Hva er Geotropisme eller Gravitropisme?

den geotropismo det er tyngdekraftenes påvirkning på bevegelsen av planter. Geotropisme kommer fra ordene "geo" som betyr jord og "tropisme", som betyr bevegelse fremkalt av en stimulus (Öpik & Rolfe, 2005).

I dette tilfellet er stimulansen tyngdekraften, og hva er bevegelsen er planten. Siden stimulansen er tyngdekraften, er denne prosessen også kjent som gravitropisme (Chen, Rosen, & Masson, 1999, Hangarter, 1997).

I mange år har dette fenomenet vekket nysgjerrigheten til forskere, som har undersøkt hvordan denne bevegelsen skjer i planter.

Mange studier har vist at ulike områder av planten vokser i motsatte retninger (Chen et al., 1999; Morita, 2010; Toyota & Gilroy, 2013)..

Det har blitt observert at tyngdekraften spiller en fundamental rolle i å veilede plantedelene: den øvre del, som dannes av stammen og bladene, vokser oppover (negativ gravitropism), mens det nedre område som utgjøres av røtter, vokser nedover i tyngdekraften (positiv gravitropisme) (Hangarter, 1997).

Disse tyngdekraften-medierte bevegelsene sikrer at planter utfører sine funksjoner på riktig måte.

Toppen er vendt mot sollys for fotosyntese, og den nederste er vendt mot bunnen av jorden, slik at røttene kan nå vann og næringsstoffer som er nødvendige for deres utvikling (Chen et al., 1999 ).

Hvordan oppstår geotropisme??

Planter er ekstremt følsomme for miljøet, de kan påvirke deres vekst, avhengig av de signaler de mottar, for eksempel lys, tyngdekraften, berøring, næringsstoffer og vann (Wolverton, Paya, og Toska, 2011).

Geotropisme er et fenomen som oppstår i tre faser:

1. deteksjon: Tyngdekraften er utført av spesialiserte celler som kalles statocytter.

2. Transduksjon og overføring: Den fysiske stimulansen av tyngdekraften omdannes til et biokjemisk signal som overføres til andre celler i planten.

3. svaret: Mottakercellene vokser på en slik måte at en krumning genereres som endrer organets orientering. Dermed vokser røttene nedover og stenglene oppover, uansett plantens orientering (Masson et al., 2002, Toyota & Gilroy, 2013).

Figur 1. Eksempel på geotropisme i en plante. Legg merke til forskjellen i rotenes og stammenes orientering. Redigert av: Katherine Briceño.

Geotropisme i røttene

Fenomenet til rotens tilting mot tyngdekraften ble studert for første gang for mange år siden. I den berømte boken "Kraften til bevegelse i planter", Rapporterte Charles Darwin at planters røtter pleier å vokse mot tyngdekraften (Ge & Chen, 2016).

Gravity detekteres på tuppen av roten og denne informasjonen overføres til forlengelsesområdet for å opprettholde vekstretningen.

Dersom det skjer endringer i orientering med hensyn til gravitasjonsfelt, celler responderer ved å endre deres størrelse, slik at tuppen av roten for å fortsette å vokse i samme retning av tyngdekraften å presentere positiv geotropism (Sato, Hijazi, Bennett, Vissenberg, og Swarup , 2017; Wolverton et al., 2011).

Darwin og Ciesielski viste at det var en struktur på spissen av røttene som var nødvendig for geotropisme, og denne strukturen ble kalt "cap".

De postulerte at hatten var ansvarlig for å oppdage endringer i orienteringen av røttene, med hensyn til tyngdekraften (Chen et al., 1999).

Senere studier viste at i hetten er det spesielle celler som sedimenter i retning av tyngdekraften, kalles disse cellene statosystene.

Statocystene inneholder strukturer som ligner på steiner, de kalles amyloplaster fordi de er fulle av stivelse. De tett pakket amyloplastene settes rett ved spissen av røttene (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017, Wolverton et al., 2011).

Fra nyere studier av cellulær og molekylærbiologi har forståelsen av mekanismen som styrer rotteotropien blitt forbedret.

Det har vist seg at denne prosessen krever transport av et veksthormon kalt auxin, nevnte transport er kjent som polar auxintransport (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017).

Dette ble beskrevet i 1920 i modellen Cholodny-Wents, noe som foreslår at krumningene av vekst som følge av en ujevn fordeling av auxin (Öpik & Rolfe, 2005).

Geotropisme i stilkene

En lignende mekanisme forekommer i stammene av planter, med forskjellen at deres celler reagerer annerledes på auxin.

I skudd av stammer fremmer økningen i lokal konsentrasjon av auxin celleekspansion; Det motsatte skjer med rotens celler (Morita, 2010; Taiz & Zeiger, 2002).

Differensial følsomheten for auxin bidrar til å forklare Darwins opprinnelige observasjon at stengler og røtter reagerer på motsatt måte til tyngdekraften. Både i røtter og stilker akkumuleres auxin mot tyngdekraften, på undersiden.

Forskjellen er at stamceller reagerer på motsatt måte til roten celler (Chen et al., 1999, Masson et al., 2002).

I røttene hemmer celleutvidelsen på undersiden og krumningen mot tyngdekraften genereres (positiv gravitropisme).

I stengler, auxin akkumulerer også på den nedre side, men celle ekspansjon øker og resulterer i krumningen av stammen motsatt til tyngdekraften (negativ gravitropism) (Hangarter 1997 forstand, Morita, 2010; Taiz- Zeiger, 2002).

referanser

1. Chen, R., Rosen, E., & Masson, P.H. (1999). Gravitropisme i høyere planter. Plantfysiologi, 120, 343-350.
2. Ge, L., & Chen, R. (2016). Negativ gravitropisme i planterøtter. Naturplanter, 155, 17-20.
3. Hangarter, R. P. (1997). Gravity, lys og planteform. Plant, Cell og Environment, 20, 796-800.
4. Masson, P.H., Tasaka, M., Morita, M.T., Guan, C., Chen, R., Masson, P.H., ... Chen, R. (2002). Arabidopsis thaliana: En modell for studiet av rot og skyte gravitropisme (s. 1-24).
5. Morita, M. T. (2010). Retningsmessig Gravity Sensing in Gravitropism. Årlig gjennomgang av plantebiologi, 61, 705-720.
6. Öpik, H., & Rolfe, S. (2005). Fysiologi av blomstrende planter. (C. U. Press, Ed.) (4. utgave).
7. Sato, E.M., Hijazi, H., Bennett, M.J., Vissenberg, K., & Swarup, R. (2017). Ny innsikt i rotgravitropisk signalering. Journal of Experimental Botany, 66 (8), 2155-2165.
8. Taiz, L., & Zeiger, E. (2002). Plantfysiologi (3. ed.). Sinauer Associates.
9. Toyota, M., & Gilroy, S. (2013). Gravitropisme og mekanisk signalering i planter. American Journal of Botany, 100 (1), 111-125.
10. Wolverton, C., Paya, A. M., & Toska, J. (2011). Root hetten gravitropic vinkel og responshastigheten er utkoblet i den PGM-1-mutant Arabidopsis. Physiology Plantarum, 141, 373-382.