гелиотропизм

Маргаритки ( Bellis perennis ) после раскрытия утром обращены к Солнцу и будут следовать за Солнцем в течение дня.

Гелиотропизм , форма тропизма , представляет собой суточное или сезонное движение частей растения (цветков или листьев) в ответ на направление Солнца .

Привычка некоторых растений двигаться в направлении Солнца — форма тропизма — была известна уже древним грекам. В честь этого свойства одно из этих растений они назвали Heliotropium , что означает «поворот Солнца». Греки предполагали, что это пассивный эффект, предположительно потеря жидкости на освещенной стороне, не нуждающийся в дальнейшем изучении. Возобладала логика Аристотеля о том, что растения — это пассивные и неподвижные организмы. Однако в 19 веке ботаники обнаружили, что в растении задействованы процессы роста, и провели все более глубокие эксперименты. А. П. де Кандоль назвал это явление у любого растения гелиотропизмом (1832). В 1892 году он был переименован в фототропизм , поскольку это реакция на свет, а не на солнце, а также потому, что фототропизм водорослей в лабораторных исследованиях того времени сильно зависел от яркости (положительный фототропизм для слабого света и отрицательный фототропизм для яркого света). , как солнечный свет). Ботаник, изучающий этот предмет в лаборатории, на клеточном и субклеточном уровне или использующий искусственный свет, скорее всего, будет использовать более абстрактное слово «фототропизм» — термин, который включает как искусственный свет, так и естественный солнечный свет . Французский ученый Жан-Жак д'Ортус де Майран был одним из первых, кто изучал гелиотропизм, когда экспериментировал с растением Mimosa pudica . Это явление было изучено Чарльзом Дарвином и опубликовано в его предпоследней книге 1880 года « Сила движения растений» , работе, которая включала и другие стимулы движения растений, такие как гравитация, влага и прикосновение.

Цветочный гелиотропизм

Гелиотропные цветы отслеживают движение Солнца по небу с востока на запад. Маргаритки или Bellis perennis закрывают свои лепестки на ночь, но раскрываются при утреннем свете, а затем следуют за солнцем в течение дня. Ночью цветы могут принимать случайную ориентацию, а на рассвете они снова поворачиваются к востоку, где восходит Солнце. Движение осуществляется двигательными клетками гибкого сегмента чуть ниже цветка, называемого пульвинусом . Моторные клетки специализируются на перекачке калия ионов в близлежащие ткани, изменяя их тургорное давление . Сегмент сгибается, потому что двигательные клетки на теневой стороне удлиняются из-за повышения тургора . Это считается тургор-опосредованным гелиотропизмом. В органах растений, в которых отсутствует пульвини, гелиотропизм может возникать за счет необратимого расширения клеток, вызывающего определенные модели роста. Считается, что эта форма гелиотропизма обусловлена ​​ростом. Гелиотропизм — это реакция на свет Солнца.

Пояснения

Было предложено несколько гипотез возникновения гелиотропизма у цветов:

• Гипотеза привлечения опылителей утверждает, что тепло, связанное с полной инсоляцией цветка, является прямой наградой для опылителей .
• Гипотеза стимулирования роста предполагает, что эффективное поглощение солнечной энергии и последующее повышение температуры благоприятно влияют на прорастание пыльцы , рост пыльцевой трубки и образование семян .
• Гипотеза охлаждения, подходящая для цветов в жарком климате, предполагает, что положение цветов регулируется во избежание перегрева.

В целом, гелиотропизм цветов может повысить репродуктивный успех за счет увеличения опыления , успеха оплодотворения и/или развития семян. особенно в весенних цветах.

Некоторые растения, следящие за солнечной энергией, не являются чисто гелиотропными: у этих растений изменение ориентации представляет собой врожденное циркадное движение, вызываемое светом, которое продолжается в течение одного или нескольких периодов, если световой цикл прерывается.

Тропические вьюнковые цветы имеют предпочтительную ориентацию, указывая в общем направлении солнца, но не следуя точно за ним. Они продемонстрировали отсутствие дневного гелиотропизма, но сильный сезонный гелиотропизм. Если солнечное отслеживание является точным, солнечные лучи всегда будут проникать в трубку венчика и нагревать гинецей — процесс, который может быть опасным в тропическом климате . Однако это можно предотвратить, приняв определенный угол от солнечного угла. Таким образом, трубчатая форма этих цветов действует как зонтик, затеняющий гинецей во время максимальной солнечной радиации и не позволяющий лучам попадать на гинецей .

Цветущие подсолнухи не гелиотропны и не следуют за Солнцем. Цветочные головки весь день обращены на восток, поэтому днем ​​они подсвечены солнцем.

В случае с подсолнухами распространенным заблуждением является то, что головки подсолнечника отслеживают Солнце по небу на протяжении всего жизненного цикла. Равномерное расположение цветов действительно является результатом гелиотропизма на более ранней стадии развития, стадии бутона , до появления цветочных головок. Верхушечная почка растения будет отслеживать Солнце в течение дня с востока на запад, а затем быстро перемещаться с запада на восток за ночь в соответствии с циркадными часами растения. Почки гелиотропны до конца стадии бутона и, наконец, обращены на восток. Фототропное изгибание может катализироваться в гипокотилях молодых проростков подсолнечника, в то время как гелиотропное изгибание верхушки побега не начинает происходить до более поздних стадий развития растения, что указывает на разницу между этими двумя процессами. Цветок подсолнечника сохраняет окончательную ориентацию бутона, таким образом сохраняя зрелый цветок обращенным на восток.

Гелиотропизм листьев

Гелиотропизм листьев — это поведение листьев растений, отслеживающее солнечное излучение. У некоторых видов растений листья ориентируются утром перпендикулярно солнечным лучам ( диагелиотропизм ), а у других — такие, которые в полдень ориентируются параллельно этим лучам ( парагелиотропизм ). Цветочный гелиотропизм не обязательно проявляется у тех же растений, что и листовой гелиотропизм.

Внешние ссылки

• Анимация движения гелиотропных листьев у растений
• 24-часовой гелиотропизм арктического мака под полуночным солнцем
• [Stempscope 2.2, Рост органов. [1]]