CO TO JEST HYDROTROPIZM? MECHANIZM I ZNACZENIE - BIOLOGIA - 2026

Hidrotropismo jest odpowiedź w postaci wzrostu roślin na stężeniach wody; odpowiedź może być pozytywna lub negatywna. Na przykład korzenie są dodatnio hydrotropowe, ponieważ ich wzrost następuje w kierunku wyższego poziomu wilgotności względnej. Roślina jest w stanie to wykryć na czapce korzeniowej, a następnie wysłać sygnały do ​​wydłużonej części korzenia.

Hydrotropizm dodatni to taki, w którym organizm ma tendencję do wzrostu w kierunku wilgoci, podczas gdy hydrotropizm ujemny występuje, gdy organizm od niego odrasta.

Obraz odzyskany z slideshare.net.

Hydrotropizm to forma tropizmu (jest to orientująca odpowiedź organizmu na bodziec) charakteryzująca się wzrostem lub odpowiedzią ruchową komórki lub organizmu na wilgoć lub wodę.

Mechanizm hydrotropizmu

Klasa hormonów roślinnych zwanych auksynami koordynuje ten proces wzrostu korzeni.

Auksyny odgrywają kluczową rolę w wyginaniu korzeni roślin w kierunku wody, ponieważ powodują, że jedna strona korzenia rośnie szybciej niż druga, a tym samym wygina się korzeń.

Proces hydrotropizmu inicjowany jest przez czapeczkę korzeniową wychwytującą wodę i wysyłającą sygnał do wydłużonej części korzenia.

Hydrotropizm jest trudny do zaobserwowania w korzeniach podziemnych, ponieważ korzenie nie są łatwo widoczne.

Woda łatwo przemieszcza się w glebie, a zawartość wody w glebie stale się zmienia, więc żaden gradient wilgotności gleby nie jest stabilny.

Dlaczego hydrotropizm jest tak ważny dla roślin?

Korzenie wrastają w wodę

Ta zdolność do zginania i wzrostu korzenia w kierunku gradientu wilgotności zapewnianego przez hydrotropizm jest niezbędna, ponieważ rośliny potrzebują wody do wzrostu. Woda wraz z rozpuszczalnymi składnikami mineralnymi jest wchłaniana przez włośniki.

Tak więc w roślinach naczyniowych woda i minerały są transportowane do wszystkich części rośliny przez system transportowy zwany ksylemem.

Drugi system transportu w roślinach naczyniowych to łyko. Łyk również niesie wodę, nie z rozpuszczalnymi minerałami, ale głównie z rozpuszczalnymi organicznymi składnikami odżywczymi.

Ma to znaczenie biologiczne, ponieważ hydrotropizm pomaga zwiększyć wydajność rośliny w jej ekosystemie.

Błędne poglądy na temat hydrotropizmu

Hydrotropizm i wzrost korzeni na obszarach wilgotnych

Większy wzrost korzeni na obszarach wilgotnych niż na glebach suchych zwykle nie jest wynikiem hydrotropizmu.

Hydrotropizm wymaga, aby korzeń wygiął się z suszarki na wilgotny obszar gleby. Korzenie potrzebują wody do wzrostu, więc korzenie, które znajdują się w wilgotnej glebie, będą rosnąć i rozgałęziać się znacznie bardziej niż te w glebie suchej.

Absorpcja wody

Korzenie nie mogą wyczuć wody wewnątrz nienaruszonych rur przez hydrotropizm i muszą złamać rury, aby uzyskać wodę.

Odległość wymagana do wchłaniania wody

Korzenie nie czują wody kilka stóp dalej przez hydrotropizm i rosną w jej kierunku.

W najlepszym przypadku hydrotropizm działa prawdopodobnie na odległości kilku milimetrów.

Badania hydrotropizmu

Badania nad hydrotropizmem były przede wszystkim zjawiskiem laboratoryjnym dla korzeni rosnących w wilgotnym powietrzu, a nie w glebie. Jego znaczenie ekologiczne w korzeniach uprawianych w glebie nie jest jasne. Niedawna identyfikacja zmutowanej rośliny pozbawionej odpowiedzi hydrotropowej pomogła w wyjaśnieniu jej roli w przyrodzie.

