Способно ли растение к движению: Способны ли растения к движению? Приведите примеры.

Движения у растений – Мир Знаний

Некоторые растения способны совершать активные движения, заметные для человеческого глаза. У одних видов листья могут ловить насекомых, у других — складываться от прикосновений.

На востоке США, на болотах между Южной и Северной Каролиной, встречается удивительное растение — венерина мухоловка. Его листья состоят из двух створок с длинными зубцами по краям. Поверхность створок унизана множеством тонких чувствительных волосков. Если насекомое касается этих волосков, створки листа быстро закрываются, а зубцы смыкаются, образуя решетку, которая не дает жертве вырваться на свободу.

Венерина мухоловка

Ловчие листья помогают венериной мухоловке жить на болотах. Бедные кислые почвы, на которых она растет, не обеспечивают ее достаточным количеством питательных веществ. Чтобы восполнить этот недостаток, растение научилось ловить насекомых.

Листья венериной мухоловки унизаны красноватыми железками, выполняющими различные функции. В центре листа расположены пищеварительные железы, по краям — нектарники. Ярко окрашенный лист со сладким нектаром — лакомая приманка для насекомых. Но стоит усевшейся на него жертве дотронуться до чувствительных волосков в центральной части, как она оказывается в ловушке, где ее ждет неминуемая гибель.

Дней через десять, когда насекомое будет переварено, створки листа снова раскроются. Порыв ветра унесет остатки покровов добычи, освободив в ловушке место для новой жертвы.

Пассивные и активные движения

Растения постоянно совершают движения под влиянием ветра и других внешних факторов. Такие движения можно назвать пассивными, потому что они не требуют никаких затрат энергии. Пассивные движения играют важную роль в размножении растений, способствуя опылению или расселению семян. Когда весной у некоторых растений раскрываются пыльники, поднявшиеся в воздух клубы пыльцы вызывают у многих людей аллергическую реакцию (сенную лихорадку). Активные движения, требующие затрат энергии, встречаются в мире растений довольно редко.

Многие одноклеточные водоросли снабжены жгутиками, биения которых помогают им передвигаться в толще воды. Сложно устроенные многоклеточные растения способность к движению утратили. Приспосабливаясь к жизни на суше, они обзавелись корнями, которые «намертво» закрепили их в почве. Но под влиянием внешних факторов у ряда растений, зачастую не состоящих в близком родстве, в процессе эволюции возникла способность к активным движениям.

Стыдливое растение

Европейцы, впервые увидевшие мимозу в Бразилии в XVI в., усмотрели в ее поведении признаки стыдливости: от малейшего прикосновения она складывает и опускает листья. За эту особенность растение и получило свое научное название — мимоза стыдливая (Mimosa pudica).

Мелкие розовые цветки мимозы собраны в соцветия-головки. Она высоко ценится садоводами и широко культивируется в районах с мягким климатом. Листья у нее сложные, то есть состоят из множества листочков. Если прикоснуться к одному из них, он складывается вдоль жилки, а затем такое же движение совершают и остальные листочки. От сильной встряски листья могут сложиться на всем растении. При этом оно выглядит увядшим — будто все его листья внезапно погибли. Эта реакция может передаваться даже от одного растения мимозы другому — соседнему.

По-видимому, чувствительность к прикосновениям выработалась у мимозы как приспособление для защиты от травоядных животных. Со сложенными листьями она выглядит засохшей, и млекопитающее, собравшееся их пощипать, предпочтет мимозе соседнее, более свежее на вид растение.

Способность к обучению

Помимо способности к быстрым активным движениям, у мимозы есть и другие особенности, свойственные животным. Например, ей можно сделать анестезию эфиром или хлороформом, и на несколько часов она совсем потеряет чувствительность к прикосновениям и прекратит складывать листья. Более того, это удивительное растение способно к своего рода обучению!

Если мимозу регулярно подвергать воздействию одного и того же раздражителя, она постепенно начнет реагировать на него все слабее, а через несколько часов и вовсе перестанет складывать листья. Если на время раздражение растения прекратить, а затем возобновить его, мимоза вновь будет реагировать на раздражитель, правда не так сильно, как вначале. Словно она помнит о полученном опыте!

Японские ученые установили, что способностью к движениям мимоза обязана белку актину, благодаря которому сокращаются и наши мышцы. А воздействие раздражителей мимоза воспринимает с помощью особых осязательных волосков на листьях, у основания каждого из которых расположена группа тонкостенных чувствительных клеток.

Движение растений

Растения способны совершать самые различные движения, которые обусловливаются обменом веществ и на которые затрачивается определенное количество энергии. Прежде всего, сам рост уже есть движение. Правда, движение в большинстве случаев медленное, почти незаметное для человеческого глаза. Но есть и исключение из правила: молодые побеги бамбука, например, вырастают за сутки на 1—2 метра. У некоторых растений можно наблюдать, как быстро — на глазах — распускаются цветки.

