Ruchy roślin

Cechą wszystkich organizmów żywych jest zdolność do ruchu. W świecie roślin o ruchu można mówić w odniesieniu do ich organów, a także pojedynczych komórek. Mechanizm ruchów obserwowanych u roślin różni się znacznie od ruchu zwierząt. Nie jest to bowiem ruch mięśniowy, lecz proces oparty na nierównomiernym wzroście różnych stron organu roślinnego, zmianach turgoru lub pęcznieniu i wysychaniu ścian komórkowych. 

Większość ruchów roślin jest odpowiedzią na działanie określonego bodźca. Stanowi zatem przejaw wrażliwości, czyli zdolności organizmu roślinnego do odbierania zmian zachodzących w środowisku zewnętrznym lub wewnątrz własnego ciała oraz reagowania na nie. 

Wyróżnia trzy podstawowe rodzaje ruchów organów roślinnych: 

• tropizmy -ruchy ukierunkowane, zależne od kierunku działania bodźca zewnętrznego

• nastie - ruchy bezkierunkowe, niezależne od kierunku działania bodźca zewnętrznego, 

• ruchy autonomiczne - ruchy częściowo lub całkowicie niezależne od działania bodźca zewnętrznego.

Tropizmy - ruchy wzrostowe na bodziec kierunkowy

Tropizmy to ruchy wzrostowe organów roślinnych wywołane działaniem kierunkowych bodźców zewnętrznych, takich jak siła ciążenia, światło, czynniki chemiczne i mechaniczne. 

W zależności od kierunku ruchu organu w odpowiedzi na bodziec wyróżnia się:

• tropizmy dodatnie -  polegają na wyginaniu się organu roślinnego w kierunku działania bodźca,

• tropizmy ujemne - polegają na wyginaniu się organu roślinnego przeciwnie do kierunku działania bodźca. 

Tropizmy dzieli się również ze względu na rodzaj bodźca, który je wywołuje. Na tej podstawie wyróżnia się m.in.: fototropizm, geotropizm, chemotropizm, termotropizm i tigmotropizm. Każdy w wymienionych tropizmów może być albo dodatni albo ujemny. Na przykład jeśli łodyga wygina się w stronę światła, jest to fototropizm dodatni, jeśli wygina się w stronę przeciwną, mówimy o fototropizmie ujemnym.

Fototropizm

Fototropizm

To reakcja wzrostowa na jednostronne oświetlenie, np. rosnące odcinki pędów wykazują fototropizm dodatni, a korzenie – fototropizm ujemny. 

Światło powoduje nierównomierne rozmieszczenie fitohormonów odpowiedzialnych za wzrost wydłużeniowy komórek – auksyn w strefie wzrostu pędu. Przy jednostronnym oświetleniu rośliny auksyny przemieszczają się na stronę zacienioną. Ponieważ auksyny w wyższych stężeniach powodują wydłużanie się komórek pędu, strona zacieniona wydłuża się szybciej niż oświetlona, co prowadzi do wygięcia pędu w stronę światła (fototrpizm dodatni).

Kierunek wygięcia fototropicznego korzenia jest inny niż pędu - wykazuje on fototropizm ujemny. Dzieje się tak, ponieważ auksyna w wyższych stężeniach hamuje wzrost wydłużeniowy komórek korzenia. W rezultacie strona zacieniona rośnie wolniej niż oświetlona, przez co korzeń wygina się w stronę przeciwną od źródła światła.

RThPSUyT2X5eO

Grafika przedstawia mechanizm fototropizmu. Na pierwszym rysunku widoczna jest roślina, która posiada równe stężenie auksyn po obu stronach łodygi. Rośnie ona prosto, w kierunku słońca. Drugi rysunek przedstawia roślinę tej samej wielkości, co na rysunku pierwszym, ale z wyższym lub niższym stężeniem auksyn. Wygląda ona identycznie jak roślina pierwsza. Rysunek trzeci przedstawia wyższą od poprzednich roślinę, która rośnie szybciej od pozostałych.

Geotropizm (grawitropizm)

Geotropizm (grawitropizm)

To reakcja wzrostowa na siłę grawitacji. W roślinie ustawionej poziomo w wyniku działania sił grawitacji, auksyny przemieszczają się i gromadzą wzdłuż dolnej strony korzenia i pędu. Zgromadzone po dolnej stronie pędu auksyny powodują intensywniejszy wzrost wydłużeniowy komórek i pęd wygina się w górę, w kierunku przeciwnym do działania siły grawitacji, czyli wykazuje geotropizm ujemny. Inaczej natomiast reaguje korzeń. Większe stężenie auksyn po dolnej stronie hamuje wzrost wydłużeniowy komórek korzenia. Szybciej wydłużają się komórki strony górnej i korzeń wygina się w dół, zgodnie z kierunkiem siły grawitacji, a więc wykazuje geotropizm dodatni.

