Powrót
bg‑yellow

Rodzaje geotropizmu

Geotropizm to reakcja wzrostowa roślin na siłę ciążeniasiła ciążeniasiłę ciążenia (siłę grawitacjigrawitacjagrawitacji). Podobnie jak inne tropizmytropizmytropizmy, ruchy geotropiczne można podzielić ze względu na kierunek działania bodźca na ruchy dodatnie (odbywające się w kierunku działania bodźca grawitacyjnego) oraz ruchy ujemne (odbywające się w kierunku przeciwnym do działania bodźca grawitacyjnego). Ponadto wyróżnia się ruchy pośrednie: diageotropizm, zwany także geotropizmem transwersalnym, oraz plagiogeotropizm.

Geotropizm dodatni

Geotropizmem dodatnim nazywa się wzrost pewnego organu rośliny (np. korzeniakorzeńkorzenia głównego lub chwytnikówchwytnikichwytników mchów i przedrośli paproci) zgodnie z kierunkiem siły ciężenia.

Więcej na temat tropizmów przeczytasz w materiale Ruchy roślinDOuOeRjPmRuchy roślin.

bg‑yellow

Ageotropizm i zmienne reakcje geotropiczne

Niektóre organy roślin, takie jak pędy boczne i odgałęzienia korzeni bocznych, wykazują małą wrażliwość geotropiczną – są one zatem ageotropiczne.

Często zdarzają się zmienne reakcje geotropiczne uwarunkowane etapem rozwoju rośliny lub czynnikami środowiskowymi. Na przykład pod wpływem zimna pędy wielu roślin rosnące pionowo stają się plagiogeotropiczne, tzn. płożą się. Przykładami takich roślin są starzec zwyczajny (Senecio vulgaris) i jasnota purpurowa (Lamium purpureum). Z kolei pędy roślin płożących się często w ciemności stają się ujemnie geotropiczne.

R1NxUX9remG8d1
Film nawiązujący do treści materiału dotyczący Przykład geotropizmu ujemnego u sosny nadmorskiej (Pinus pinaster).

Po zmianie położenia rośliny z typowej dla niej pozycji pionowej na pozycję poziomą siła przyciągania ziemskiegosiła ciążeniasiła przyciągania ziemskiego działa w poprzek łodygi i korzenia. Roślina reaguje wówczas, zmieniając kierunek wzrostu: łodyga wygina się i zaczyna rosnąć ku górze, natomiast korzeń – ku dołowi. Reakcje te są wynikiem niejednakowych szybkości wzrostu górnej i dolnej strony reagującego organu.

bg‑yellow

Percepcja bodźca grawitacyjnego

Miejscem percepcji bodźca grawitacyjnego w korzeniu jest czapeczka korzeniowaczapeczka korzeniowaczapeczka korzeniowa przylegająca do wierzchołka wzrostuwierzchołki wzrostu pędu i korzeniawierzchołka wzrostu. Reakcja na grawitację pojawia się natomiast w pobliżu wierzchołka w strefie wydłużania.

W pędach bodziec grawitacyjny odbierają komórki pochwy skrobiowejpochwa skrobiowapochwy skrobiowej otaczającej walec osiowy.

Do odbioru bodźca grawitacyjnego niezbędna jest w komórce obecność obiektów o odpowiedniej masie, które mogą reagować przemieszczeniem w odpowiedzi na zmianę kierunku pola grawitacyjnego. Są one określane mianem statolitów, natomiast wyspecjalizowane komórki, które je zawierają, noszą nazwę statocytów.

RcJQJ48wQHHGw
Fotografia przedstawia czapeczkę korzeniową widzianą pod mikroskopem świetlnym w powiększeniu stukrotnym. Czapeczka korzeniowa zabarwiona jest na kolor różowy i posiada spore, wielościenne komórki. W centralnej części czapeczki korzeniowej znajdują się specjalne komórki – statocyty oznaczone numerem 1. W amyloplastach statocytów znajdują się statolity – ziarna skrobi, które są cięższe od otaczającej je cytoplazmy i mogą się przemieszczać zgodnie z kierunkiem grawitacji. Na zdjęciu oznaczono je numerem 2.
Czapeczka korzeniowa widziana pod mikroskopem świetlnym, powiększenie 100×.
Źródło: Clematis, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.5.
bg‑yellow

Statolity

R14ou3yfiK8qk1
OBIEKT MULTIMEDIALNY KLIKNIJ, ABY OTWORZYĆ NA PEŁNYM EKRANIE
Kliknij, aby rozpocząć
Wystąpił błąd
Spróbuj ponownie później
  • Percepcja bodźca geotropicznego zachodzi prawdopodobnie w wyniku działania przyspieszenia ziemskiego na pewne cięższe składniki komórkowe – statolity, czyli ziarna skrobi, które ulegają przemieszczeniu w określonych komórkach.

  • Statolity, zależnie od zorientowania organu, wywierają presję na cysterny retikulum endoplazmatycznego. Uważa się, że geotropizm (np. korzenia) zachodzi pod wpływem nacisku wywieranego przez statolity (w komórkach czapeczki korzeniowej ziarna skrobi są cięższe od cytoplazmy). Statolity opadają na dolne części komórek pod wpływem siły grawitacji. Dochodzi do przekształcenia bodźca mechanicznego na chemiczny z udziałem m.in. cytoszkieletu aktynowego i jonów wapnia. Percepcja bodźca chemicznego prowadzi do zmian w rozmieszczeniu auksyn po różnych stronach organu, czego efektem są różnice w szybkości ich wzrostu.

  • Jeśli zredukuje się zawartość skrobi, korzenie zazwyczaj (choć nie zawsze) tracą zdolność do reakcji geotropicznej.