Известно движение соцветия подсолнечника. В течение дня его корзинка неотступно следует за солнцем, а вечером, перед наступлением темноты, она уже поворачивается лицом к востоку, готовясь встретить лучи утренней зари. Желтые соцветия одуванчика закрываются к вечеру и вновь распускаются солнечным утром.

На ночь складываются или опускаются листья многих растений из семейства бобовых, или мотыльковых (белой акации, стыдливой мимозы, десмодиума), семейства кисличных (кислицы и биофитума), некоторых водных и болотных растений (амбулии, херпестеса). С наступлением же утра их листья постепенно раскрываются или приподнимаются.

Любые движения растений ботаники называют настиями. В конкретных же случаях, когда речь идет о движениях, вызванных вполне определенной причиной, к этому термину добавляют соответствующие приставки. Так движения, которые обусловлены суточным ритмом, как, например, закрытие листьев на ночь и открытие их днем, называются пикт и настиями. Опушенные или сложенные листья занимают более спокойное и энергетически выгодное положение. Днем растение поддерживает их в горизонтальном положении — ведь интенсивность процессов фотосинтеза зависит от положения листа относительно источника света. В темноте же фотосинтез, как известно, не происходит. Нет надобности тратить энергию на поддержание листьев в горизонтальном положении, и потому на ночь листья складываются.

У многих растений листья двигаются и в течение дня, поворачиваясь внешней своей поверхностью к источнику света. При слишком же сильном солнечном освещении, например, в полуденные часы, листья, наоборот, поникают, словно уклоняясь от лучей. Подобные движения можно наблюдать у десмодиума, кислицы, фасоли и других растений. Изменяя положение листьев относительно источника света, растение регулирует процессы фотосинтеза. В частности, момент поникания листьев соответствует минимуму на суточной кривой хода фотосинтеза. (Биологам известно, что обычно в полуденные часы, когда световая радиация максимальна, фотосинтез ослабевает, а подчас даже прекращается совсем. )

Механизм складывания листьев прост. Они поникают тогда, когда изгибается сочленение между черешком и листом. Изгиб этот, в свою очередь, происходит вследствие изменения давления клеточного сока, вызванного сжатием тела клетки под действием осмотически активных веществ — растворов солей, сахаров и других. При этом вода, находящаяся в клетках, перемещается в межклеточное пространство, вызывая падение давления клеточного сока.

От того, в какой части сочленения происходит изменение давления сока, зависит поднятие или опускание листа.

Занимательны растения-недотроги. С одним из них — нежным субтропическим растением мимозой стыдливой — вероятно, знакомы многие. Ее перистые листочки тотчас же складываются, если к ним прикоснуться.

Мимоза стыдливая.

Такие движения, проявляющиеся при внешних раздражениях — ударах, порывах ветра, прикосновениях, — называются сейсмонастиями. Они свойственны не только стыдливой мимозе. Нептуния, или болотная мимоза, десмодиум, кислицы, особенно кислица копеечниковидная, тоже реагируют на прикосновение, опуская листья вниз. Правда, у этих растений движения листьев более медленные. Перечисленные растения имеют чувствительные подушечки-сочленения между стеблем и черешком, между главным и вторичными черешками и, наконец, между черешком и сложными листочками.

В этих подушечках и происходят реакции, конечным результатом которых является движение листьев. Реакции эти в основном сводятся, как уже было сказано, к изменению давления клеточного сока в той или иной части сочленения. Пластинка листа и черешки таких растений снабжены чувствительными волосками, которые воспринимают и передают раздражения.

Наибольшей чувствительностью к раздражению отличается стыдливая мимоза; даже при легком прикосновении перистые листочки ее поднимаются вверх, складываясь попарно. При сильном сотрясении поникает, опускаясь вниз, весь сложный лист вместе с черешком. Раздражении распространяется по растению от одного листа к другому со скоростью от 15 до 50 миллиметров в секунду.

Зачем у стыдливой мимозы и других сейсмонастических растений выработался механизм, складывающий листья? Некоторые ученые склонны думать, что, внезапно складывая листья, растение отпугивает приблизившееся к нему животное. Однако это маловероятно. У мимозы есть более надежная защита — крепкие и острые шипы на стеблях. Другие же сейсмонастические растения имеют более медленную реакцию, складывают листочки постепенно, и их плавное движение вряд ли способно испугать кого-либо. Более обоснованным кажется другое мнение. Родина всех описанных растений — влажные тропические страны, где часты сильные ливни, ветры и бури. Нежные листья мимозы, например, если бы они не обладали свойством складываться, могли бы пострадать от действия стихий. Очевидно, сейсмонастии — эти жизненно полезные для растений качества — возникли и развивались в процессе длительной эволюции.