R1TkYFNrAcFFS

Rysunek przedstawia mechanizm geotropizmu. Roślina na rysunku pierwszym ustawiona jest poziomo. Na skutek działania siły grawitacji auksyny gromadzą się wzdłuż dolnej strony korzenia i pędu. W kolejnym etapie, na rysunku drugim widać, że sytuacja ta powoduje większe stężenie auksyn po stronie dolnej i skutkuje szybszym wydłużaniem pędu, a wydłużanie korzenia zostaje przyhamowane.

Chemotropizm

Chemotropizm

To reakcja wzrostowa na działanie substancji chemicznych, np. wzrost łagiewki pyłkowej przez znamię i szyjkę słupka w kierunku zalążka pod wpływem substancji wydzielanych przez zalążek. Szczególnym przypadkiem chemotropizmu jest hydrotropizm, czyli reakcja na obecność wody w podłożu, np. ruch wzrostowy korzenia w kierunku bardziej uwodnionych warstw gleby.

Termotropizm

Termotropizm

To reakcja wzrostowa na różnicę temperatur po obu stronach organu rośliny. Termotropizm ujemny następuje wskutek przyspieszenia wzrostu ogrzanej strony organu (pęd bądź korzeń rośnie w kierunku przeciwnym do źródła ciepła), natomiast termotropizm dodatni jest wynikiem zmniejszenia szybkości wzrostu tej samej strony (pęd lub korzeń kieruje się ku wyższej temperaturze).

Tigmotropizm (haptotropizm)

Tigmotropizm (haptotropizm)

To reakcja wzrostowa na jednostronny, kierunkowo działający bodziec dotykowy. Tigmotropizm polega na wolniejszym wzroście strony organu dotykającej podpory w porównaniu ze wzrostem strony przeciwnej. Jest to przyczyną okręcania się organów, np. wąsów czepnych fasoli (Phaseolus sp.), dookoła podpór. W korzeniach występuje tigmotropizm ujemny – część korzenia dotykająca przeszkody rośnie szybciej, co pozwala na ominięcie przeszkody i dalszy rozrost systemu korzeniowego.

Eksperymenty potwierdzające rolę auksyny w ruchach tropicznych

Pierwsze eksperymenty nad tropizmami przeprowadził Karol Darwin, badając wyginanie się koleoptyli (pochewek liściowych otaczających merystem wierzchołkowy młodych siewek traw) w stronę światła. Postawił tezę, że za dodatni fototropizm koleoptyli odpowiada „nieznany czynnik” powstający pod w wierzchołku koleoptyla, który jest przekazywany do jego niższych części, wpływając na ich wzrost.

Kolejny etap badań stanowiły doświadczenia Petera Boysen‑Jensena, który potwierdził chemiczną naturę czynnika warunkującego wzrost fototropiczny. Badacz oddzielił wierzchołek koleoptyla od jego części bazalnej cienką warstwą żelatyny. Mimo braku ciągłości tkankowej, organ zachował zdolność do reakcji fototropicznej, co wykazało, że wierzchołek jest źródłem mobilnego czynnika wzrostowego. 

W roku 1928 roku Frits Went przeprowadził eksperyment, w którym umieszczał odcięte wierzchołki koleoptyli na kostkach agaru, na następnie po upływie doby nakładał je asymetrycznie na umieszczone w ciemności i pozbawione wierzchołków koleoptyle. Badacz stwierdził, że koleoptyle mimo braku światła wyginały się, przy czym wygięcie następowało w stronę przeciwną w stosunku do przesunięcia kostki agarowej. Udowodnił tym samym, że czynnik powodujący wzrost przemieścił się z wierzchołka do agaru, a następnie dyfundował do tkanki roślinnej, stymulując ją do szybszego wzrostu po jednej stronie. Went nazwał tę substancję auksyną (od greckiego auxein – rosnąć).

Nastie - ruchy wzrostowe lub turgorowe na bodźce bezkierunkowe

Nastie to ruchy organów roślin niezależne od kierunków działania bodźca, będące najczęściej wynikiem zmiany jego natężenia. 

