Усика
В ботанике усика представляет собой специализированный стебель , лист или черешки с резьбой, используемая поднимающими растениями для поддержки и прикрепления, а также клеточной инвазией паразитическими растениями, такими как куската . [ 1 ] Есть много растений, которые имеют усики; в том числе сладкий горох, пасфлауэр, виноград и чилийский слав . [ 2 ] Усики реагируют на прикосновение и на химические факторы, керлингу, сгибание или приличия к подходящим конструкциям или хозяевам. Усики сильно различаются по размеру от нескольких сантиметров до 27 дюймов (69 сантиметров) для Nepenthes Harryana [ 3 ] Каштановая лоза ( тетрастигма Voinierianum ) может иметь усики до 20,5 дюймов (52 сантиметра) в длину. Обычно в каждом узле есть только один простой или разветвленный усилитель (см. Стебель растений ), но огурец Aardvark ( Hucumis Humifructus ) может иметь до восьми. [ 4 ]
История
[ редактировать ]Самым ранним и наиболее полным исследованием усиленных усилий была Чарльза Дарвина монография о движениях и привычках лазантных растений , которые были первоначально опубликованы в 1865 году. Эта работа также придумала термин «Объединенность», чтобы описать движение растущих стеблей и усилий, ищущих поддержки. Дарвин также наблюдал феномен, который теперь известен как извращение усики , в котором усики применяют форму двух разделов противостоящих спиралей с переходом в середине. [ 5 ]
Биология усиленных
[ редактировать ]В садовом городе только терминальные листочки модифицированы, чтобы стать усиками. В других растениях, таких как желтый Vetch ( Lathyrus aphaca ), весь лист модифицируется, чтобы стать усиками, в то время как условия увеличиваются и выполняют фотосинтез . Третьи используют рахис сложного листа в качестве усики, например, члены рода Клематис .
Специализированные ловушки кувшина растений Nepenthes образуются на конце усиков. Усики воздушных кувшинов обычно наносят спираль посередине. Если усиление вступает в контакт с объектом достаточно долго, он обычно свернется вокруг него, образуя сильную точку привязки для кувшина. Таким образом, усики помогают поддерживать растущий стебель растения. [ 6 ] Усики Cuscuta , паразитарного растения, руководствуются воздушными химическими веществами и только шпагат вокруг подходящих хозяев.
Эволюция и виды
[ редактировать ]Привычки подъема в растениях поддерживают себя, чтобы добраться до навеса , чтобы получить больше ресурсов солнечного света и увеличить диверсификацию в цветущих растениях. [ 7 ] Тендрилл - это растительный орган, который получен из различных морфологических структур, таких как стебли, листья и соцветия. Несмотря на то, что привычки восхождения участвуют в покрытосеменных , спутниках и папоротнике , [ 8 ] Усики часто показаны в покрытосеменных и мало в папоротнике. Основываясь на их молекулярной основе развития усики, исследования показали, что характеристики спиральных спиральных спиралов не коррелируют с онтогенетическим происхождением, [ 9 ] Вместо этого есть несколько онтогенетических истоков. 17 типов усилений были идентифицированы с помощью онтогенетического происхождения и паттерна роста, и каждый тип усиленных может быть вовлечена более одного раза в пределах покрытосеменных. Общие фрукты и овощи, которые имеют усики, включают арбузы ( Citrullus lanatus ), полученные из модифицированного стебля, гороха ( Pisum sativum ), полученного из модифицированных терминальных листовок и общей виноградной лозы ( Vitis vinifera ), модифицированы из целой изобилии. [ 10 ]
Механизм наматывания
[ редактировать ]Окружение
[ редактировать ]Механизм усиленного наращивания начинается с обхождения усики, в котором он движется и растет в круговой колебательной картине вокруг своей оси. [ 11 ] Окружение часто определяется как первое основное движение усики, и это служит целью увеличения вероятности того, что завод вступит в контакт с системой поддержки (физическая структура для усики, чтобы катушка вокруг). [ 12 ] В исследовании 2019 года, проведенном Guerra et al. Было показано, что без опорного стимула, в данном случае доля в земле, усики будут обходить к световому стимулу. После многих попыток достичь структуры поддержки, усиление в конечном итоге упадет на землю. [ 13 ] Тем не менее, было обнаружено, что когда присутствует опорный стимул, колебание обритации усики происходит в направлении опорного стимула. Следовательно, был сделан вывод, что усики способны изменить направление их окружности на основе наличия стимула поддержки. [ 13 ] Процесс обритации в растениях не является уникальным для усиленных растений, так как почти все виды растений показывают поведение округа. [ 11 ]
