Какво е фототропизъм?

Поставихте любимото си растение на слънчев перваз. Скоро забелязвате, че растението се огъва към прозореца, вместо да расте право нагоре. Какво в света прави това растение и защо прави това?

Явлението, на което сте свидетел, се нарича фототропизъм. За подсказка какво означава тази дума, имайте предвид, че представката „снимка“ означава „светлина“, а наставката „тропизъм“ означава „обръщане“. Така че, фототропизмът е, когато растенията се обърнат или огънат към светлината.

Растенията се нуждаят от светлина, за да стимулират производството на енергия; този процес се нарича фотосинтеза. Светлината, генерирана от слънцето или от други източници, е необходима, заедно с водата и въглеродния диоксид, за да се получат захари, които растението може да използва като енергия. кислород също се произвежда и много форми на живот изискват това за дишане.

Фототропизмът вероятно е механизъм за оцеляване, възприет от растенията, така че да могат да получат колкото се може повече светлина. Когато листата на растението са отворени към светлина, може да се извърши повече фотосинтеза, което позволява да се генерира повече енергия.

Ранните мнения за причината за фототропизма варират сред учените. Теофраст (371 г. н.е.-287 г. пр. Н. Е.) Смятал, че фототропизмът е причинен от отстраняването на течност от осветена страна на стъблото на растението, а Франсис Бейкън (1561-1626) по-късно постулира, че фототропизмът се дължи на увяхване. Робърт Шаррок (1630-1684) вярва, че растенията са извити в отговор на "чист въздух", а Джон Рей (1628-1705) смята, че растенията се навеждат към по-хладните температури по-близо до прозореца.

Това беше до Чарлз Дарвин (1809-1882) за провеждане на първите съответни експерименти по отношение на фототропизма. Той предположи, че вещество, произведено в върха, индуцира кривината на растението. Използвайки тестови растения, Дарвин експериментира, покривайки върховете на някои растения и оставяйки други непокрити. Растенията с покрити връхчета не се огъват към светлина. Когато обхвана долна част от стъблата на растението, но остави върховете, изложени на светлината, тези растения се преместиха към светлината.

Дарвин не знаеше какво представлява „веществото“, произведено в върха, или как причинява изкълчването на стъблото на растението. Въпреки това, Николай Чолодни и Фриц отидоха установено през 1926 г., че когато високи нива на това вещество се преместват в засенчената страна на стъблото на растението, това стъбло ще се огъва и извива, така че върхът да се движи към светлината. Точният химичен състав на веществото, за който е установено, че е първият идентифициран растителен хормон, не е изяснен до момента Кенет Тиман (1904-1977) изолирани и идентифицирани като индол-3-оцетна киселина или ауксин.

Настоящата мисъл за механизма зад фототропизма е следната.

Светлина, с дължина на вълната около 450 нанометра (синя / виолетова светлина), осветява растение. Протеин, наречен фоторецептор, улавя светлината, реагира на нея и задейства реакция. Наричат ​​се групата на фоторецепторите на синя светлина, отговорни за фототрофизма phototropins. Не е ясно как точно фототропините сигнализират за движението на ауксин, но е известно, че ауксин се придвижва към по-тъмната, засенчена страна на стъблото в отговор на излагането на светлина. Ауксинът стимулира отделянето на водородни йони в клетките в засенчената страна на стъблото, които водят до намаляване на pH на клетките. Намаляването на pH активира ензимите (наречени експанзини), които причиняват набъбване на клетките и водят стъблото да се огъва към светлината.

• Ако имате растение, което изпитва фототропизъм на прозорец, опитайте да обърнете растението в обратна посока, така че растението да се огъва от светлината. Необходими са само около осем часа, за да може растението да се обърне обратно към светлината.
• Някои растения растат далеч от светлина, явление, наречено отрицателен фототропизъм. (Всъщност растителните корени изпитват това; корените със сигурност не растат към светлина. Друга дума за това, което изпитват, е гравитропизъм, насочен към гравитационното дърпане.)
• Фотонастията може да звучи като картина на нещо скучно, но не е така. Той е подобен на фототропизма по това, че включва движението на растение поради светлинен стимул, но при фотонастията движението не е към светлинния стимул, а в предварително определена посока. Движението се определя от самото растение, а не от светлината. Пример за фотонастика е отварянето и затварянето на листа или цветя, поради наличието или липсата на светлина.