Wyróżnia się dwa główne rodzaje nastii:

• nastie wzrostowe –  spowodowane różną szybkością wzrostu wydłużeniowego przeciwnych stron organu,

• nastie turgorowe - powodowane zmianami ciśnienia turgorowegociśnienie turgoroweciśnienia turgorowego określonych grup komórek.

Nastie wzrostowe zachodzą zazwyczaj w organach młodych, rosnących. Ruchy turgorowe pojawiają się natomiast w starszych organach, po ustaniu wzrostu wydłużeniowego.

Nastie wzrostowe

Wśród nastii wzrostowych wyróżnia się epinastie i hyponastie. Są to ruchy wygięciowe polegające na różnym tempie wzrostu górnej i dolnej strony organu (np. liścia lub płatka kwiatu). 

Epinastie

Epinastie

Epinastia polega na szybszym wzroście górnej powierzchni organu, co powoduje jego wygięcie w dół, np. otwieranie się kwiatów.

R1TZwtH7TRBVD

Animacja przedstawia rozwijanie się pąku róży. Wszystkie zwinięte płatki kwiatu rozkładają się na zewnątrz. Róża ma kolor różowy.

Hyponastie (hiponastie)

Hyponastie (hiponastie)

Hyponastia wynika z intensywniejszego wzrostu dolnej powierzchni organu, co skutkuje skierowaniem go ku górze, np. zamykanie się kwiatów.

Nastie turgorowe

Nastie turgorowe związane są z nagłą zmianą ciśnienia turgorowego w wyspecjalizowanych komórkach, określanych jako komórki motoryczne. Komórki te mogą znajdować się w różnych częściach rośliny, np. u podstawy liści i ogonków liściowych, czy płatków korony. Pod wpływem bodźca z komórek motorycznych gwałtownie wypływa woda, co powoduje spadek ich turgoru i objętości, pociągający za sobą ruch organu. Gdy pobudzenie ustaje, woda ponownie napływa do komórek motorycznych i organ powraca do wcześniejszej pozycji. 

Nastie turgorowe klasyfikuje się ze względu na rodzaj bodźca, który je wywołuje. Na ten podstawie wyróżnia się, m.in.: fotonastie, chemonastie, termonastie i sejsmonastie.

Fotonastie

Fotonastie

Reakcje na zmiany intensywności światła, np. otwieranie się kwiatów bodziszka (Geranium sp.) i unoszenie się liści szczawika (Oxalis sp.).

R1TUFZBTRtwhr

Film nawiązujący do treści materiału dotyczący fotonastii u szczawika trójkątnego. Liście szczawika pod wpływem światła unoszą się ku górze. Im mniej jest światła, tym bardziej liście zwieszają się wzdłuż łodygi.

Film nawiązujący do treści materiału dotyczący fotonastii u szczawika trójkątnego. Liście szczawika pod wpływem światła unoszą się ku górze. Im mniej jest światła, tym bardziej liście zwieszają się wzdłuż łodygi.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1TUFZBTRtwhr

Film nawiązujący do treści materiału dotyczący fotonastii u szczawika trójkątnego. Liście szczawika pod wpływem światła unoszą się ku górze. Im mniej jest światła, tym bardziej liście zwieszają się wzdłuż łodygi.

Chemonastie

Chemonastie

Reakcje na substancje chemiczne, np. domknięcie się liści pułapkowych roślin owadożernych w odpowiedzi na obecność związków organicznych zawierających azot. Włoski gruczołowe wyginają się w stronę ofiary, a krawędzie liścia powoli podwijają się do środka. Jeśli na liść rosiczki położony zostanie martwy przedmiot (np. ziarenko piasku), włoski zareagują tylko lekko na dotyk, ale liść nie zamknie się całkowicie. Jeśli jednak na liść położony zostanie kawałek mięsa lub kropla mleka, chemonastia spowoduje pełne zamknięcie pułapki.

R1djRnK0wtmzn

Film nawiązujący do treści materiału dotyczący chemonastii. W momencie, gdy na liściu rosiczki siada owad, liść zamyka się, stając się dla owada pułapką.

Film nawiązujący do treści materiału dotyczący chemonastii. W momencie, gdy na liściu rosiczki siada owad, liść zamyka się, stając się dla owada pułapką.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1djRnK0wtmzn

Film nawiązujący do treści materiału dotyczący chemonastii. W momencie, gdy na liściu rosiczki siada owad, liść zamyka się, stając się dla owada pułapką.

Termonastie

Termonastie

Reakcje na zmiany temperatury, np. otwieranie się kwiatów tulipanów (Tulipa sp.) i krokusów (Crocus sp.).

