Čo je fototropismus?

Svoj obľúbený závod ste umiestnili na slnečný okenný parapet. Čoskoro si všimnete, že sa rastlina ohýba smerom k oknu namiesto toho, aby narástla priamo nahor. Čo robí tento závod na svete a prečo to robí?

Fenomén, ktorého ste svedkom, sa nazýva fototropismus. Ak chcete naznačiť, čo toto slovo znamená, predpona „fotografia“ znamená „svetlo“ a prípona „tropismus“ znamená „sústruženie“. Fototropismus je taký, keď sa rastliny otáčajú alebo ohýbajú smerom k svetlu.

Rastliny potrebujú svetlo, aby stimulovali výrobu energie; tento proces sa nazýva fotosyntéza. Svetlo generované zo slnka alebo z iných zdrojov je potrebné spolu s vodou a oxidom uhličitým na výrobu cukrov pre rastlinu, ktorá sa používa ako energia. kyslík sa tiež vyrába a mnoho foriem života to vyžaduje na dýchanie.

Fototropismus je pravdepodobne mechanizmom prežitia prijatým rastlinami, aby mohli získať čo najviac svetla. Keď rastliny nechávajú otvorené svetlo, môže dôjsť k väčšej fotosyntéze, čím sa vytvorí viac energie.

Včasné názory na príčinu fototropismu sa medzi vedcami líšili. Theophrastus (371 B.C.-287 B.C.) veril, že fototropismus bol spôsobený odstránením tekutiny z osvetlená strana stonky rastliny a Francis Bacon (1561-1626) neskôr predpokladal, že fototropismus bol spôsobený vädnutie. Robert Sharrock (1630 - 1684) veril, že rastliny sú zakrivené v reakcii na „čerstvý vzduch“, a John Ray (1628 - 1705) si myslel, že sa rastliny naklonili smerom k nižším teplotám bližším k oknu.

Bolo to až Charles Darwin (1809-1882) uskutočniť prvé relevantné experimenty týkajúce sa fototropismu. Predpokladal, že látka produkovaná v špičke vyvolala zakrivenie rastliny. Pomocou testovacích rastlín experimentoval Darwin zakrytím špičky niektorých rastlín a ponechaním iných nekrytých. Rastliny so zakrytými špičkami sa neohýbali smerom k svetlu. Keď zakryl spodnú časť stoniek rastlín, ale nechal špičky vystavené svetlu, tieto rastliny sa posunuli smerom k svetlu.

Darwin nevedel, čo je „látka“ produkovaná v špičke alebo ako spôsobila ohýbanie stonky rastlín. Avšak, Nikolai Cholodny a Frits sa zúčastnili zistili v roku 1926, že keď sa vysoké hladiny tejto látky presunuli na tienistú stranu stonky rastlín, táto stonka by sa ohla a zakrivila tak, aby sa špička pohybovala smerom k svetlu. Presné chemické zloženie látky, o ktorom sa zistilo, že je prvým identifikovaným rastlinným hormónom, nebolo objasnené skôr Kenneth Thimann (1904-1977) izolovaný a identifikovaný ako kyselina indol-3-octová alebo auxín.

Súčasná myšlienka mechanizmu za fototropismom je nasledovná.

Svetlo pri vlnovej dĺžke približne 450 nanometrov (modré / fialové svetlo) osvetľuje rastlinu. Proteín nazývaný fotoreceptor zachytáva svetlo, reaguje naň a vyvoláva reakciu. Nazýva sa skupina fotoreceptorových proteínov modrého svetla zodpovedných za fototrofizmus phototropins. Nie je úplne jasné, ako fototropíny signalizujú pohyb auxínu, ale je známe, že auxín sa v reakcii na vystavenie svetlu presúva na tmavšiu, zatienenú stranu stonky. Auxín stimuluje uvoľňovanie vodíkových iónov v bunkách na tienistej strane kmeňa, čo spôsobuje zníženie pH buniek. Pokles pH aktivuje enzýmy (nazývané expansíny), ktoré spôsobujú napučiavanie buniek a vedú kmeň k ohnutiu smerom k svetlu.

• Ak máte v okne rastlinu s fototropizmom, skúste ju otočiť opačným smerom, aby sa rastlina ohýbala od svetla. Trvá len asi osem hodín, kým sa rastlina otočí späť k svetlu.
• Niektoré rastliny rastú ďalej od svetla, jav, ktorý sa nazýva negatívny fototropismus. (V skutočnosti to majú korene rastlín; korene určite nerastú smerom k svetlu. Ďalším slovom toho, čo prežívajú, je gravitačné ohýbanie smerom k gravitačnému ťahu.)
• Photonasty môže znieť ako obrázok niečoho šťastného, ​​ale nie je to tak. Je podobný fototropismu v tom, že zahŕňa pohyb rastliny v dôsledku svetelného podnetu, ale vo fotonastii tento pohyb nie je smerom k svetelnému podnetu, ale vo vopred určenom smere. Pohyb je určený samotnou rastlinou, nie svetlom. Príkladom fotonasty je otváranie a zatváranie listov alebo kvetov v dôsledku prítomnosti alebo neprítomnosti svetla.