  • Percepcja bodźca geotropicznego wiedzie do zróżnicowanej szybkości wzrostu górnej i dolnej strony reagującego organu.

bg‑gray1
Ciekawostka
RcgMxOxZRLfmo1
Ramienice (Chara) rosnące w jednym z jezior wchodzących w skład Lagun Ruidera w Hiszpanii.
Źródło: Manuel Sánchez-Mateos Paniagua, Flickr, licencja: CC BY-NC 2.0.

W wierzchołkach ryzoidów (chwytników) ramienicy (Chara) znajdują się specjalne statolity, zwane ciałami świecącymi. Jeśli w wyniku wirowania statolity przemieszczą się ku nasadzie ryzoidu, zatraca on zdolność do reakcji geotropicznej aż do chwili pojawienia się nowych statolitów. 
Wydaje się więc, że statolity w bezpośredni sposób wywołują dodatni geotropizm ryzoidu ramienicy.

bg‑yellow

Udział fitohormonów w reakcji rośliny na bodziec grawitacyjny

Podobnie jak w fototropizmie zjawisko zróżnicowanej szybkości wzrostu związane jest z nierównomiernym rozmieszczeniem auksynyauksynyauksyny w strefie reagującej na bodziec. Jeżeli ułożymy roślinę poziomo, pod wpływem siły grawitacji auksyny będą gromadzić się wzdłuż dolnej strony korzenia i pędu.

Ze względu na dużą wrażliwość korzenia na auksyny, wyższe ich stężenie po stronie dolnej hamuje wydłużanie komórek korzenia po tej stronie. Niższe stężenie auksyn po stronie górnej korzenia prowadzi do przyspieszenia wydłużania komórek po tej stronie, co powoduje wygięcie w stronę bodźca (geotropizm dodatni).

Pęd reaguje w sposób odwrotny na auksynę niż korzeń – wyższe stężenie auksyn po stronie dolnej przyspiesza wydłużanie znajdujących się tam komórek, a niższe stężenie auksyn po stronie górnej hamuje wydłużanie komórek z tej strony. Prowadzi to do wygięcia pędu w kierunku przeciwnym do działania siły grawitacji (geotropizm ujemny).

Więcej na temat roli auksyn w ruchach geotropicznych przeczytasz w materiale Rola auksyn w ruchach tropicznychD13ItnNoGRola auksyn w ruchach tropicznych.

Słownik

auksyny
auksyny

(gr. auxánō – powoduję wzrost) hormony roślinne (fitohormony) uczestniczące m.in. w regulacji wzrostu wydłużeniowego komórek i ich różnicowaniu

chwytniki
chwytniki

inaczej ryzoidy; nitkowate, często rozgałęzione twory występujące u grzybów, niektórych roślin pierwotnie wodnych oraz mszaków i paprotników

czapeczka korzeniowa
czapeczka korzeniowa

skupisko komórek miękiszowych, okrywających merystematyczną część wierzchołka korzenia (merystem korzenia właściwego) na podobieństwo naparstka; komórki miękiszowe w centralnej części czapeczki zawierają amyloplasty z dużymi ziarnami skrobi

geotropizm
geotropizm

(gr. gḗ – ziemia, trópos – zwrot, obrót) inaczej grawitropizm, reakcja organów lub całych organizmów na siłę ciążenia

grawitacja
grawitacja

(łac. gravitas – ciężkość) siła przyciągania ziemskiego

kłącze
kłącze

podziemny, poziomo rosnący długopęd z łuskowatymi liśćmi oraz cienkimi lub mięsistymi łodygami, służący do rozmnażania wegetatywnego rośliny albo magazynujący materiały zapasowe

korzeń
korzeń

jeden z trzech podstawowych organów roślin naczyniowych (obok łodygi i liści), zwykle umocowujący roślinę w podłożu i pobierający z niego wodę i sole mineralne

owocnik
owocnik

u grzybów workowców (Ascomycota) i podstawczaków (Basidiomycota), a także porostów – twór zbudowany z plektenchymy (pseudotkanki), wewnątrz lub na powierzchni którego rozwija się warstwa rodzajna wytwarzająca zarodniki

pęd roślinny
pęd roślinny

podstawowy organ roślin naczyniowych, składający się z łodygi, stanowiącej oś pędu roślinnego, i liści

pochwa skrobiowa
pochwa skrobiowa

w młodych łodygach roślin pojedyncza warstwa komórek wypełnionych ziarnami skrobi, należąca do kory pierwotnej, na granicy z walcem osiowym

rozłogi
rozłogi

pędy ścielące się po ziemi (płożące się) lub rosnące pod ziemią (stolony), służące do rozmnażania wegetatywnego

siła ciążenia
siła ciążenia

siła grawitacji; siła przyciągająca, jaką działają na siebie wzajemnie wszystkie ciała

stolony
stolony

rozłogirozłogirozłogi rosnące pod ziemią; stolonami nazywa się np. podziemne pędy ziemniaka (Solanum tuberosum), które są zakończone bulwami

tropizmy
tropizmy

ruchy wzrostowe organów roślinnych wywołane działaniem na nie kierunkowych bodźców zewnętrznych, takich jak siła ciążenia, światło, woda, czynniki chemiczne i mechaniczne

wierzchołki wzrostu pędu i korzenia
wierzchołki wzrostu pędu i korzenia

apikalne (szczytowe) merystematyczne części pędu roślinnego lub korzenia (merystemy wierzchołkowe), samoodnawiające się, umożliwiające wydłużanie korzenia i pędu oraz powstawanie zawiązków liści na pędzie