R1dIRPyRUDbTX

Film nawiązujący do treści materiał ukazujący otwieranie się kwiatu krokusa. Na początku widoczny jest mały pąk, który z czasem rozwija się i coraz szerzej rozkłada płatki.

Film nawiązujący do treści materiał ukazujący otwieranie się kwiatu krokusa. Na początku widoczny jest mały pąk, który z czasem rozwija się i coraz szerzej rozkłada płatki.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1dIRPyRUDbTX

Film nawiązujący do treści materiał ukazujący otwieranie się kwiatu krokusa. Na początku widoczny jest mały pąk, który z czasem rozwija się i coraz szerzej rozkłada płatki.

Sejsmonastie (tigmonastie)

Sejsmonastie (tigmonastie)

R18iP5oiFu6PM

Animacja ukazuje, jak składają się listki znajdujące po przeciwległych stronach nerwu głównego. Czynność ta jest równoczesna i zaczyna się od wierzchołka liścia, idąc ku jego końcowi.

Reakcje na dowolny bodziec mechaniczny (dotyk, wstrząs), np. składanie się listków i opadanie ogonka liściowego u mimozy (Mimosa sp.) pod wpływem dotyku, zamykanie się pułapek muchołówki (Dionaea muscipula) po kontakcie owada z włoskami czuciowymi jej liści.

Reakcja mimozy zaczyna się po upływie ułamka sekundy od zadziałania bodźca, cały liść reaguje w ciągu kilku sekund. Po zakończeniu reakcji następuje powrót liścia do położenia wyjściowego, trwający 15–30 minut.

Wiele ruchów nastycznych ma charakter wielobodźcowy, co utrudnia ich jednoznaczną klasyfikację do jednej kategorii nastii. Wynikają one z jednoczesnego lub sekwencyjnego działania różnych sygnałów środowiskowych, które sumują się, wywołując precyzyjną reakcję fizjologiczną. Przykładami takich ruchów są m.in. ruchy aparatów szparkowych, pełny ruch liści pułapkowych roślin owadożernych czy złożone wielopłaszczyznowe ruchy liści niektórych roślin.

Mechanizm ruchu aparatów szparkowych

Otwieranie i zamykanie się aparatów szparkowych wynika ze zmian ciśnienia turgorowego w komórkach szparkowych.

Rr5AyJ69tTk6N

Na rysunku przedstawiono aparat szparkowy. Ma on kształt nerkowaty, otoczony komórkami epidermy. Na rysunku A aparat szparkowy jest otwarty. Wyglada jak dwie nerki zwrócone ku sobie. Przestrzeń wolna między niemi to szparka. W komórce szparkowej występują chloroplasty. Na rysunku B przedstawiono aparat szparkowy zamknięty. Przestrzeń pomiędzy dwoma zwróconymi ku sobie nerkami jest zamknięta. Na rysunku C przedstawiono ułożenie włókien celulozowych w komórkach szparkowych typu nerkowatego. Są one ułożone promieniście. Na rysunku D widoczny jest przekrój poprzeczny. Widoczne są komórki epidermy, pomiędzy którymi znajdują się komórki szparkowe ze zgrubiałymi ścianam wewnętrznymi komórek szparkowych.

R1ZnR9vEwnjDj1

Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.

Otwieranie szparek to proces turgorowy, polegający na aktywnym napływie jonów KIndeks górny +⁺ i ClIndeks górny -^- do komórek szparkowych pod wpływem światła niebieskiego. Proces ten wspomaga rozkład skrobi asymilacyjnej do glukozy, a następnie do jabłczanu, co wraz z jonami nieorganicznymi drastycznie obniża potencjał wody wewnątrz komórek szparkowych. Wywołuje to osmotyczny napływ wody z komórek sąsiednich, prowadząc do wzrostu turgoru i objętości komórek szparkowych, a w konsekwencji wygięcie ich ścian i otwarcie szparki.

Rddt6j1FsRmd4

Ilustracja przedstawia mechanizm otwierania aparatów szparkowych. Komórki szparkowe zawierają chloroplasty, wakuole, jądro. 1. Kiedy komórki szparkowe mają niski turgor – szparka jest zamknięta. 2. Kiedy komórki szparkowe są w stanie turgoru – szparka jest otwarta. Światło słoneczne pada na aparaty szparkowe. Promienie padają na ścianę komórkową okrywającą plazmolemę. W chloroplaście aparatu szparkowego znajduje się skrobia. Promienie słoneczne inicjują proces powstawania cukrów w cytozylu i wakuoli. Dalej następuje przemiana cukrów do jabłczanu. Dodatkowo na rysunku oznaczono, że do cytozylu i waukuoli przenikają jony H, K, Cl, H indeks dolny 2 O. Zapisano również, że w cytozylu następuje przemiana ATP do ADP.