Сейсмонастии свойственны и некоторым цветкам. Если, например, прикоснуться к тычинкам цветка комнатной липы — спармании, то они быстро расходятся в стороны. Это облегчает опыление цветка: когда на него садится насекомое, тычинки раздвигаются, открывая дорогу к пестику. У опыленных цветков тычинки остаются неподвижными при прикосновении; механизм сейсмонастии стал ненужным.

Между прочим, растения способны «уставать». Если их часто раздражать, способность к движениям на какое-то время теряется.

Наиболее удивительны растения, обладающие способностью к автонастиям — быстрым самопроизвольным движениям, происходящим строго ритмично и без каких-либо внешних воздействий. Представитель таких растений — десмодиум тиране, называемый еще сигнальным растением или растением-семафором. Это невысокий кустарник, который растет в Индии по берегам рек и водоемов. У десмодиума самопроизвольно двигаются маленькие боковые листья, расположенные по два напротив друг друга на черешке большого листа. Листочки движутся скачкообразно — то вверх, то вниз — с интервалом в 1,5—2,5 минуты. Длительность этого интервала зависит от времени года, температуры и влажности окружающего воздуха. Ночью большие листья опускаются — «спят», но маленькие по-прежнему ритмично двигаются.

Механизм этого движения связан с происходящими в растении реакциями, регулируемыми процессом дыхания. Известно, что растения непрерывно — и днем и ночью — дышат, и процесс этот происходит с выделением значительного количества тепла.

Энергия эта используется растениями для роста, цветения и прочих жизненных процессов. Десмодиум тиране распространен в тропических странах Азии. Климат здесь влажный и жаркий, и дыхание растений усиленное. При этом выделяется большое количество энергии. Растение не может использовать ее только на внутренние процессы, ибо количество ее более чем достаточное. В этих условиях растение, по-видимому, приспособилось к превращению избыточной энергии в механическую работу движения листочков.

На самом деле, при понижении температуры воздуха интенсивность дыхания падает, а следовательно, выделяется меньшее количество энергии, и движения листочков становятся редкими и медленными. Наиболее интенсивно движение при 28—30°С. При дальнейшем повышении температуры темп движения листочков снова падает, а при 43—45°С прекращается совсем. Аналогичным же образом изменяется и дыхание растений, которое достигает максимума интенсивности при 25—28°С и практически прекращается при 45—50°С.

Если растение долгое время содержится в условиях низких температур — 10—15°С, его боковые листочки отпадают, как ненужное приспособление. То же самое происходит при длительном пребывании растения в сухом комнатном воздухе с относительной влажностью 55—65 процентов. Ведь темп дыхания зависит также и от влажности воздуха, усиливаясь с ее повышением и замедляясь с понижением. Аналогичным образом усиливается и замедляется движение листочков десмодиума.

На связь движения листочков с дыханием указывают также опыты, при которых растение помещали в среду инертного газа аргона. В этих условиях, когда растению «нечем дышать», прекращалось и движение листочков.

Между прочим, даже определенная нагрузка на листочки (0,015 г) не может приостановить движения их. При поднятии нагрузки каждый из листочков выполняет работу, достигающую 0,0075 гсм.

Механизм автонастий листочков десмодиума — настоящий растительный регулятор. Поэтому в последнее время растением этим заинтересовались кибернетики. У десмодиума движения боковых листочков непосредственно связаны с дыханием и не связаны с процессами фотосинтеза. Иной механизм автонастий у кислицы копеечниковидиной, родина которой — влажные тропические леса Южной Америки. Ее красивые тройчатосложные листочки свекольно-красного цвета также периодически поднимаются и опускаются. Правда, движения их более редки, чем у десмодиума (около 20 циклов за 2 часа), однако двигаются у кислицы все листья.

Интенсивность движения листьев кислицы копеечниковидной зависит в первую очередь от освещенности. С уменьшением освещенности она падает. При полном затенении растения в дневное время уже спустя 40 минут листочки опускаются, и движения их прекращаются. В ночное время листочки неподвижны.

Как видим, кислица копеечниковидная также имеет характерный регулирующий механизм. Конструкция его, к сожалению, пока не изучена.

Кроме автонастий, кислице копеечниковидной, как уже упоминалось выше, свойственны и сейсмонастии. При прикосновении ее листочки быстро складываются, опускаясь вниз.

Все эти оригинальные растения, описанные в статье, декоративны и культивируются у нас во влажных оранжереях. Можно содержать их и дома, в комнатных тепличках и оранжерейках. Желательно помещать их на светлом месте, особенно зимой. При достаточной освещенности они хорошо перезимовывают в условиях комнатной — 16—18°С — температуры.

Автор: Е. Назаров.

Объяснение урока: Движение растений

В этом объяснении мы научимся описывать тропизмы, контролирующие движение растений.

Все живые организмы способны двигаться и реагировать на изменения внутренней и внешней среды. Эти изменения называются стимулами. Вот почему мы говорим, что движение и реакция на раздражители являются двумя характеристиками
особенности живых существ, и растения не исключение! Хотя растения могут показаться неподвижными, они способны
несколько различных типов движений в ответ на такие раздражители, как свет, прикосновение, тепло и гравитация.

