Vad är Geotropism eller Gravitropism?

den geotropismo Det är tyngdets inverkan på växternas rörelse. Geotropism kommer från orden "geo", vilket betyder jord och "tropism", vilket innebär rörelse som framkallas av en stimulans (Öpik & Rolfe, 2005).

I detta fall är stimulansen gravitation och vad rör sig är växten. Eftersom stimulansen är gravitation är denna process också känd som gravitropism (Chen, Rosen, & Masson, 1999, Hangarter, 1997).

I många år har detta fenomen väckt nyfikenheten hos forskare, som har undersökt hur denna rörelse sker i växter.

Många studier har visat att olika delar av växten växer i motsatta riktningar (Chen et al., 1999; Morita, 2010; Toyota & Gilroy, 2013)..

Har det observerats att gravitationen spelar en grundläggande roll i att vägleda växtdelarna: den övre delen, som bildas av skaftet och blad, växer uppåt (negativt gravitropism), medan det nedre området som utgörs av rötter, växer nedåt i riktning mot tyngdkraften (positiv gravitropism) (Hangarter, 1997).

Dessa gravitation-medierade rörelser säkerställer att växter utför sina funktioner korrekt.

Övre delen är inriktad mot solljus för att utföra fotosyntes och nedre delen är orienterad mot jordens botten, så att rötterna kan nå det vatten och näringsämnen som är nödvändiga för utvecklingen (Chen et al., 1999 ).

Hur uppstår geotropism??

Växter är extremt känsliga för miljön, de kan påverka deras tillväxt beroende på de signaler de uppfattar, till exempel: ljus, gravitation, beröring, näringsämnen och vatten (Wolverton, Paya & Toska, 2011).

Geotropism är ett fenomen som förekommer i tre faser:

1. detektion: Tyngdets uppfattning utförs av specialiserade celler som kallas statosstater.

2. Transduktion och överföring: Den fysiska stimulansen av gravitationen omvandlas till en biokemisk signal som överförs till andra celler i växten.

3. svar: Mottagande celler växer på ett sådant sätt att en krökning genereras som förändrar orgelns orientering. Således växer rötterna nedåt och stammarna uppåt, oberoende av växtens orientering (Masson et al., 2002, Toyota & Gilroy, 2013).

Figur 1. Exempel på geotropism i en växt. Notera skillnaden i orienteringen av rötterna och stammen. Redigerad av: Katherine Briceño.

Geotropism i rötterna

Förhöjningen av rotten mot gravitation studerades för första gången för många år sedan. I den berömda boken "Kraften i rörelse i växter", Berättar Charles Darwin att växternas rötter tenderar att växa mot gravitationen (Ge & Chen, 2016).

Gravity detekteras vid rotets spets och denna information överförs till förlängningszonen för att upprätthålla tillväxtriktningen.

Om ändringar av orientering i förhållande till gravitationsfält, celler reagerar genom att ändra storlek, så att spetsen på roten att fortsätta växa i samma riktning gravitations presentera positiva geotropism (Sato, Hijazi, Bennett, Vissenberg & Swarup , 2017; Wolverton et al., 2011).

Darwin och Ciesielski visade att det fanns en struktur vid toppen av rötterna som var nödvändig för geotropism att inträffa, denna struktur kallades "cap".

De postulerade att kåpan var ansvarig för att detektera förändringar i rotationsorienteringen med avseende på tyngdkraften (Chen et al., 1999).

Senare studier visade att i kåpan finns speciella celler som sedimenter i riktning mot tyngdkraften kallas dessa celler statystyster.

Statosystrar innehåller strukturer som liknar stenar, de kallas amyloplaster eftersom de är fulla av stärkelse. De tätt packade amyloplasterna sätter sig rätt vid rötternas spets (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017, Wolverton et al., 2011).

Från de senaste studierna av cell- och molekylärbiologi har förståelsen för mekanismen som reglerar rotgeotropi förbättrats.

Det har visats att denna process kräver transport av ett tillväxthormon som kallas auxin, nämnda transport är känd som polär auxintransport (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017).

Detta beskrivs på 1920-talet i Cholodny-Went-modellen, som föreslår att tillväxtkurvaturerna beror på en ojämn fördelning av auxiner (Öpik & Rolfe, 2005).

Geotropism i stjälkarna

En liknande mekanism förekommer i växternas stammar, med skillnaden att deras celler svarar annorlunda mot auxin.

I skott av stjälkar främjar ökningen av lokal koncentration av auxin cellexpansion; det motsatta händer med rotens celler (Morita, 2010; Taiz & Zeiger, 2002).

Differensialkänsligheten för auxin hjälper till att förklara Darwins ursprungliga observation att stammar och rötter svarar på ett motsatt sätt mot gravitationen. Både i rötter och stjälkar ackumuleras auxin mot gravitation, på undersidan.

Skillnaden är att stamcellerna svarar på motsatta sätt till rotcellerna (Chen et al., 1999, Masson et al., 2002).

Vid rötterna hämmas cellexpansion på nedre sidan och krökningen mot gravitation genereras (positiv gravitropism).

I stammar ackumuleras auxin också på undersidan, dock ökar cellexpansionen och resulterar i stamens krökning i motsatt riktning mot gravitationen (negativ gravitropism) (Hangarter, 1997; Morita, 2010; Zeiger, 2002).

referenser

1. Chen, R., Rosen, E., & Masson, P.H. (1999). Gravitropism i högre växter. Växtfysiologi, 120, 343-350.
2. Ge, L., & Chen, R. (2016). Negativ gravitropism i växtrötter. Naturväxter, 155, 17-20.
3. Hangarter, R. P. (1997). Gravity, ljus och växtform. Växt, cell och miljö, 20, 796-800.
4. Masson, P.H. Tasaka, M., Morita, M.T., Guan, C., Chen, R., Masson, P.H., ... Chen, R. (2002). Arabidopsis thaliana: En modell för studien av rot och skottgravitropism (sid 1-24).
5. Morita, M. T. (2010). Riktning av Gravity Sensing in Gravitropism. Årlig granskning av växtbiologi, 61, 705-720.
6. Öpik, H., & Rolfe, S. (2005). Fysiologin för blommande växter. (C. U. Press, Ed.) (4: e upplagan).
7. Sato, E.M., Hijazi, H., Bennett, M.J., Vissenberg, K., & Swarup, R. (2017). Ny insikt i rotgravitropisk signalering. Journal of Experimental Botany, 66 (8), 2155-2165.
8. Taiz, L., & Zeiger, E. (2002). Växtfysiologi (3: a red.). Sinauer Associates.
9. Toyota, M., & Gilroy, S. (2013). Gravitropism och mekanisk signalering i växter. American Journal of Botany, 100 (1), 111-125.
10. Wolverton, C., Paya, A.M., & Toska, J. (2011). Rottlockvinkel och gravitropisk responsfrekvens är kopplad i Arabidopsis pgm-1-mutanten. Physiology Plantarum, 141, 373-382.