Ilustracja przedstawia mechanizm otwierania aparatów szparkowych. Komórki szparkowe zawierają chloroplasty, wakuole, jądro. 1. Kiedy komórki szparkowe mają niski turgor – szparka jest zamknięta. 2. Kiedy komórki szparkowe są w stanie turgoru – szparka jest otwarta. Światło słoneczne pada na aparaty szparkowe. Promienie padają na ścianę komórkową okrywającą plazmolemę. W chloroplaście aparatu szparkowego znajduje się skrobia. Promienie słoneczne inicjują proces powstawania cukrów w cytozylu i wakuoli. Dalej następuje przemiana cukrów do jabłczanu. Dodatkowo na rysunku oznaczono, że do cytozylu i waukuoli przenikają jony H, K, Cl, H indeks dolny 2 O. Zapisano również, że w cytozylu następuje przemiana ATP do ADP.

Zamykanie szparek jest procesem odwrotnym do ich otwierania. Dochodzi wówczas do wypompowania  jonów KIndeks górny +⁺ i ClIndeks górny -^- z komórek szparkowych. Jednocześnie jony jabłczanowe są z powrotem przekształcane w glukozę, a ostatecznie w skrobię, co powoduje wzrost potencjału wody w komórkach szparkowych i jej wypływ do komórek otaczających. Konsekwencją jest utrata turgoru komórek szparkowych i zamknięcie szparki.

Dla zainteresowanych

Ruchy autonomiczne

Ruchy autonomiczne są całkowicie lub częściowo niezależne od działania bodźców zewnętrznych. Najczęściej są wynikiem różnych procesów zachodzących w organizmie rośliny, które niejednokrotnie mają charakter rytmiczny.

RNK3AH5KQfgp3

Mapa myśli. Lista elementów:

• Nazwa kategorii: [bold]Ruchy[/bold] [bold] autonomiczne[/bold] [bold] roślin[/bold]
Elementy należące do kategorii [bold]Ruchy[/bold] [bold] autonomiczne[/bold] [bold] roślin[/bold]
• Nazwa kategorii: [bold]Autonomiczne ruchy wzrostowe[/bold]
Elementy należące do kategorii [bold]Autonomiczne ruchy wzrostowe[/bold]
• Nazwa kategorii: Nutacyjne ruchy szukające
Koniec elementów należących do kategorii [bold]Autonomiczne ruchy wzrostowe[/bold]
• Nazwa kategorii: [bold]Autonomiczne ruchy turgorowe[/bold]
Elementy należące do kategorii [bold]Autonomiczne ruchy turgorowe[/bold]
• Nazwa kategorii: Nyktinastie (ruchy senne)
Koniec elementów należących do kategorii [bold]Autonomiczne ruchy turgorowe[/bold]
• Nazwa kategorii: [bold]Ruchy mechaniczne o charakterze autonomicznym[/bold]
Elementy należące do kategorii [bold]Ruchy mechaniczne o charakterze autonomicznym[/bold]
• Nazwa kategorii: Ruchy kohezyjne
• Nazwa kategorii: Ruchy higroskopijne
• Nazwa kategorii: Ruchy eksplozyjne
Koniec elementów należących do kategorii [bold]Ruchy mechaniczne o charakterze autonomicznym[/bold]
Koniec elementów należących do kategorii [bold]Ruchy[/bold] [bold] autonomiczne[/bold] [bold] roślin[/bold]

Mapa myśli. Lista elementów:

