ziemia
Autor: Sylwia Fudali | dodano: 2012-10-18
Skąd korzenie wiedzą, w którą stronę rosnąć?

Odpowiada Sylwia Fudali, doktorantka w Katedrze Botaniki Wydziału Rolnictwa i Biologii SGGW w Warszawie:

Korzenie powinny wrastać w głąb gleby, żeby móc czer-pać wodę i sole mineralne niezbędne do prawidłowego rozwoju rośliny. O ułożeniu warstw gleby decyduje siła grawitacji, i ten sam czynnik pomaga korzeniom wybrać właściwy kierunek wzrostu. Łatwo się o tym przekonać, kładąc na boku doniczkę z rośliną – po pewnym czasie korzeń zagnie się o 90° ku dołowi. Dzieje się tak na skutek zmian tempa wzrostu w strefie wydłużania korzenia: wzrost komórek po górnej stronie korzenia zostanie przyśpieszony, a po dolnej stronie zahamowany. Wzrost ten regulowany jest przez roślinne hormony auksyny.

Cała reakcja zaczyna się od wykrycia zwrotu wektora przyśpieszenia ziemskiego przez wyspecjalizowane komórki zwane statocytami, położone w centralnej części czapeczki korzeniowej, otaczającej i chroniącej wierzchołek wzrostu korzenia. W statocytach znajdują się statolity, struktury cięższe od otaczającej je cytoplazmy, które mogą przemieszczać się zgodnie z kierunkiem grawitacji. Rolę statolitów pełnią ziarna skrobi zgro-madzone w specjalnych typach plastydów zwanych amyloplastami. Przemieszczenie obładowanych skrobią amyloplastów wewnątrz statocytów inicjuje reakcje prowadzące do przekształcenia bodźca mechanicznego na sygnał chemiczny. Biorą w nich najprawdopodobniej udział: cytoszkielet aktynowy, jony wapnia (Ca2+), związek zwany 1,4,5-trifosforanem inozytolu (IP3) oraz pH. W efekcie zwiększa się przemieszczanie auksyn z czapeczki korzeniowej do dolnej strony korzenia. Nagromadzenie auksyn po tej stronie hamuje wzrost wydłużeniowy komórek, przeciwnie natomiast działa niższe stężenie auksyn po górnej stronie. Korzeń wygina się i zaczyna rosnąć w dół zgodnie ze zwrotem siły grawitacji.

Na wzrost korzeni wpływa także światło słoneczne; rosną w kierunku przeciwnym do kierunku jego padania, czyli wykazują fototropizm ujemny. Efekt ten był jednak trudny do zbadania na Ziemi, gdyż obserwacje zakłócał znacznie potężniejszy wpływ niemożliwej do wyeliminowania siły grawitacji. Przełom przyniosło przeniesienie doświadczeń na orbitę w stan nieważkości (np. na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej). Dzięki tym badaniom lepiej zrozumiemy mechanizmy regulacji wzrostu korzeni.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 06/2006 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
22
W 1904 r. urodził się Louis Néel, francuski fizyk, laureat Nagrody Nobla.
Warto przeczytać
Historia Polski pełna jest mitów, półprawd, przemilczeń i niedomówień. Różne jej wątki bywały w ciągu wieków retuszowane, poprawiane i wygładzane, by w końcu przybrać postać miłej dla ucha opowieści – stawały się narodowymi mitami.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Sylwia Fudali | dodano: 2012-10-18
Skąd korzenie wiedzą, w którą stronę rosnąć?

Odpowiada Sylwia Fudali, doktorantka w Katedrze Botaniki Wydziału Rolnictwa i Biologii SGGW w Warszawie:

Korzenie powinny wrastać w głąb gleby, żeby móc czer-pać wodę i sole mineralne niezbędne do prawidłowego rozwoju rośliny. O ułożeniu warstw gleby decyduje siła grawitacji, i ten sam czynnik pomaga korzeniom wybrać właściwy kierunek wzrostu. Łatwo się o tym przekonać, kładąc na boku doniczkę z rośliną – po pewnym czasie korzeń zagnie się o 90° ku dołowi. Dzieje się tak na skutek zmian tempa wzrostu w strefie wydłużania korzenia: wzrost komórek po górnej stronie korzenia zostanie przyśpieszony, a po dolnej stronie zahamowany. Wzrost ten regulowany jest przez roślinne hormony auksyny.

Cała reakcja zaczyna się od wykrycia zwrotu wektora przyśpieszenia ziemskiego przez wyspecjalizowane komórki zwane statocytami, położone w centralnej części czapeczki korzeniowej, otaczającej i chroniącej wierzchołek wzrostu korzenia. W statocytach znajdują się statolity, struktury cięższe od otaczającej je cytoplazmy, które mogą przemieszczać się zgodnie z kierunkiem grawitacji. Rolę statolitów pełnią ziarna skrobi zgro-madzone w specjalnych typach plastydów zwanych amyloplastami. Przemieszczenie obładowanych skrobią amyloplastów wewnątrz statocytów inicjuje reakcje prowadzące do przekształcenia bodźca mechanicznego na sygnał chemiczny. Biorą w nich najprawdopodobniej udział: cytoszkielet aktynowy, jony wapnia (Ca2+), związek zwany 1,4,5-trifosforanem inozytolu (IP3) oraz pH. W efekcie zwiększa się przemieszczanie auksyn z czapeczki korzeniowej do dolnej strony korzenia. Nagromadzenie auksyn po tej stronie hamuje wzrost wydłużeniowy komórek, przeciwnie natomiast działa niższe stężenie auksyn po górnej stronie. Korzeń wygina się i zaczyna rosnąć w dół zgodnie ze zwrotem siły grawitacji.

Na wzrost korzeni wpływa także światło słoneczne; rosną w kierunku przeciwnym do kierunku jego padania, czyli wykazują fototropizm ujemny. Efekt ten był jednak trudny do zbadania na Ziemi, gdyż obserwacje zakłócał znacznie potężniejszy wpływ niemożliwej do wyeliminowania siły grawitacji. Przełom przyniosło przeniesienie doświadczeń na orbitę w stan nieważkości (np. na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej). Dzięki tym badaniom lepiej zrozumiemy mechanizmy regulacji wzrostu korzeni.