ruchy roślin

Ruchy roślin, czas prezentacji od kontaktu do ruchu. Bodziec elektryczny przewodzony lub chemiczny. Nieaktywny związek staje się aktywny np. u mimozy i jest dalej przewodzony. Stopień wrażliwości rośliny na bodziec jest uwarunkowany stanem fizjologicznym, głód go obniża. Ruchy dodatnie, w kierunku bodźca, ujemne w przeciwnym kierunku do bodźca i niezależne od kierunku bodźca.

Ruchy są wzrostowe, turgorowe, wygięcia (zmiany torsyjne), gdy jedna str. organu rośnie szybciej, odchyla się on od pionu np. fasola krąży wokół drążka.

Podział ruchów organów roślinnych: tropizmy, nastie, torsje, ruchy mechaniczne organów, ruchy swobodne to taksje np. u bakterii, jednokomórkowych glonów i gamet męskich.

Wewnątrzkomórkowe tropizmy to ruchy uwarunkowane kierunkowym działaniem bodźca, są to najczęściej ruchy wzrostowe, wyjątek to ruch heliotropowe, które są turgorowe np. fototropizm, wygięcie organu w odpowiedzi na bodziec świetlny, reakcja może byc typu dodatniego np. koleoptyle traw, pędy roślin, owocniki niższych grzybów, ujemny mają korzenie czepne, powietrzne, korzenie siewek słonecznika i gorczycy. Korzenie większości roślin są słabo lub niewrażliwe na działanie bodźca świetlnego.

Niektóre organy głównie o budowie grzbietobrzusznej mają plagiotropizm, ustawiają się do kierunku działania światła pod pewnym kątem, odp. reakcji fototropicznej zmienia się w czasie rozwoju rośliny np. szypułki kwiatowe lnicy bluszczykowatej na początku maja dodatni fototropizm, po zapyleniu ujemny. Mechanizm tego ruchu ma 3 hipotezy. 1 nierównomierny rozkład auksyn, pod wpływem oświetlenia auksyny idą z oświetlonej strony organu na str. zaciemnioną, przyjmuje się, że część zacieniona jest elektrododatnia, część oświetlona elektroujemna, anion auksynowy idzie na elektrododatnią część zacienioną, tam jest szybszy wzrost.

2 asymetrie w bazypetalnym transporcie auksyn. 3 degradacja IAA po oświetlonej stronie.

Geotropizm wywołuje reakcja organu na siłę przyciągania ziemskiego, dodatni mają korzenie główne roślin, pędy mają ujemny. Gdy korzenie rosną skośnie do kierunku działania grawitacji to plagiogeotropizm. Kłącza i rozłogi rosnące poziomo mają diageotropizm, geotropizm boczny jest gdy silniejszy jest wzrost 1 str. organu niż 2. Organy roślinne np. pąki kwiatowe mają geotorsję, są zawsze ustawione tą samą stroną org. do góry.

Teorie percepcji bodźca geotropicznego. Teoria statolitów zakłada, że pewne składniki komórki (skrobia) gromadzą się przy dolnych ścianach i ich ciśnienie na cytoplazmą pobudza wzrost, usunięcie skrobi hamuje odpowiedź geotropiczną. Efekt geoelektryczny uwzględnia zjawisko przemieszczania się jonów w polu grawitacyjnym, efekt ten zaobserwowano w paskach bibuły filtracyjnej nasączonej roztworem soli, kationy szybciej dyfundują w dół niż aniony, dolna strona uzyskuje ładunek dodatni, efekt przyspiesza przemieszczanie się auksyn do dodatnio naładowanej strony.

Chemotropizm to wygięcie wzrostowe w odp. na niejednakowe stęż. zw. chem. w środowisku. Gazowy z O2, CO2 itd. to aerotropizm, dodatni lub ujemny, dodatni ma grzyb pleśniak odpowiada na stężenie cukru w otoczeniu 0,01% ma dodatni. Chemotropowe reakcje maja znaczenie w łączeniu się komórek płciowych, ułatwiają kiełkującym grzybom pasożytniczym wnikanie do tkanek roślinnych gospodarzy, nasienne wykorzystują go do kiełkowania łagiewek pyłkowych, które przez znamię i szyjkę słupka kierują się do zalążni jest dodatni, reakcję chemotropiczną maja też korzenie, reagują na odpowiedni gradient stężeń wody to hydrotropizm.