• Nazwa kategorii: [bold]Ruchy[/bold] [bold] autonomiczne[/bold] [bold] roślin[/bold]
Elementy należące do kategorii [bold]Ruchy[/bold] [bold] autonomiczne[/bold] [bold] roślin[/bold]
• Nazwa kategorii: [bold]Autonomiczne ruchy wzrostowe[/bold]
Elementy należące do kategorii [bold]Autonomiczne ruchy wzrostowe[/bold]
• Nazwa kategorii: Nutacyjne ruchy szukające
Koniec elementów należących do kategorii [bold]Autonomiczne ruchy wzrostowe[/bold]
• Nazwa kategorii: [bold]Autonomiczne ruchy turgorowe[/bold]
Elementy należące do kategorii [bold]Autonomiczne ruchy turgorowe[/bold]
• Nazwa kategorii: Nyktinastie (ruchy senne)
Koniec elementów należących do kategorii [bold]Autonomiczne ruchy turgorowe[/bold]
• Nazwa kategorii: [bold]Ruchy mechaniczne o charakterze autonomicznym[/bold]
Elementy należące do kategorii [bold]Ruchy mechaniczne o charakterze autonomicznym[/bold]
• Nazwa kategorii: Ruchy kohezyjne
• Nazwa kategorii: Ruchy higroskopijne
• Nazwa kategorii: Ruchy eksplozyjne
Koniec elementów należących do kategorii [bold]Ruchy mechaniczne o charakterze autonomicznym[/bold]
Koniec elementów należących do kategorii [bold]Ruchy[/bold] [bold] autonomiczne[/bold] [bold] roślin[/bold]

Autonomiczne ruchy wzrostowe, nazywane nutacjami, zachodzą wskutek nierównomiernego wzrostu organów roślin. Wykonywane są przez wierzchołki młodych pędów, wąsy czepne lub inne części roślin. Są to ruchy kołowe lub wahadłowe, powodowane nierównomiernym wzrostem poszczególnych części organu. Ruchy takie mają zazwyczaj duże znaczenie dla rośliny, np. umożliwiają wąsom czepnym niektórych roślin odszukanie podpory. Nutacyjne ruchy szukające wykazują także niektóre rośliny pasożytnicze, np. siewki kanianki (Cuscuta) odnajdujące w ten sposób roślinę‑żywiciela, z której czerpią wodę i substancje organiczne.

RmIeEtuSyONr8

Film nawiązujący do treści materiału. Przedstawia niewielką roślinę, która wyrosła z gleby. Obok z gleby wyrasta pojedyncza, nitkowata łodyga, która szuka żywiciela. Kiedy odnajduje małą roślinę owija się wokół niej ciaśniej i ciaśniej.

Film nawiązujący do treści materiału. Przedstawia niewielką roślinę, która wyrosła z gleby. Obok z gleby wyrasta pojedyncza, nitkowata łodyga, która szuka żywiciela. Kiedy odnajduje małą roślinę owija się wokół niej ciaśniej i ciaśniej.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RmIeEtuSyONr8

Film nawiązujący do treści materiału. Przedstawia niewielką roślinę, która wyrosła z gleby. Obok z gleby wyrasta pojedyncza, nitkowata łodyga, która szuka żywiciela. Kiedy odnajduje małą roślinę owija się wokół niej ciaśniej i ciaśniej.

Autonomiczne ruchy turgorowe zachodzą wskutek zmian turgorowych i nazywane są nyktinastiami lub ruchami sennymi.

Przykładem nyktinastii jest składanie się liści złożonych u roślin motylkowatych, np. fasoli (Phaseolus), robinii akacjowej (Robinia pseudoacacia). Wieczorem blaszki liściowe zwijają się, a cały liść traci turgor i zwisa. Następnego ranka liść podnosi się i listki się odwijają. Mechanizm tych ruchów związany jest ze zmianami turgoru w komórkach poduszeczek umieszczonych przy podstawie lub na wierzchołku ogonków pierwszego i drugiego rzędu liści złożonych.

Ruchy mechaniczne są przeważnie niezależne od działania czynników wewnętrznych i zewnętrznych, choć impulsem do ruchów mechanicznych może być np. dotknięcie rośliny. Do grupy tej zaliczyć można ruchy wynikające ze zjawisk kohezji, turgoru oraz higroskopijnych właściwości ścian komórkowych.

Ruchy kohezyjne

Ruchy kohezyjne

Są wynikiem działania sił kohezji wody. Ruchy te są efektem postępującego, nierównomiernego wysuszania komórek, co powoduje powstawanie nierównomiernych zgrubień bądź zapadanie się komórek skutkujące ich kurczeniem. Ruchem kohezyjnym jest otwieranie zarodni mchów, zarodni paprotników i worków pyłkowych roślin nasiennych.

Ry5Bb4GVFvRvc

Na zdjęciu widoczna jest grupa kulistych, półprzezroczystych zarodni. W części centralnej otoczone są pierścieniem o brązowym kolorze i pasiastym wzorem.

Ruchy higroskopijne

Ruchy higroskopijne

Powstają pod wpływem zmian wilgotności powietrza wskutek pęcznienia lub utraty wody przez ściany komórkowe, często nawet komórek martwych. Pęcznienie i utrata wody łączą się ze zmianami długości tej części ściany, która im podlega.