Hydrotropizm może być ważny dla roślin uprawianych w kosmosie, gdzie może umożliwić korzeniom orientację w środowisku mikrograwitacyjnym. W rzeczywistości ta reakcja na wzrost roślin nie jest łatwa do zbadania. Eksperymenty, jak wspomniano, są wykonywane w laboratoriach, a nie w środowisku naturalnym.

Jednak coraz więcej dowiadujemy się o złożonej naturze tego procesu wzrostu roślin.

Najpopularniejszymi roślinami badającymi ten efekt są: groch (Pisum sativum), kukurydza (Zea mays) i kwaśnica pospolita (Arabidopsis thaliana).

Zmień kierunek wektora grawitacji

Innym podejściem do badania hydrotropizmu jest użycie instrumentów do zmiany kierunku wektora grawitacji otrzymywanego przez rośliny.

Kierunek wzrostu korzeni jest skierowany w stronę wody

Chociaż nie jest możliwe wyeliminowanie wpływu grawitacji na Ziemię, istnieją maszyny, które obracają rośliny wokół osi lub, w niektórych przypadkach, w trzech wymiarach, próbując zneutralizować skutki grawitacji, zwane maszynami pozycjonującymi. losowy.

W rzeczywistości hydrotropizm w korzeniach był najbardziej widoczny, gdy rośliny grochu i ogórka były uprawiane na jednej z tych maszyn.

Mikrograwitacja

Jeszcze ciekawszym podejściem do badań jest wykorzystanie warunków mikrograwitacji występujących podczas lotów kosmicznych.

Chodzi o to, że przy braku znacznych sił grawitacyjnych, dominujące reakcje grawitropowe korzeni są skutecznie negowane, tak że inne tropizmy korzeni (takie jak hydrotropizm) stają się bardziej widoczne, ponad grawitropizm. Jest to wirujący lub rosnący ruch rośliny lub grzyba w odpowiedzi na grawitację.

Inne trudności

Inną przeszkodą w badaniu hydrotropizmu jest trudność w stworzeniu systemu, w którym występuje powtarzalny gradient wilgotności.

Klasyczne metody niemieckich botaników, stosowane również przez Darwinów, polegały na umieszczaniu nasion w wiszącym cylindrze z mokrymi trocinami, co spowodowało, że korzenie najpierw wyrosły w dół, a następnie wróciły do ​​wilgotnego podłoża.

Warto zauważyć, że jednym z mniej znanych tropizmów jest hydrotropizm, ukierunkowany wzrost w odpowiedzi na gradienty wody lub wilgoci.

Chociaż hydrotropizm był badany w korzeniach roślin przez XIX-wiecznych niemieckich botaników i Darwinów, istnienie tego tropizmu było kwestionowane aż do ostatnich lat.

Procesy te należy po prostu dalej badać. Każde badanie naukowe zwiększy zrozumienie tych złożonych mechanizmów.

Bibliografia

1. Hershey, D. (1992). "Czy hydrotropizm jest cały mokry?" Działalność naukowa. 29 (2): 20–24.
2. Kiss, J. (2007). „Gdzie jest woda? Hydrotropizm u roślin ”. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
3. Zespół redaktorów przewodników po roślinach i kwiatach. (2012). „Hydrotropizm”. Odzyskany z plant-and-flower-guide.com.
4. Miyazawa, Y., Yamazaki, T., Moriwaki, T. i Takahashi, J. (2011). „Hydrotropizm”. Postępy w badaniach botanicznych. Odzyskany z sciencedirect.com.
5. Zespół redaktora Biology Online. (2016). „Hydrotropizm”. Odzyskany z biology-online.org.
6. Takahashi, N., Yamazaki, Y., Kobayashi, A., Higashitani, A. i Takahashi, H. (2003). „Hydrotropizm oddziałuje z grawitropizmem poprzez degradację amyloplastów w sadzonkach korzeni Arabidopsis i rzodkiewki”. Plant Physiol. 132 (2): 805–810.
7. Zespół redaktorów słowników. (2002). „Hydrotropizm”. Pobrane z Dictionary.com.