Определение: Стимул

Стимул – это любое изменение внутренней или внешней среды живого организма, которое может повлиять на
активность организма.

Некоторые раздражители могут вызывать у растений направленную реакцию. Это означает, что ответ может быть направлен либо в сторону, либо в сторону.
от раздражителя. Такой тип движения называется тропизмом.

Определение: Тропизм

Тропизм – это реакция направленного роста или движения либо в сторону от раздражителя, либо в сторону него.

Есть ли у растений осязание? Некоторые растения чрезвычайно чувствительны к прикосновению. Когда они вступают в контакт с твердым предметом,
они могут интерпретировать это как стимул и двигаться в ответ на него. На самом деле, некоторые растения гораздо более чувствительны к прикосновению, чем
люди есть! Растение «не трогай меня», Mimosa pudica , является захватывающим примером движения в ответ на прикосновение.
раздражитель, который называется тигмонастией. Слово thigmo происходит от греческого слова, означающего «прикосновение». Этот тип
движения называется ненаправленным, так как направление движения не зависит от направления раздражителя!

Определение: Тигмонастия

Тигмонастия – это ненаправленное движение растения в ответ на прикосновение.

Мимоза реагирует на прикосновение, быстро сворачивая свои листочки и опуская их всего за несколько секунд! Когда
Мимоза Растение не трогают, листочки держат открытыми, в горизонтальном положении. Если дотронуться до растения или встряхнуть его,
листочки закрываются или складываются вверх, как показано на фото ниже.

Рисунок 1

Открытие и закрытие створок растения Mimosa зависит от изменений тургорного давления в растительных клетках. Тургорное давление — это давление, оказываемое водой на внутренние стенки клетки, которое помогает поддерживать форму клетки.
и жесткость. В неповрежденном растении Mimosa все клетки набухшие, поскольку они содержат воду. Эта напыщенность — это то, что
позволяет растению оставаться в вертикальном положении, а листочкам оставаться открытыми. При прикосновении к листочкам передаются сигналы,
вызывая их потерю воды в окружающие ткани. В связи с потерей воды тургорное давление снижается и
листочки растения закрываются и поникают.

Определение: Тургорное давление

Тургорное давление – это давление воды, прижимающее плазматическую мембрану к клеточной стенке и поддерживающее
форма и жесткость клетки.

В то время как растения Mimosa способны двигаться в ответ на прикосновение, некоторые другие растения могут фактически расти в
ответ на тактильные раздражители. Это называется тигмотропизмом или гаптотропизмом. Давайте посмотрим на некоторые интересные примеры
тигмотропизма.

Определение: тигмотропизм (гаптотропизм)

Тигмотропизм – это направленное движение роста растения в ответ на прикосновение.

Вьющиеся растения, такие как садовый горох, имеют специальные структуры, называемые усиками. Усики представляют собой тонкие структуры,
помогают поддерживать вьющиеся растения, обвивая предметы, с которыми они соприкасаются. На фото ниже показаны усики растения
обвивая стебель другого растения для поддержки.

Рисунок 2

Ключевой термин: усики

усики — это тонкие специализированные структуры, которые помогают поддерживать вьющиеся растения, обвивая объекты, в которых они появляются
связаться с.

Усики таких растений поднимаются в воздух, пока не соприкоснутся с твердым предметом. Когда это происходит, это
вызывает высвобождение растительных гормонов и белков, которые заставляют усик закручиваться вокруг объекта. Клетки сбоку
усика, соприкасающегося с объектом, растут медленно, в то время как клетки противоположной стороны стимулируются к росту
быстрее, как показано на рис. 3. Таким образом, усики плотно обвиваются вокруг объекта. усик
также утолщается механической тканью, которая обеспечивает вьющимся растениям прочную внешнюю поддержку, помогая им
оставаться в вертикальном положении.

Пример 1: Реакция растения на сенсорный стимул

Как называется реакция растений на сенсорный стимул?

1. Травматотропизм
2. Геотропизм
3. Хемотропизм
4. Гидротропизм
5. Тигмотропизм/гаптотропизм

Ответ

Все живые организмы способны реагировать на изменения во внешней и движущейся среде. Несмотря на то что
растения могут казаться неподвижными, они способны к нескольким различным типам движения в ответ на такие раздражители, как свет,
прикосновение, тепло и гравитация. Тропизм — это слово, используемое для описания движения растений к раздражителю или от него.

Вопрос спрашивает, как называется реакция растения на сенсорный раздражитель. Пройдемся по предоставленным ответам
и посмотрим, сможем ли мы определить правильный.

Если мы посмотрим на вариант А, травматотропизм, то увидим, что это слово состоит из двух частей слова: травма и тропизм . Как известно, тропизм — это движение растения к раздражителю или от него. Слово часть травма описывает
травма или рана. Соединяя их вместе, мы видим, что травматотропизм означает движение растения в ответ на
травма, а не прикосновение, а значит, вариант А неверен.