Jeśli zmiany są niejednakowe z różnych stron tej samej komórki lub w różnych komórkach danej tkanki, dochodzi do higroskopijnego wygięcia się. Odmienne zachowanie się przeciwległych stron ściany komórkowej jest następstwem różnego ułożenia się w nich mikrofibryli celulozy. Mikrofibryle mogą się od siebie odsuwać albo się wydłużać. Różnice w budowie chemicznej ścian komórkowych poszczególnych komórek mogą warunkować różne ich zachowanie się w czasie pęcznienia, np. ściany zdrewniałe mają mniejszą zdolność pęcznienia.

Ruchy higroskopijne są odwracalne, jeśli tkanka nie zostanie podczas ruchu rozerwana. Spełniają one ważną rolę w rozsiewaniu zarodników, nasion i ziaren pyłku, co upodabnia je do ruchów kohezyjnych.

R1LBl4QT8ieaK

Zdjęcie przedstawia wysuszone, pootwierane strąki groszku. Mają one podłużny, wrzecionowaty kształt. Wiszą na gałązce, pomiędzy zielonymi, eliptycznymi liśćmi. Zarówno strąki, jak i umieszczone wewnątrz nich nasiona grochu mają kolor brązowy.

Ruchem higroskopijnym jest także otwieranie się fragmentów roślin, jak u widliczki łuskowatej (Selaginella lepidophylla), zwanej potocznie różą jerychońską, a także owoców niektórych roślin, np. pierwiosnka, sosny.

RXfMIyYLz3fJL

Zdjęcie przedstawia Widliczkę łuskowatą. Z lewej strony zdjęcia widoczna jest nienawodniona forma rośliny, która ma formę postrzępionych, brązowych liści zwiniętych w kulę. Po nawodnieniu liście te rozwijają się. Po prawej stronie zdjęcia widoczna jest nawodniona roślina. Ma postrzępione zielone liście.

Ruchy eksplozyjne

Ruchy eksplozyjne

Występują jako wynik określonych napięć tkankowych. Zachodzą, gdy organ charakteryzuje się dużym turgorem, natomiast zawiera stabilną tkankę mechaniczną uniemożliwiającą dalsze pobieranie wody i wydłużanie się. Powstałe napięcie prowadzi do rozerwania organu (zarodni, pylników, owoców) w odpowiednim do tego miejscu z równoczesnym wyrzuceniem zawartości (zarodników, ziaren pyłku, nasion). Samo pęknięcie zachodzi spontanicznie, a bezpośrednim impulsem jest najlżejsze nawet dotknięcie. Ruchy te są ruchami nieodwracalnymi.

Slajd 1 z 2

R11vmydqVuGZJ

Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.

Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.

RXRsPx0E47mXa

Ilustracja

Podsumowanie

• Zdolność roślin do wykonywania ruchów jest przejawem ich wrażliwości, czyli zdolności do odbierania zmian zachodzących w środowisku zewnętrznym lub wewnątrz własnego ciała oraz reagowania na nie.

• Wyróżnia się trzy główne rodzaje ruchów organów roślin: tropizmy, nastie oraz ruchy autonomiczne.

• Tropizmy to ruchy wzrostowe organów roślinnych wywołane działaniem kierunkowych bodźców zewnętrznych, takich jak siła ciążenia, światło, czynniki chemiczne i mechaniczne.

• Tropizmy dodatnie - ruch organu w kierunku bodźca, tropizmy ujemne - ruch w kierunku przeciwnym do działania bodźca.

• W zależności od rodzaju bodźca wywołującego tropizm wyróżnia się m.in. fototropizm (reakcja na światło), geotropizm (reakcja na siłę grawitacji), chemotropizm (reakcja na czynnik chemiczny) i tigmotropizm (reakcja na czynnik mechaniczny).

• Mechanizm tropizmów polega na nierównomiernym wzroście różnych stron organu roślinnego wskutek nierównomiernego rozmieszczenia w nim auksyny.

• Nastie są ruchami turgorowymi lub wzrostowymi w odpowiedzi na bodziec bezkierunkowy.

• Wśród nastii wzrostowych wyróżnia się epinastie i hyponastie polegające na nierównomiernym wzroście górnej i dolnej strony organu roślinnego.

• Nastie turgorowe klasyfikuje się w oparciu o bodziec je wyzwalający m.in. na: fotonastie (wywoływane światłem), chemonastie (wywoływane czynnikiem chemicznym), termonastie (wywoływane bodźcem temperaturowym) oraz sejsmonastie (wywoływane bodźcem mechanicznym).

