Quimiotropismo jest wzrost i przemieszczanie rośliny lub części roślin w odpowiedzi na bodziec chemiczny. W pozytywnym chemotropizmie ruch jest w kierunku substancji chemicznej; w negatywnym ruchu chemotropizmu jest daleka od substancji chemicznej.
Przykład tego można zobaczyć podczas zapylania: jajnik uwalnia cukry w kwiatku, które działają pozytywnie, powodując pylenie i wytwarzanie łagiewki pyłkowej.
W tropizmie reakcja organizmu często wynika z jego wzrostu, a nie z ruchu. Istnieje wiele form tropizmów, a jedna z nich nazywa się chemotropizmem.
Charakterystyka chemotropizmu
Jak już wspomnieliśmy, chemotropizm to wzrost organizmu, którego podstawą jest jego odpowiedź na bodziec chemiczny. Reakcja wzrostu może dotyczyć całego organizmu lub części organizmu.
Reakcja wzrostu może być również pozytywna lub negatywna. Pozytywny chemotropizm to taki, w którym odpowiedź wzrostu jest skierowana w stronę bodźca, podczas gdy negatywny chemotropizm występuje wtedy, gdy odpowiedź wzrostu jest z dala od bodźca.
Innym przykładem ruchu chemotropowego jest wzrost pojedynczych aksonów komórek neuronalnych w odpowiedzi na sygnały zewnątrzkomórkowe, które kierują rozwijającym się aksonem w celu unerwienia właściwej tkanki.
Dowody na chemotropizm obserwowano również w regeneracji neuronów, w której substancje chemotropowe kierują neurytów zwojowych do zdegenerowanego pnia neuronu. Przykładem chemotropizmu jest również dodatek azotu atmosferycznego, zwany także wiązaniem azotu.
Chemotropizm różni się od chemotaksji, główna różnica polega na tym, że chemotropizm jest związany ze wzrostem, podczas gdy chemotaksja jest związana z lokomocją.
Co to jest chemotaksja?
Ameba żywi się innymi protistami, algami i bakteriami. Musi być w stanie przystosować się do chwilowego braku odpowiedniej ofiary, na przykład do wejścia w stan spoczynku. Ta zdolność to chemotaksja.
Prawdopodobnie wszystkie ameby będą miały tę zdolność, ponieważ dałoby to tym organizmom wielką przewagę. W rzeczywistości chemotaksję wykazano w amebie proteus, akantamiebie, naeglerii i entamoeba. Jednak najlepiej zbadanym chemotaktycznym organizmem pełzakowym jest dictyostelium discoideum.
Termin „chemotaksja” został po raz pierwszy wymyślony przez W. Pfeffera w 1884 r. Zrobił to, aby opisać przyciąganie plemników paproci do zalążków, ale od tego czasu zjawisko to zostało opisane w bakteriach i wielu komórkach eukariotycznych w różnych sytuacjach.
Wyspecjalizowane komórki w metazoans zachowały zdolność czołgania się w kierunku bakterii, aby wyeliminować je z organizmu, a ich mechanizm jest bardzo podobny do mechanizmu używanego przez prymitywne eukarionty do znajdowania bakterii na pożywienie.
Wiele z tego, co wiemy o chemotaksji, zostało poznane przez badanie dctyostelium discoideum i porównanie tego z naszymi własnymi neutrofilami, białymi krwinkami, które wykrywają i konsumują atakujące bakterie w naszych ciałach.
Neutrofile są komórkami zróżnicowanymi iw większości niebiosyntetycznymi, co oznacza, że nie można zastosować zwykłych narzędzi biologii molekularnej.
Wydaje się, że pod wieloma względami złożone bakteryjne receptory chemotaksji działają jak prymitywne mózgi. Ponieważ mają one zaledwie kilkaset nanometrów średnicy, nazwaliśmy je nanomózgami.
To rodzi pytanie, czym jest mózg. Jeśli mózg jest organem, który wykorzystuje informacje sensoryczne do kontrolowania aktywności motorycznej, wówczas bakteryjny nanomózg pasowałby do definicji.
Jednak neurobiolodzy zmagają się z tą koncepcją. Twierdzą, że bakterie są zbyt małe i zbyt prymitywne, aby mieć mózgi: mózgi są stosunkowo duże, złożone i stanowią wielokomórkowe zgrupowania z neuronami.
Z drugiej strony neurobiolodzy nie mają problemu z koncepcją sztucznej inteligencji i maszyn, które działają jak mózgi.
Biorąc pod uwagę ewolucję inteligencji komputerowej, oczywiste jest, że rozmiar i pozorna złożoność są słabą miarą mocy obliczeniowej. W końcu dzisiejsze małe komputery są znacznie potężniejsze niż ich większe i pozornie bardziej złożone poprzedniczki.
Pomysł, że bakterie są prymitywne, jest również fałszywym poglądem, pochodzącym być może z tego samego źródła, które prowadzi do przekonania, że duże jest lepsze, jeśli chodzi o mózgi.
Bakterie ewoluowały przez miliardy lat dłużej niż zwierzęta, a przy ich krótkim czasie pokolenia i ogromnej populacji systemy bakteryjne są prawdopodobnie znacznie bardziej rozwinięte niż cokolwiek, co może zaoferować królestwo zwierząt.
Próbując ocenić inteligencję bakteryjną, natrafiamy na fundamentalne pytania dotyczące indywidualnego zachowania w stosunku do populacji. Zwykle brane są pod uwagę tylko przeciętne zachowania.
Jednak ze względu na ogromną różnorodność indywidualności niegenetycznej w populacjach bakterii, wśród setek bakterii pływających w atrakcyjnym gradiencie, niektóre nieustannie płyną w preferowanym kierunku.
Czy ci faceci wykonują wszystkie właściwe ruchy przez przypadek? A co z nielicznymi, którzy płyną w złym kierunku, w dół po kuszącym nachyleniu?
Oprócz tego, że są przyciągane przez składniki odżywcze w swoim środowisku, bakterie wydzielają cząsteczki sygnałowe w sposób, który ma tendencję do łączenia się w zespołach wielokomórkowych, w których istnieją inne interakcje społeczne, które prowadzą do procesów, takich jak tworzenie się biofilmu i patogeneza.
Chociaż dobrze scharakteryzowano je pod kątem poszczególnych składników, złożoność interakcji między składnikami układu chemotaksji dopiero zaczęła być rozważana i doceniana.
Na razie nauka pozostawia otwarte pytanie, jakie naprawdę są inteligentne bakterie, dopóki nie uzyskasz pełniejszego zrozumienia tego, o czym mogą myśleć i jak często rozmawiają ze sobą.
Bibliografia
- Daniel J Webre. Chemotaksja bakteryjna (SF). Currente biology. cell.com.
- Co to jest chemotaksja (sf) .. igi-global.com.
- Chemotaksja (nd). bms.ed.ac.uk.
- Tropizm (marzec 2003). Encyclopædia Britannica. britannica.com.