Часть слова geo — это префикс, означающий «земля» или «земля». Вы можете узнать
этот префикс от таких слов, как география и геология ! Земля оказывает силу гравитации на все объекты, притягивая
их к своей поверхности. Вариант Б, геотропизм, описывает движение растений под действием силы тяжести и поэтому
тоже неправильно.

Давайте перейдем к варианту C, хемотропизму, и разобьем его на части слова. Слово chemo связано
к химическим соединениям. Слово хемотропизм описывает движение или рост растений в ответ на химические вещества. Например, когда корни растения чувствуют полезные питательные вещества и минералы в почве, они растут к ним! Этот
Вариант также неверен, потому что он не описывает реакцию растения на прикосновение.

Вариант D, гидротропизм, тоже неверен. Слово часть hydro используется для описания воды, как вы, возможно, знаете из слов
как гидратация или гидролиз ! Гидротропизм описывает реакцию роста растений на присутствие воды.

Последний вариант — тигмотропизм или гаптотропизм. Слово thigmo происходит от греческого слова, означающего прикосновение, а
часть слова hapto используется для описания привязанности в химии и биологии. Тигмотропизм и гаптотропизм описывают
движение или привязанность растения в ответ на тактильный стимул.

Реакцией растения на раздражитель прикосновения, следовательно, является вариант Е, тигмотропизм/гаптотропизм.

Тропизмы могут быть как отрицательными, так и положительными, растущими от стимула или к нему. Давайте посмотрим на наше вьющееся растение
пример, чтобы понять это лучше. При этом типе тигмотропизма усики контактируют с внешним твердым предметом.
и стимулируются к этому. Это называется положительным тигмотропизмом.

Отрицательный тигмотропизм также может быть полезен для растений. У некоторых растений, таких как бобовые, корни растения полагаются на свои чувства.
прикосновения, чтобы помочь им врасти в почву, не встречая сопротивления. Когда корни таких растений соприкасаются с
твердые предметы под землей, такие как скалы или камни, они стимулируются к тому, чтобы от них отрастать. Так как направление движения в
этот случай находится вдали от сенсорного раздражителя, это называется отрицательным тигмотропизмом.

Пример 2: Тропизм корней бобовых

Если при росте корни побега фасоли касаются объекта (например, подземной скалы), сигналы передаются на
поощрять рост корня от этого объекта. Какой тропизм здесь проявляется?

1. Положительный гравитропизм
2. Отрицательный тигмотропизм/гаптотропизм
3. Отрицательный гидротропизм
4. Положительный хемотропизм
5. Отрицательный фототропизм

Ответ

Движение растения в ответ на раздражитель называется тропизмом. Тропизмы могут быть как положительными, так и отрицательными, нарастающими
по направлению к стимулу или от него. Давайте подробнее рассмотрим вопрос и предложенные варианты.

В вопросе описывается стимулирование корней побегов фасоли к прорастанию от подземного предмета, в который они входят
связаться с. Рост или движение от раздражителя называется отрицательным тропизмом. Если мы посмотрим на варианты, мы можем
см., что варианты A и D описывают положительные тропизмы. Эти варианты можно сразу исключить.

Остальные три варианта, B, C и E, описывают ту или иную форму отрицательного тропизма. Разрушение различных тропизмов
в свои части слова вариант B использует префиксы thigmo — и hapto -, что означает «прикосновение». Вариант C использует префикс hydro -, что означает «вода», а вариант E использует префикс фото -,
что означает «свет».

Если мы соединим различные части варианта Б, мы увидим, что отрицательный тигмотропизм или гаптотропизм означает
рост растения вдали от сенсорного раздражителя. Это прекрасно описывает рост корней побегов фасоли.
с подземного объекта!

У некоторых растений, таких как бобовые, корни растений полагаются на свое осязание, чтобы помочь им прорасти в почву
не встречая сопротивления. Когда корни таких растений соприкасаются с твердыми предметами под землей, например
скалы или камни, передаются сигналы, побуждающие корень расти от них. Это помогает им найти области
почвы, которые могут свободно расширяться и увеличивают свою способность поглощать минералы и воду.

Таким образом, тип тропизма, проявляемый корнями побега фасоли, представляет собой вариант B, отрицательный тигмотропизм/гаптотропизм.

Другим типом движения, демонстрируемым растениями, является движение в ответ на циклы дневного света, когда доступная интенсивность света
к заводским изменениям в зависимости от времени дня или ночи. Например, растений Mimosa закрывают листочки на ночь. В
у некоторых других растений, например у бобовых, листья ночью свисают, а днем ​​возвращаются в вертикальное положение. Этот тип
движение называется никтинастией или движением во сне. Здесь стимулом является интенсивность дневного света.