Свяжитесь с панелью
[ редактировать ]Тигмотропизм является основой входного сигнала в механизме усиленного нарастания. Например, гороховые усики имеют высокочувствительные клетки на поверхностях клеточных стен, которые подвергаются воздействию. Эти сенсибилизированные клетки являются теми, которые инициируют тигмотропный сигнал, как правило, в виде кальциевой волны. [ 14 ] Первичный сенсорный сигнал вызывает сигнальный каскад других фитомормонов, особенно гамма-аминобутирической кислоты (ГАМК) и джассоната (JA). В усике виноградной лозы недавно было показано, что ГАМК может самостоятельно способствовать усилению. Также было показано, что фитогормоны джасмоната служат гормональным сигналом для инициирования нажатия усики. [ 15 ] Этот каскад может активировать плазматическую мембрану H+-ATPase , которая также играет роль в механизме контакта в качестве протонного насоса. Эта активность насоса устанавливает электрохимический ионы H+ изнутри клетки к апопластам , что, в свою очередь, создает осмотический градиент. Это приводит к потере давления тургора; Различия в размере клеток из -за потери давления тургора в некоторых клетках создают реакцию на спираль. [ 16 ] На это сократительное движение также влияет желатиновые волокна, которые сокращаются и лигнируют в ответ на каскад тигмотропного сигнала. [ 17 ]
Самодискриминация
[ редактировать ]Несмотря на то, что усиленные переворачивают вокруг хозяев на основе восприятия прикосновения , растения имеют форму самодискриминации [ 18 ] И избегайте поворота вокруг себя или соседних растений одного и того же вида - демонстрируя химитропизм на основе хеморецепции . [ 19 ] После того, как усиление вступает в контакт с соседним конспецифическим растением (из тех же видов) сигнальных молекул, высвобождаемых растением -хозяином, связывается с хеморецепторами на усиленных заводах. Это генерирует сигнал, который предотвращает тигмотропный путь и, следовательно, предотвращает покрытие усики вокруг этого хозяина. [ 18 ]
Исследования, подтверждающие этот путь, были выполнены на скалолазном заводе Cayratia japonica . Исследования показали, что когда два растения C. japonica были помещены в физический контакт, усики не будут отверститься вокруг конспецифического растения. Исследователи проверили это взаимодействие, выделяя кристаллы оксалата из листьев растения C. japonica и покрывая палку с кристаллами оксалата. Стремление растений C. japonica , которые возникали в физическом контакте с оксалат-покрытой палочкой, не будут катушкой, подтверждая, что лазанистские растения используют хеморецепцию для самоуправления. [ 19 ]
Самодискриминация может дать эволюционное преимущество для подъема растений, чтобы избежать наматывания вокруг конспецифичных растений. Это связано с тем, что соседние лазанистские растения не обеспечивают столь устойчивые конструкции, которые можно нарастать по сравнению с более жесткими близлежащими растениями. Кроме того, имея возможность распознавать и избегать намотки вокруг конспецифических растений, растения снижают свою близость к конкуренции, позволяя им иметь доступ к большему количеству ресурсов и, следовательно, лучшего роста. [ 18 ]
Галерея
[ редактировать ]-
Nepenthes Rafflesiana Верхний кувшин со спиральной усикой. -
Virginia Creeper Vine начинает усиленность -
Огурцовая тендер -
Сквош -виноградная лоза
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Растения: другая перспектива» . Content.yudu.com . Архивировано из оригинала 2017-02-17 . Получено 2018-01-09 .
- ^ «Как растения поднимаются - скалолазание и виноградные лозы | Поставка садовника» . www.gardeners.com . Получено 2022-04-27 .
- ^ Курата, Шигео (1976). Непент из горы Кинабалу . Кота Кинабалу, Малайзия: Национальный фонд парков. п. 47
- ^ Kilbride Jr., Joseph H. (1993). Биосистематическая монография рода Cucumis . Бонн, Нет. Каролина: Parkway Publishers. п. 77
- ^ Чарльз Дарвин, «О движениях и привычках лазантных растений», журнал Линневого общества , 1865.
- ^ Кларк, CM 1997. Nepenthes of Borneo . Публикации естественной истории, Кота Кинабалу.
- ^ Джаноли, Эрнесто (2004-10-07). «Эволюция привычки скалолазания способствует диверсификации в цветущих растениях» . Труды Королевского общества Лондона. Серия B: Биологические науки . 271 (1552): 2011–2015. doi : 10.1098/rspb.2004.2827 . PMC 1691831 . PMID 15451690 .
