помещении и прикрывают, если передвинуть растение в помещение холодное.

Сократительные движения у растений порождается толчками, прикосновениями (сейсмонастии). Примером данного вида движения сможет послужить сжимание листьев у венериной мухоловки и стыдливой мимозы, произрастающих в тропическом лесу, сжимание листьев у росянки, произрастающей на сфагновом болоте, движение тычинок у спармании.

При реакциях на раздражение растения затрачивают энергию. На беспрестанные раздражения растения перестают реагировать. Реакция устанавливается только тогда, когда реставрируется необходимое число энергии.

Некоторое движение у растений связано с изменениями тургорного давления в клетках. Так, лопасти листиков у кислицы, белой акации, клевера наклоняются в ночное время из-за того, что в верхних половинах сочленений листа тургор увеличивается. Изгиб совершается в сторону наименьшего тургорного давления. Колебания тургорного давления в клеточках конуса нарастания побега повергает то, что макушки побегов произрастают не истинно вверх, а по спирали.

Источник