Определение: Никтинастия (движение во сне)

Никтинастия, или движение во сне, — это движение растений в ответ на циклы дневного света.

На фото ниже вы можете увидеть молитвенное растение, Maranta leuconeura , которое хорошо известно тем, что демонстрирует движение во сне. На изображении слева показано, как это растение выглядит ночью с опущенными листьями, а на изображении справа показано
растение с поднятыми вверх листьями в дневное время.

Рисунок 4

Растения, демонстрирующие движения во сне, имеют фоторецепторы, чувствительные к свету. Когда интенсивность дневного света низкая,
фоторецепторы генерируют электрический сигнал, в результате чего листья растения ночью опускаются. В дневное время,
фоторецепторы ощущают увеличение интенсивности света и заставляют листья растения вернуться в вертикальное положение.

Польза движений во сне до конца не изучена. Одна теория предполагает, что опущение листьев ночью помогает
уменьшить площадь поверхности растения, чтобы предотвратить избыточную потерю воды через транспирацию. Движения во сне могут сделать растение
кажутся меньшими или увядшими, что навело ученых на мысль, что это может быть механизм, удерживающий травоядных от еды
эти растения.

Пример 3: Движения растений в ответ на циклы свет/темнота

Что из следующего лучше всего объясняет, как бобовые растения используют движения для использования циклов свет/темнота?

1. Бобовые двигают листьями, закрывая их ночью и открывая днем.
2. Бобовые двигают листьями, чтобы они всегда росли по направлению к Солнцу.
3. Бобовые будут активно перемещать свои корни, чтобы найти места с большим количеством солнечного света.

Ответ

Некоторые растения, такие как бобовые, способны двигаться в зависимости от смены дня и ночи. Такой тип движения называется
никтинастия или движения во сне. В этом типе движения стимулом является интенсивность дневного света.

Если просмотреть варианты вопроса, то сразу видно, что вариант С неверен. Это потому, что
корни растения не нуждаются в солнечном свете, так как не осуществляют фотосинтез! Следовательно, у растений нет причин двигаться.
свои корни, чтобы найти участки с большим количеством солнечного света.

Растения, демонстрирующие движения во сне, имеют фоторецепторы, чувствительные к свету. Эти фоторецепторы воспринимают интенсивность
света, а затем передают сигналы растению, заставляя его двигаться в ответ на интенсивность света.

Утверждение в варианте B говорит о том, что бобовые растения будут перемещать свои листья, чтобы они всегда росли по направлению к Солнцу. Это
определенно полезный механизм роста растений, так как он гарантирует, что листья растения получат столько солнечного света для фотосинтеза
насколько это возможно. Однако это утверждение не дает правильного ответа на вопрос. В вопросе конкретно упоминается свет/темнота
циклы, которые не участвуют в варианте B.

Итак, что такое циклы свет/темнота и как растение их распознает? Днем интенсивность света высокая, а ночью
интенсивность света очень низкая. Этот цикл дневного света — это то, о чем идет речь, когда упоминаются циклы свет/темнота.

Когда интенсивность дневного света низкая, фоторецепторы генерируют электрический сигнал, в результате чего листья растения
складываться ночью. В дневное время фоторецепторы ощущают увеличение интенсивности света и вызывают повторное открытие листьев. Это называется движением во сне или никтинастией.

Если мы посмотрим на вариант А, то он идеально подходит под описание движения во сне: бобовые двигают листьями, чтобы закрыть их
ночью и открывайте их днем.

Таким образом, правильный ответ — вариант А.

Некоторые растения, такие как клубнелуковицы, луковицы или розетки, имеют специальные корни, называемые сократительными корнями. Сократительные корни утолщены
корневые структуры, способные сокращаться в суровых условиях окружающей среды, таких как сезонная засуха. Этот тип движения
также называется тянущим движением. На фото ниже показана луковица гиацинта с сократительными корнями.

Рисунок 5

По мере роста растения сокращение этих корней вызывает сильное притяжение стебля вниз, что помогает расположить растение
глубже в почву. Это защищает растение от вредного света и тепла в условиях засухи.

Ключевой термин: сократительные корни

Сократительные корни — это утолщенные, специализированные корневые структуры в клубнелуковицах, луковицах и розетках, которые служат для вытягивания стебля
посадить глубже в почву.

Теперь, когда мы поняли некоторые из различных типов движений растений, в которых участвуют целые органы растения, давайте возьмем
пристальный взгляд на движение на клеточном уровне.

Каждая живая клетка содержит цитоплазму, жидкость, в которой находятся все органеллы клетки. Ключевая характеристика
цитоплазма заключается в том, что она находится в постоянном движении. Это хорошо видно, когда клетки некоторых водных растений, например
Elodea canadensis или Hydrilla verticillata наблюдают под микроскопом. Цитоплазма находится в постоянном
вращательный поток в одном направлении внутри клетки. Это постоянное движение называется цитоплазматическим потоком.

