Движения растений
Растения не перемещаются с места на место, но их органы могут изгибаться, раскрываться, закрываться и менять направление роста. Такие движения являются ответами на раздражители: свет, силу тяжести, прикосновение, влажность и другие воздействия. Чтобы понять их причины, сначала повторите тему раздражимость растений.
Что называют движениями растений
Движение растения — это изменение положения его органа или части тела во времени. Оно происходит благодаря росту клеток, изменению их тургора или сокращению специальных клеток. У растений нет мышц и нервной системы, поэтому реакция обычно развивается медленнее, чем у животных.
Ростовые движения — движения, связанные с неравномерным ростом разных сторон органа. После завершения роста изгиб часто сохраняется. Пример: изгиб побега к окну.
Ненаправленные движения, или настии, зависят от силы раздражителя, но не от того, с какой стороны он действует. Они часто возникают из-за изменения тургора клеток и могут быть обратимыми. Подробно они рассматриваются на странице настии.
Важно различать направленные и ненаправленные реакции. При направленном движении положение органа зависит от направления раздражителя. Таковы тропизмы: побег изгибается к источнику света, а корень растёт по направлению действия силы тяжести. При настии направление раздражителя не определяет сторону движения: цветок может закрыться вечером независимо от того, с какой стороны наступила темнота.
| Признак | Тропизм | Настия |
|---|---|---|
| Зависимость от направления раздражителя | Есть | Нет |
| Основной механизм | Неравномерный рост | Изменение тургора или рост |
| Пример | Изгиб побега к свету | Закрывание цветка вечером |
| Обратимость | Часто движение необратимо | Часто движение обратимо |
Ростовые движения в ответ на свет
Фототропизм — направленный рост органа под действием света. У большинства побегов наблюдается положительный фототропизм: стебель и молодые листья растут в сторону источника света. У корней обычно проявляется отрицательный фототропизм: они растут от света, поскольку находятся в почве и ориентируются на более благоприятные условия.
Если свет падает только с одной стороны, верхушка побега воспринимает разницу освещённости. В зоне роста распределяется растительный гормон ауксин. У побега он перемещается преимущественно на затенённую сторону. Клетки этой стороны растягиваются сильнее, поэтому побег изгибается к свету. Подробное объяснение приведено на странице фототропизм.
При одностороннем освещении неравномерный рост сторон побега вызывает его изгиб. У большинства побегов изгиб направлен к источнику света, то есть фототропизм положительный.
Листья также изменяют положение, чтобы получать больше света. Это повышает эффективность фотосинтеза. Однако направление роста определяется не только светом: важны возраст органа, сила освещения, влажность и действие силы тяжести.
Геотропизм: ответ на силу тяжести
Геотропизм, или гравитропизм, — направленный рост органа под действием силы тяжести. Корень обычно проявляет положительный геотропизм: растёт вниз, по направлению действия силы тяжести. Побег проявляет отрицательный геотропизм: растёт вверх, против действия силы тяжести. Это помогает органам занять положение, необходимое для жизни растения.
Корень и побег реагируют на один и тот же раздражитель — силу тяжести — противоположным образом: корень растёт по направлению силы тяжести, а побег — против неё.
При изменении положения проростка клетки воспринимают перераспределение тяжёлых частиц внутри них. Сигнал изменяет распределение ауксина в зоне роста. В корне повышенная концентрация ауксина на нижней стороне тормозит растяжение клеток, поэтому сильнее растёт верхняя сторона и корень изгибается вниз. В побеге повышенная концентрация ауксина обычно усиливает растяжение нижней стороны, поэтому побег изгибается вверх.
Проросток положили горизонтально. Как изменится положение его органов?
Ненаправленные движения — настии
Настии возникают, когда растение отвечает на изменение освещённости, температуры, влажности или прикосновение. В отличие от тропизма, здесь важно не направление раздражителя, а его наличие и сила. Например, цветки некоторых растений раскрываются днём и закрываются ночью, а листья некоторых бобовых складываются вечером.
Быстрые настические движения обычно связаны с изменением тургора. В основании листа или листочка находится утолщение — сочленение. При перераспределении воды между клетками его верхняя и нижняя стороны изменяют упругость, и лист опускается или поднимается. После прекращения раздражителя движение иногда возвращается в исходное состояние.
Реакция на прикосновение называется тигмонастией. У мимозы после касания листочки складываются: раздражение быстро передаётся по тканям, а клетки сочленений теряют воду. У некоторых растений прикосновение вызывает изгиб усиков и помогает им цепляться за опору. Такое движение не означает, что растение «чувствует» прикосновение как животное: это физиологический ответ клеток.
Определим тип движения у побега, который изгибается к окну.
Ответ: это положительный фототропизм, то есть ростовое направленное движение побега к источнику света. Если бы растение закрывало цветок при наступлении темноты, это была бы настия, потому что направление темноты не имеет значения.
Как распознавать движения в заданиях
- Найдите раздражитель: свет, силу тяжести, прикосновение, температуру или смену дня и ночи.
- Спросите, зависит ли движение от направления раздражителя. Если зависит, это тропизм; если нет, вероятна настия.
- Определите орган: побег чаще растёт к свету и вверх, корень — от света и вниз.
- Проверьте механизм: длительный изгиб обычно связан с неравномерным ростом, быстрое складывание листьев — с изменением тургора.
- Не путайте направление роста с направлением раздражителя: положительный тропизм означает рост к раздражителю, отрицательный — от него.
1. Называть любое движение тропизмом. Тропизм обязательно связан с направлением раздражителя. 2. Считать, что корень всегда растёт к свету: обычно корень избегает света. 3. Путать фототропизм с фотонастией: изгиб побега к окну направлен, а раскрытие цветка при освещении не зависит от стороны света. 4. Объяснять все движения ростом: быстрые движения листьев часто вызваны изменением тургора.
Побег: к свету и против силы тяжести. Корень: от света и по силе тяжести. Тропизм направлен, настия не направлена.
Быстрая проверка
Проверьте понимание темы
Главное
- Движения растений — реакции органов на раздражители; они могут быть ростовыми или связанными с изменением тургора.
- Тропизмы направлены и зависят от направления раздражителя: фототропизм связан со светом, геотропизм — с силой тяжести.
- У большинства побегов фототропизм положительный, а у корней обычно отрицательный; корень имеет положительный геотропизм, побег — отрицательный.
- Настии не зависят от направления раздражителя. Быстрые настии часто возникают из-за изменения тургора.
- В заданиях сначала определяйте раздражитель, затем проверяйте направленность движения и его механизм.