Haptotropizm to odpowiedź rośliny na bodziec dotykowy, tu kierunek ruchu wyznacza miejsce pobudzenia np. wąsy czepne, tu w warunkach występowania reakcji powstają szybko zmieniające się różnice ciśnień, które wytwarzają się przy zetknięciu organu z ciałem stałym o szorstkiej powierzchni. Strona pobudzona rośnie wolniej, do odbioru bodźca trzeba receptora, mechanoreceptory odp. za percepcje bodźca, gdy go nie odbiorą nie ma reakcji. Ma tu znaczenie budowa komórki, błon RE i cytoplazmy.

Mechanoreceptory przyjmujące bodziec są w siateczce środplazmatycznej u berberysu jest tu deformacja cytoplazmy w stronie pobudzonej, odp. to wynik szybkiego wzrostu stronie niepobudzonej. Sicios angulatus z rodziny dyniowatych odbiera ciężar 0,25 mikrograma i reaguje.

Traumatotropizm to odpowiedź na bodziec zranienia prawdopodobnie wynika z różnicy stęż. auksyn, stronie niezraniona rośnie szybciej.

Termotropizm to odp. na temp., dodatni gdy działa w stronę ogrzewania, ujemny gdy w przeciwnym kierunku. Ruch związany ze zmiana turgoru. Ruchy heliotropowe w organach efektorowych np. poduszeczkach liściowych, częściach ogonków liściowych graniczących z blaszką liściową. Ruch ten ma 3 grupy diaheliotropowe ruchy, paraheliotropowe i orientacja mieszana.

Ruch diaheliotropowy daje prostopadłe ułożenie blaszek liściowych do padania promieni słonecznych, by maksymalnie je absorbować, rośliny śledzą zmiany kąta padania promieni słonecznych. w ciągu dna, przed południem wyprzedzają kierunek padania promieni o 15-20 st. po południu o tyle samo opóźniają. Szybkość reorientacji wynosi ok. 10-15 st/ha. np. u ślazu zaniedbanego. Ruchy fazy nocnej reorientacji liści zachodzą od razu po zachodzie słońca. Jest wyrównanie turgoru w komórkach motorycznych w przeciwstawnych partiach organu efektorowego, ustawienie blaszki i ogonka liścia, reguluje to wewnętrzny zegar biologiczny, reorientacja potencjału liścia daje wyprzedzenie kąta padania promieni słonecznych przy wschodzie słońca.

Paraheliotropowy to równoległe ustawienie blaszek do wektora promieni słonecznych, ogranicza absorbcję promieni słonecznych, cos0-1 dla 1 jest zatrzymanie fotosyntezy, cel to utrzymanie optymalnej temp. liścia, redukcja transpiracji. U łubinu przy ruchu liście opadają w dół, liście traw zwijają się. Więcej CO2 rośliny wiążą przy ruchach paraheliotropowych niż diaheliotropowych. Przed i po południu wartości wiązania CO2 obu typów się sumują.

U 67% chwastów pęd wyrasta po wykiełkowaniu, jest tu heliotropizm. Tropizmy to dostosowanie się do światła, paraheliotropowe mało go absorbują, brak stresu świetlnego, diaheliotropowe dużo, silne światło niszczy chloroplasty, stres świetlny, ochrona to paraheliotropizm. Diaheliotropowe ruchy kwiatów, młode słoneczniki śledzą światło, gdy słońce jest na zachodzie, wszystkie kwiaty są zwrócone na zachód. U roślin alpejskich np. dębika równolistnego jest odbicie światła od płatków na słupek i ogrzewają go w zimnie, żeby zarodek róśł szybciej.

U słonecznika szybciej dojrzewa pyłek i nasiona, ciepło wabi owady. Te ruchy regulują temp. kwiatów, przyspieszają wzrost org. reprodukcyjnych, dojrzewanie komórek jajowych, wzrost łagiewki pyłkowej, dają częste wizyty owadów.

