Heliotropizm - Heliotropism

Stokrotki ( Bellis perennis ) wychodzą na słońce po otwarciu rano i będą podążać za słońcem przez cały dzień

Heliotropizm , forma tropizmu , to dobowy lub sezonowy ruch części roślin (kwiatów lub liści) w odpowiedzi na kierunek Słońca .

Zwyczaj poruszania się niektórych roślin w kierunku słońca, forma tropizmu, był znany już starożytnym Grekom. Nazwali jedną z tych roślin po tej właściwości Heliotropium , co oznacza „skręt słoneczny”. Grecy zakładali, że jest to efekt pasywny, przypuszczalnie utrata płynu po stronie oświetlonej, który nie wymaga dalszych badań. Dominowała logika Arystotelesa, że ​​rośliny są organizmami biernymi i nieruchomymi. Jednak w XIX wieku botanicy odkryli, że zaangażowane są procesy wzrostu w roślinie i przeprowadzili coraz bardziej pomysłowe eksperymenty. AP de Candolle nazwał to zjawisko w każdej roślinie heliotropizmem (1832). Został przemianowany na fototropizmw 1892 r., ponieważ jest to reakcja na światło, a nie na słońce, a fototropizm glonów w badaniach laboratoryjnych w tym czasie silnie zależał od jasności (dodatni fototropowy dla słabego światła i ujemny fototropowy dla jasnego światła, jak światło słoneczne) . Botanik badający ten temat w laboratorium, na poziomie komórkowym i subkomórkowym, lub używający sztucznego światła, prawdopodobnie użyje bardziej abstrakcyjnego słowa fototropizm , terminu, który obejmuje zarówno sztuczne światło, jak i naturalne światło słoneczne . Francuski naukowiec Jean-Jacques d'Ortous de Mairan był jednym z pierwszych, którzy badali heliotropizm, kiedy eksperymentował z rośliną Mimosa pudica . Zjawisko to zostało zbadane przez Karola Darwina i opublikowane w jego przedostatniej książce The Power of Movement in Plants w 1880 roku, w której znalazły się inne bodźce pobudzające ruch roślin, takie jak grawitacja, wilgoć i dotyk.

Kwiatowy heliotropizm

Kwiaty heliotropowe śledzą ruch słońca na niebie ze wschodu na zachód. Stokrotki lub Bellis perennis zamykają swoje płatki w nocy, ale otwierają się w świetle poranka, a następnie podążają za słońcem w miarę upływu dnia. W nocy kwiaty mogą przybierać losową orientację, natomiast o świcie zwracają się ponownie w kierunku wschodnim, gdzie wschodzi słońce. Ruch jest wykonywany przez komórki motoryczne w elastycznym segmencie tuż pod kwiatem, zwanym pulvinus . Komórki motoryczne specjalizują się w pompowaniu jonów potasu do pobliskich tkanek, zmieniając ich ciśnienie turgorowe . Segment wygina się, ponieważ komórki motoryczne po stronie cienia wydłużają się w wyniku wzrostu turgoru . Jest to uważane za heliotropizm za pośrednictwem turgoru. W przypadku organów roślinnych pozbawionych pulvini, heliotropizm może wystąpić w wyniku nieodwracalnej ekspansji komórek, powodującej określone wzorce wzrostu. Uważa się, że ta forma heliotropizmu jest zależna od wzrostu. Heliotropizm jest odpowiedzią na światło słoneczne.

Wyjaśnienia

Zaproponowano kilka hipotez dotyczących występowania heliotropizmu w kwiatach:

  • Hipoteza przyciągania zapylaczy głosi, że ciepło związane z pełnym nasłonecznieniem kwiatu jest bezpośrednią nagrodą dla zapylaczy .
  • Hipoteza promocji wzrostu zakłada, że ​​efektywna absorpcja energii słonecznej i wynikający z tego wzrost temperatury ma korzystny wpływ na kiełkowanie pyłku , wzrost łagiewki pyłkowej i produkcję nasion .
  • Hipoteza ochładzania, odpowiednia dla kwiatów w gorącym klimacie, zakłada, że ​​położenie kwiatów jest dostosowane tak, aby uniknąć przegrzania.

Ogólnie rzecz biorąc, heliotropizm kwiatów może zwiększyć sukces reprodukcyjny poprzez zwiększenie zapylania , powodzenia zapłodnienia i/lub rozwoju nasion, zwłaszcza w przypadku wiosennych kwiatów.

Niektóre elektrownie śledzące promieniowanie słoneczne nie są czysto heliotropowe: w tych roślinach zmiana orientacji jest wrodzonym ruchem okołodobowym wywoływanym przez światło, który trwa przez jeden lub więcej okresów, jeśli cykl świetlny zostanie przerwany.

Tropikalne, powójne kwiaty wykazują preferowaną orientację, wskazując ogólny kierunek słońca, ale nie dokładnie śledząc słońce. Nie wykazali heliotropizmu dobowego, ale silny heliotropizm sezonowy . Jeśli śledzenie Słońca jest dokładne, promienie słoneczne zawsze wnikają do rurki koronowej i ogrzewają gynoecium , co może być niebezpieczne w klimacie tropikalnym . Jednak przyjęcie pewnego kąta od kąta słonecznego zapobiega temu. Trąbkowaty kształt tych kwiatów działa więc jak parasol ocieniający ginekomastę w okresach maksymalnego promieniowania słonecznego i nie pozwalając promieniom padać na ginekomastię .

Słoneczniki w pełnym rozkwicie nie są heliotropowe, więc nie podążają za Słońcem. Kwiatostany przez cały dzień zwrócone są na wschód, więc po południu są podświetlane przez słońce.

W przypadku słoneczników powszechnym błędnym przekonaniem jest to, że główki słonecznika śledzą Słońce po niebie przez cały cykl życia. Równomierne ułożenie kwiatów wynika z heliotropizmu we wcześniejszej fazie rozwoju, stadium pąka , przed pojawieniem się główek kwiatowych. Wierzchołkowy pączek rośliny będzie śledzić słońce w ciągu dnia ze wschodu na zachód, a następnie szybko przemieści się z zachodu na wschód w nocy w wyniku działania zegara dobowego rośliny. Pąki są heliotropowe do końca stadium pąków, a na koniec skierowane są na wschód. Zginanie fototropowe może być katalizowane w hipokotylach młodocianych siewek słonecznika, podczas gdy zginanie heliotropowe w wierzchołku pędu pojawia się dopiero w późniejszych stadiach rozwojowych rośliny, wykazując różnicę między tymi dwoma procesami. Kwiat słonecznika zachowuje ostateczną orientację pąka, dzięki czemu dojrzały kwiat jest skierowany na wschód.

Heliotropizm liści

Heliotropizm liści to zachowanie liści roślin polegające na śledzeniu słońca. Niektóre gatunki roślin mają liście, które rano kierują się prostopadle do promieni słonecznych ( diaheliotropizm ), a inne mają takie, które w południe orientują się równolegle do tych promieni ( paraheliotropizm ). Heliotropizm kwiatowy nie musi być koniecznie wykazywany przez te same rośliny, które wykazują heliotropizm liściowy.

Bibliografia

Zewnętrzne linki