- ^ Иснард, Сандрин; Фейлд, Тейлор С. (2015), «Эволюция покрытосеминого лианесценции: перспектива из структурной функции ксилемы» , Экология Лианаса , Джон Вили и сыновья, Ltd, стр. 221–238, doi : 10.1002/9781118392409.Ch17, Doi: 10.1002/9781118392409 . ISBN 978-1-118-39240-9 Получено 2021-06-05
- ^ Sousa-baena, Mariane S.; Lohmann, Lúcia G.; Эрнандес-Лопес, Хосе; Синха, Нилима Р. (2018). «Молекулярный контроль развития усики у покрытосеменных» . Новый фитолог . 218 (3): 944–958. Doi : 10.1111/nph.15073 . ISSN 1469-8137 . PMID 29520789 . S2CID 4860319 .
- ^ Sousa-baena, Mariane S.; Синха, Нилима Р.; Эрнандес-Лопес, Хосе; Lohmann, Lúcia G. (2018). «Конвергентная эволюция и разнообразное онтогенетическое происхождение усиков в покрытосеменных» . Границы в науке о растениях . 9 : 403. DOI : 10.3389/fpls.2018.00403 . ISSN 1664-462x . PMC 5891604 . PMID 29666627 .
- ^ Jump up to: а беременный Поцелуй, Джон З. (2009). «Растения кружат в космическом пространстве» . Новый фитолог . 182 (3): 555–557. doi : 10.1111/j.1469-8137.2009.02817.x . ISSN 1469-8137 . PMID 19422543 .
- ^ Малабарба, Джаяна; Рейхельт, Майкл; Паскуали, Джанкарло; Mithöfer, Axel (2019-03-01). "Стремление в виноградной лозе: джассонаты и новая роль для ГАМК?" Полем Журнал регулирования роста растений . 38 (1): 39–45. doi : 10.1007/s00344-018-9807-x . HDL : 21.11116/0000-0001-1BB3-7 . ISSN 1435-8107 . S2CID 13792885 .
- ^ Jump up to: а беременный Война, Сильвия; ПЕРЕССОТТИ, Алессандро; ПЕРЕССОТТИ, Франческа; Балгерони, Мария; Baccinelli, Walter; Д'Амико, Энрико; Гомес, Алехандра; Massaccesi, Stefano; Цеккарини, Франческо; Castiello, Umberto (2019-11-12). «Гибкий контроль движения в растениях» . Научные отчеты . 9 (1): 16570. Bibcode : 2019natsr ... 916570g . Doi : 10.1038/s41598-019-53118-0 . ISSN 2045-2322 . PMC 6851115 . PMID 31719580 .
- ^ Jaffe, MJ; Леопольд, AC; Staples, RC (2002-03-01). «Ответы Тигмо в растениях и грибах» . Американский журнал ботаники . 89 (3): 375–382. doi : 10.3732/ajb.89.3.375 . ISSN 0002-9122 . PMID 21665632 .
- ^ Малабарба, Джаяна; Рейхельт, Майкл; Паскуали, Джанкарло; Mithöfer, Axel (март 2019 г.). "Стремление в виноградной лозе: джассонаты и новая роль для ГАМК?" Полем Журнал регулирования роста растений . 38 (1): 39–45. doi : 10.1007/s00344-018-9807-x . HDL : 21.11116/0000-0001-1BB3-7 . ISSN 0721-7595 . S2CID 13792885 .
- ^ Jaffe, MJ; Galston, AW (1968-04-01). «Физиологические исследования на усиленных горохах. V. Изменения мембраны и движение воды, связанные с контактной панелью» . Физиология растений . 43 (4): 537–542. doi : 10.1104/pp.43.4.537 . ISSN 0032-0889 . PMC 1086884 . PMID 16656803 .
- ^ Боулинг, Эндрю Дж.; Вон, Кевин С. (апрель 2009 г.). «Желатиновые волокна широко распространены в сквозных усиках и виноградных лозах» . Американский журнал ботаники . 96 (4): 719–727. doi : 10.3732/ajb.0800373 . PMID 21628227 .
- ^ Jump up to: а беременный в Фукано, Юя; Ямаво, Акира (26 августа 2015 г.). «Самодискриминация в усиках виноградной лозы опосредована физиологической связью» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 282 (1814): 20151379. DOI : 10.1098/rspb.2015.1379 . PMC 4571702 . PMID 26311669 .
- ^ Jump up to: а беременный Фукано, Юя (15 марта 2017 г.). «Аендрилы лозы используют контактную хеморецепцию, чтобы избежать конспецифических листьев» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 284 (1850): 20162650. DOI : 10.1098/rspb.2016.2650 . PMC 5360923 . PMID 28250182 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с усиками в Wikimedia Commons
| Базы данных управления авторитетом : национальный |
|---|