Orientacja mieszana to połączenie obu typów ruchu.

Nastie to ruchy wywołane działaniem bodźca, którego kierunek nie wpływa na reakcje rośliny, zachodzą w org. o budowie grzbietobrzusznej, wywołuje je niejednakowy wzrost morfologicznie górnej i dolnej stronie lub nierównomiernym turgorem obu opozycyjnych części organu efektorowego, gdy szybciej rośnie górna strona organu to epinastia, gdy dolna to hyponastia.

Są termonastie i fotonastie, termonastie odp. na zmiany temp. Krokus o 0,2 st. C, tulipan 1-2 st. C, okwiat tulipana rozwija się na zewnątrz gdy niska temperatura, podstawy zewnętrznego okwiatu rosną w wyższej i kwiat się otwiera. Fotonastie, kwiaty otwierają się w dzień, zamykają w noc np. szczawik zajęczy, gencjana lub zamykają w dzień i otwieraja w nocy np. koniczyna, bnieć.

Haptonastie, są tigmonastie i sejsmonastie, tigmonastie to bodziec dotykowy, sejsmonastie to wstrząsy. Ruchy turgorowe liście i kwiaty roślin mięsożernych, ruchy liści, organy chwytne, pułapki np. u muchołówki, pływacza, ruchy elementów kwiatu np. zagięcie pręcików u berberysu, płatki, słupki, znamiona słupków u storczyków. Szybkość przewodzenia bodźca: pułapka muchołówki 60-70 m/s, nerw kota 85-165 m/s. Bodziec daje potencjał receptorowy, sumuje się jest czynnościowy zw. z przemieszczeniem ładunku w plazmolemie, wzrost potencjału czynnościowego ze wzrostem przepuszczalności komórek motorycznych dla K+ i Cl-, zmiany turgoru, spada kurczenie się organów i ich zamykanie, mimoza opada 10-15 min. Ruch muchołówki, zakończenie liścia tworzy aparat chwytny ma 2 płaty, w środku jest wiązka przewodząca, część środkowa robi układ efektorowy, na płatkach są 3 włoski, żeby pułapka się zamknęła muszą być 2 razy zmiany pobudzeń, 1 lub 2 włosek muszą być pobudzone, nie cały włosek jest wrażliwy, tylko podstawa włoska jest wrażliwa, po pobudzeniu idzie bodziec jako impuls elektryczny, idzie do ogonka liścia, pułapka się zamyka. Ruchy owada podrażniają włoski i się zamyka, ale nie cała, ma enzymy trawienne, które trawią ciało owada. Trawi 2 go tygodnie.

Mięsożerne żyją w środowiskach ubogich w azot i fosfor, chwytają zwierzęta i uzupełniają niedobory. Są tu muchołówka, pływacz, rosiczka, u pływacza pęcherz ma 2 warstwy komórek wewnętrzną i zewnętrzną, w środku jest otwarta pułapka, ma dotykowe włoski chwytne, owad pływający idzie do pułapki, stężenie związków zmieniających cieśnienie osmotyczne jest większe w pulapce niż na zewnątrz, wessanie ofiary podrażnia włoski, które od razu zamykają się, w środku pęcherz ma dużą objętość, wypompowana jest z niego woda, pęcherz się zamyka, iodą do niego enzymy trawienne i owad jest trawiony.

Grzyb Dactylella brahiopoda robi pierścienie z 3 komórek, ruch daje podrażnienie pęcherzyka, tam wpełza, trawią go egzoenzymy grzyba.