Ключевой термин: Цитоплазматический поток

Цитоплазматический поток представляет собой постоянный однонаправленный поток цитоплазмы внутри клетки.

На фотографии ниже показаны клетки поверхности листа Hydrilla verticillata под микроскопом с большим увеличением. Зеленые структуры
Вы можете видеть хлоропласты в этих клетках. При наблюдении под микроскопом хлоропласты в каждой клетке кажутся
двигаясь вдоль клеточной стенки по часовой или против часовой стрелки. Мы можем заключить, что хлоропласты движутся таким образом, потому что
они увлекаются постоянным вращательным потоком цитоплазмы внутри каждой клетки.

Рисунок 6

В более мелких клетках, таких как бактерии, питательные вещества перемещаются внутри клетки путем диффузии через цитоплазму. Эти клетки обычно
размером менее 5 мкм, что
0,005 мм! Однако у высших организмов, таких как растения, клетки могут быть
от 10 мкм до
100 мкм, что означает, что диффузия питательных веществ займет слишком много времени.
длинная. Вместо этого цитоплазматический поток отвечает за движение питательных веществ, метаболитов и органелл внутри этих клеток. Поддерживая жидкость в постоянном движении, поток цитоплазмы гарантирует, что органеллы клетки снабжаются
молекулы, необходимые им для функционирования.

Пример 4. Понимание движения растений

Какое из следующих утверждений о растениях верно?

1. Растения — полностью неподвижные организмы, и направление их роста изменить нельзя.
2. У растений нет формы цикла сна/бодрствования, чтобы реагировать на циклы темноты/света.
3. Растения могут реагировать на раздражители, такие как свет и прикосновение, движением.
4. Растения общаются между своими структурами с помощью центральной нервной системы.

Ответ

Все живые организмы способны двигаться и реагировать на изменения внутренней и внешней среды. Растения
способны к нескольким различным типам движения в ответ на такие раздражители, как свет, прикосновение, тепло и гравитация.

Давайте посмотрим на различные утверждения, данные в вопросе.

В первом утверждении говорится, что растения — полностью неподвижные организмы и направление их роста изменить нельзя. Это
неверно, так как растения способны менять направление своего роста в ответ на изменение их внутренних или
внешней среды, которые называются раздражителями. Некоторые растения очень чувствительны к прикосновению и могут двигаться в ответ.
к тактильному раздражителю. Это называется тигмотропизм. Например, когда корни некоторых бобовых наталкиваются на подземные камни в
почве, они стимулируются к изменению направления своего роста.

Во втором утверждении говорится, что у растений нет формы циклов сна/бодрствования, чтобы реагировать на циклы свет/темнота. Однако один из
стимулы, на которые могут реагировать растения, — это свет. Некоторые растения, в том числе бобовые, имеют фоторецепторы, способные воспринимать изменения.
по интенсивности света. Эти растения складывают или закрывают свои листья на ночь и снова открывают их днем. Этот тип движения
называется никтинастией, или движением во сне. Следовательно, это утверждение неверно.

Третье утверждение гласит, что растения могут реагировать на раздражители, такие как свет и прикосновение, движением. Это утверждение верно:
растения способны реагировать на раздражители или изменения в окружающей среде движением.

В четвертом утверждении говорится, что растения общаются с помощью центральной нервной системы. Это утверждение также неверно, т.к.
растения не имеют централизованной нервной системы. Растения обычно сообщаются между различными органами растений посредством
электрические сигналы и химические вещества, такие как растительные гормоны. Например, когда усик гороха сталкивается с твердым
предмета, растительные гормоны стимулируют усик обвиваться вокруг предмета.

Таким образом, правильное утверждение о растениях состоит в том, что растения могут реагировать на раздражители, такие как свет и прикосновение, движением.

Давайте рассмотрим ключевые моменты этого объяснения.

Ключевые моменты

• Растения способны двигаться в ответ на такие раздражители, как свет, прикосновение и гравитация.
• Реакция растений на прикосновение называется тигмотропизмом. Положительный тигмотропизм – это движение к
  раздражителем, а отрицательный тигмотропизм — движением от раздражителя.
• Некоторые растения, например бобовые, двигаются в зависимости от смены дня и ночи. Это называется никтинастией или движением во сне.
• Такие растения, как клубнелуковицы, луковицы и розетки, имеют сокращающиеся корни, которые сжимаются и втягивают стебель глубже в
  почва в суровых условиях.
• В растительных клетках цитоплазма находится в постоянном движении, называемом цитоплазматическим потоком.

Как двигаются растения › Основы Берни (ABC Science)

• Поделиться
• Печать

Основы Берни

Как лианы ползут, цветы следуют за солнцем, а венерины мухоловки щелкают без бицепсов и костей?