• Mechanizm nastii turgorowych związany jest z nagłą zmianą ciśnienia turgorowego w wyspecjalizowanych komórkach, co pociąga za sobą ruch organu.

• Wiele ruchów nastycznych ma charakter wielobodźcowy, co utrudnia ich jednoznaczną klasyfikację do jednej kategorii nastii, np. zamykanie liści pułapkowych roślin owadożernych.

Sprawdź co umiesz

1

Ćwiczenie 4

Poniższy film przedstawia pęd sosny nadmorskiej (Pinus pinaster), znajdujący się w ciemnym pomieszczeniu.

RZHyNe2xlpy9f

Film nawiązujący do treści materiału

Film nawiązujący do treści materiału

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RZHyNe2xlpy9f

Film nawiązujący do treści materiału

RDYDNx4RhmhOQ

(Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Pomyśl, czy ruch rośliny odbywa się w tym samym kierunku co czynnik, który wywołał tę reakcję.

Pokaż odpowiedź

Czynnik wywołujący zmianę kierunku wzrostu pędu sosny nadmorskiej to siła grawitacyjna. Pęd sosny wykazuje geotropizm ujemny względem działającej siły grawitacyjnej, ponieważ roślina pionizuje swoje położenie i jej pęd wygina się przeciwnie do działania grawitacji.

Ćwiczenie 4

RUSYhpVqWi7dX

Uzupełnij tekst: Czynnik wywołujący zmianę kierunku wzrostu pędu sosny nadmorskiej to Tu uzupełnij. Pęd sosny wykazuje Tu uzupełnij względem działającej siły grawitacyjnej, ponieważ roślina Tu uzupełnij swoje położenie i jej pęd wygina się Tu uzupełnij do działania grawitacji.

Uzupełnij tekst: Czynnik wywołujący zmianę kierunku wzrostu pędu sosny nadmorskiej to Tu uzupełnij. Pęd sosny wykazuje Tu uzupełnij względem działającej siły grawitacyjnej, ponieważ roślina Tu uzupełnij swoje położenie i jej pęd wygina się Tu uzupełnij do działania grawitacji.

1

Ćwiczenie 5

RO3mFYQCwsoKk

Zdjęcie prezentuje korony kilku drzew. Między koronami widoczne są znaczne prześwity, które odpowiadają kształtowi koron. Przez prześwity widoczne jest błękitne niebo.

Powyższe zdjęcie przedstawia ciekawe zjawisko nazywane „nieśmiałością” koron drzew. Wiele gatunków roślin, a w szczególności drzewa liściaste, ogranicza wzrost swoich pędów w obliczu bliskości pędów rośliny sąsiedniej. Przyczyny fizjologiczne tego zjawiska pozostają do dziś niejasne, choć istnieje kilka teorii.

Pierwsza z nich (nr 1) mówi, że „nieśmiałość” jest przystosowaniem roślin do unikania zakażeń szkodnikami i patogenami występującymi na sąsiednich osobnikach.

Według drugiej (nr 2) jest to wariant powszechnego w świecie roślin unikania cienia. Rośliny rosną w kierunku światła i ograniczają wzrost pędów w miejscach zacienionych.

Trzecia teoria (nr 3) wyjaśnia, że wierzchołki pędów roślin sąsiadujących ze sobą ulegają uszkodzeniu w wyniku ścierania (szczególnie w miejscach o dużym natężeniu wiatru) i przestają rosnąć. Możliwe też, że sam bodziec dotykowy powoduje zmianę kierunku wzrostu tych pędów.

Czwarta (nr 4) i ostatnia z najpopularniejszych teorii sugeruje, że rośliny komunikują się ze sobą za pomocą substancji allelopatycznych, niejako ustalając zasięg koron poszczególnych osobników.

R1P9PJnuAqrN9

W powyższym tekście znajdują się odniesienia do dwóch rodzajów tropizmów roślin. Podaj nazwy tych ruchów i wskaż numery teorii nawiązujących do nich. (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Przeczytaj uważnie tekst i przypomnij sobie, jakie rodzaje tropizmów występują u roślin i czym się charakteryzują.

Pokaż odpowiedź

Jednym z rodzajów tropizmów opisanych w tekście jest fototropizm – nawiązuje do niego teoria nr 2. Drugim rodzajem tropizmu jest tigmotropizm – nawiązuje do niego teoria nr 3.