Ruchy roślin chronią przed roślinożercami, owad ucieka z zamkniętego kwiatu i ułatwia zapylanie kwiatów, mięsożerne rośliny, gdzie mało N i P mają ruchy polegające na zmienie turgoru lub objętości komórek. bodziec ponadprogowy na zasadzie wszystko albo nic. Ruchy zależą od gatunku, rosiczka nie ma sejsmonastii, ma wolny ruch wzrostowy, owad się przylepia, kwas mlekowy na jego ciele daje wzrost komórek podstawki, hamujący i stymulujący i pułapka się zamyka. Nyktynastie, ruchy senne np. u fasoli płatki kwiatu motylkowatego w dzień są otwarte w nocy zamknięte, to ruchy turgorowe uwarunkowane przeciwstawną wartością turgoru w obu opozycyjnych częściach poduszeczki liściowej, ma ona dół i górę, gdy kwiat jest otwarty duży turgor ma dół, gdy zamknięty góra. Jest to uwarunkowane czynnikami zewnętrznymi (zegarem biologicznym), związane jest to z przemiennym transportem jonów K+ i Cl- pomiędzy obiema częściami poduszeczki. Zamykanie liścia  w nocy chroni przed nadmierną utrata ciepła i wpływem światła gwiazd i księżyca i wydłużeniem fotoperiodu. Tropizmy dotyczą pędów, korzeni, liści mają wzrostowy charakter, wyjątek to heliotropizm ma turgorowy, zależą od natężenia bodźca, organu i kierunku bodźca, nastie mają bodziec ponadprogowy (wszystko lub nic), dotyczą płatków, poduszeczek organów grzbieto-brzusznych, są wzrostowe lub turgorowe. Chemonastie zależą od bodźca chemicznego to m. in. ruchy aparatów szparkowych w odp. na O2 i CO2 i pułapka pływacza. Taksje to ruchy swobodne roślin lub organów, są to swobodne ruchy lokomotoryczne, zależą od bodźca zewnętrznego, maja je bakterie, sinice, grzyby. Typy reakcji topiczna (topotaksja), zależy od kierunku działania bodźca, są dodatnie i ujemne. Fobiczne nie zależy od kierunku bodźca, zawsze komórka ucieka. Działają tu różne czynniki. Chemotaksje, komórki np. plemniki idą w kierunku chemoatraktantów wydzielanych przez komórkę jajową.

Ruchy mechaniczne niezależną od kierunku działania bodźca, są to ruchy martwych elementów rośliny owoców, zawijki paproci, torebki mchów, szyszek. Rosną kwiatostany, są to ruchy higroskopowe spowodowane nierównomiernym pęcznieniem i wysychaniem ścian, co jest wynikiem różnic w grubości i budowie chemicznej, gdy ruchy dają otwieranie się organów przez wysychanie i zamykanie przez pęcznienie to kseronastie, mają znaczenie przy rozsiewaniu nasion np. torebka nasienna mydlnicy w ząbkach torebki są grube ściany zewnętrzne, chude wewnętrzne, ruchy kohezyjne np. pierścienie paproci ściany pierścienia są grubsze stronie wewnętrznej, cieńsze od zewnątrz, szybciej schną zewnętrzne, niezgrubiałe ściany daje rozerwanie pierścienia.

Ruchy eksplodujące np. u niecierpka torebka ma 5 owocolistków, w środku jest łozysko z nasionami od spodu maja grubościenne komórki kolenchymy, na zewnątrz cienkościenne komórki miękiszowe, one szybciej schną, kurczy się tkanka oporowa, owocolistek zagina się do środka, dotyk zmienia turgor. Puszka zarodnionośna na kolumelli u mchów, chłonie wodę, rośnie turgor rozrywa ją, schnie i wysypuje zarodniki. Grzyby pleśniak i Pilobolus rośnie u nich w zarodniach turgor, zarodniki strzelają w górę.

Wewnątrzkomórkowe ruchy cytoplazmy mogą być cyrkulacyjne np. we włoskach tymotki i rotacyjny dookoła komórki u roślin wodnych ruch chloroplastów np. u Funaria hydrometica, mchu rosnącego na wypaleniskach. W układzie światła słabego chloroplasty są na górnej i dolnej ścianie, silnego idą na środek, rośnie transmisja energii przez liść. układ płaski chloroplasty na górnej i dolnej ścianie zwiększają absorbcję, profilowy światło przechodzi do ścian bocznych, środek komórki przepuszcza je, reakcja obronna. Skrętnica ma wstążkowaty chloroplast silne światło daje zagęszczenie spirali, słabe rozejście się odp. za to receptor światła niebieskiego. Zielenica mużecjama płytkowaty chloroplast ma układ płaski światło obraca go, jest ruch profilowy kontrolowany przez fitochrom.