Берни Хоббс

Для нас, людей, движение зависит от нервов, мышц и костей, и обычно оно довольно быстрое. С их корнями, прочно застрявшими в почве, растения могут не иметь возможности передвигаться, как мы, но это не значит, что они не могут двигаться! Саженец может повернуть направо за несколько часов, усик может обвиться вокруг палки за несколько минут, а ловушка для венериных мух может поймать свой обед менее чем за секунду. 9наверх

Делаем U-ey в стиле растений

У растений может не быть глаз или среднего уха, но у них есть датчики, которые определяют свет и гравитацию, и вы действительно можете изменить форму ростка, изменив его положение или освещение.

Если наклонить саженец на бок, через несколько часов его стебель повернется вверх, а корни — вниз. Вы можете проделать тот же трюк, изменив направление источника света: сеянцы будут расти к свету независимо от того, с какой стороны вы его освещаете.

Подобные движения медленны и необратимы, потому что на самом деле вызывают изменения в росте клеток.

Фототропизм (рост к свету) возникает из-за того, что кончики растущих побегов растений содержат пигмент, чувствительный к свету, особенно к синему свету. Когда свет попадает на побег, он поглощается пигментом (называемым фототропином), что вызывает высвобождение растительного гормона ауксина, который заставляет клетки расти. Направление света определяет, где действует ауксин. Если свет падает справа, ауксин направляется вниз по левой (теневой) стороне побега. Это приводит к тому, что клетки на теневой стороне становятся длиннее, изгибая побег так, чтобы он был направлен к свету.

Измените направление света, и вы можете получить кривую, идущую в другом направлении, но это больше похоже на поддразнивание, чем на эксперимент…

Гравитропизм (растущий в направлении гравитации или от нее, в зависимости от того, на каком конце растения вы находитесь) также зависит от ауксина. И механизм, который, как считается, стоит за этим, гениально прост.

Клетки корней и кончиков побегов содержат небольшие пакеты крахмала, называемые статолитами. Крахмал плотный, поэтому статолиты всегда оседают на дне клетки. Положение статолитов определяет, в каком направлении высвобождается ауксин. Наклон растения на бок заставляет статолиты сворачиваться и оседать на стороне клеток, вызывая высвобождение ауксина в этом направлении и клетки там удлиняются. Привет, пышный стебель! Разве природа не прекрасна? 9наверх

Быстрый и зеленый

Медленные, постоянные повороты — не единственные трюки с перемещением, которые используют растения для выращивания листьев.

Венериновые мухоловки настолько быстры, что вам нужна замедленная съемка, а не замедленная съемка, чтобы действительно увидеть, что происходит. Такие скоростные движения растений приводятся в действие гидравликой, настоящей мускулатурой растений.

Поверхность модифицированных листьев венериной мухоловки содержит «волоски». Когда к волосу прикасаются два или более раз за короткий промежуток времени, мухоловка может захлопнуться за 300 миллисекунд.

Но сами волосы — это только первый этап действия. Когда волос изгибается, он давит на тонкостенные клетки вокруг своего основания, увеличивая внутри них давление. Повышенное давление преобразуется в электрический сигнал, который похож на наши собственные нервные сигналы, хотя и медленнее. Он распространяется за счет высвобождения ионов хлорида (Cl-), в отличие от поглощения ионов натрия (Na+), которое управляет нашей нервной системой.

Движение ионов калия внутрь и наружу клеток приводит к увяданию и набуханию. Вода следует за ионами, набухая в клетках с более высокой концентрацией K+ и обезвоживая клетки, которые только что потеряли калий. Именно эта комбинация увядания и опухания в разных частях растения действует как рычаги и создает движение, очень похожее на растяжение и сокращение противоположных мышц в нашем теле, которое заставляет наши конечности прыгать.

Баланс увядания/набухания лежит в основе всех обратимых движений растений, от деликатного закрывания мимозы после нажатия пальцем до движения цветов и листьев, следующих за солнцем. И двигателем этих движений является крошечный орган, называемый pulvinus, который находится у основания листьев и стеблей, которые складываются.

Подобно клеткам, которые управляют открыванием и закрыванием мухоловки, pulvinus окружен тонкостенными «двигательными» клетками, которые могут быстро расширяться и сжиматься по мере поступления или оттока воды при изменении концентрации ионов калия. В растениях, которые следуют за солнцем, датчики света и температуры контролируют движение ионов калия, которые заставляют листья двигаться вверх, вниз и по кругу. А у растений, реагирующих на прикосновение, таких как мимоза, шиповидные датчики, торчащие из клеточных стенок, — это первый шаг к тому, чтобы заставить гидравлику работать.

Такой же прыщавый эффект наблюдается у самых приспособленных растений — лиан. Вместо того, чтобы инвестировать в прочную инфраструктуру, способную выдержать собственный вес, эти растения растут по схеме, в которой их усики медленно качаются, как арканы, в вечно извилистых кругах. Как только они на что-то натыкаются, прыщики получают толчок, и этот сигнал запускает удлинение клеток снаружи, вероятно, с участием ауксинов.