Pohyby rastlín: tropismy, nastie a samovoľné pohyby
Rastliny sa pohybujú viac, než si myslíme. Objavte svet tropizmov, nastií a samovoľných pohybov — od ohýbania stoniek za svetlom až po ovíjavé pohyby chmeľu a fazule.
Prečo a ako sa rastliny pohybujú
POHYBY RASTLÍN
„Rastliny rastú a žijú, ale živočíchy rastú, žijú a cítia“. Tak boli živočíchy a rastliny oddávna rozlišované. A predsa život rastlín v plnej šírke osvetlila až zberná filmová kamera schopná pořídiť obrázky v určitých časových intervaloch. S touto kamerou ako prvý na svete skúmal pohyby rastlín prof. Vladimír Úlehla so svojím žiakom Janom Calábkom. Kamera ukázala, že sa pohybujú nielen živočíchy, ale aj rastliny.
Vyššie rastliny nie sú však schopné pohybu z miesta na miesto ako živočíchy. Pohybujú sa ohýbaním alebo kývaním stoniek a listov. Dráždivosť rastlín však nie je možné zúžiť len na ich pohyby, takže dnes už nemôžeme ani ono vyššie uvedené dávne rozlišenie rastlín a živočíchov tak zjednodušene vyjadriť. Moderné fyzikálne metódy prezrádzajú dokonca aj javy poukazujúce na reakcie pripomínajúce pocity u rastlín.
Z miesta na miesto sa môžu pohybovať napr. jednobunkové rastlinné bičíkovce (krásnoočká). Pohyby sú tu umožňované nielen bičíkmi, ale aj riasinkami. Rojivé výtrusy rias sa pohybujú napr. za svetlom. Baktérie sa môžu pohybovať za kyslíkom (ak sú aeróbne), plazmédiá hlienkaviek za vodou atď. Aj chloroplasty sa môžu presúvať v bunke pod vplyvom rôzneho stupňa osvetlenia.
Presúvanie (fototaxia) chloroplastov v bunkách lístkov okřehku.
U vyšších rastlín je možné pozorovať predovšetkým pohyby, ktoré súvisia s bezprostrednými prejavmi životnej sily. Takéto pohyby označujeme ako vitálne. Avšak aj odumreté časti rastlín sa môžu pohybovať a vtedy hovoríme o pohyboch fyzikálnych. Za príklad môžu poslúžiť šišky ihličnanov, ktoré sa vo vlhku zatvárajú a v suchu otvárajú, alebo struky bôbovitých rastlín, schopné sa v suchu skrutkovito stáčať a vymršťovať tak semená.
Vitálne pohyby rozlišujeme na odvetné (paratonické) a samovoľné (autonómne). Prvé súvisia s pôsobením vonkajších podnetov, druhé sa dejú aj bez vonkajšieho podráždenia. Odvetné pohyby rozlišujeme na tropismy a nastie.
Fototropizmus: ako rastliny rastú za svetlom
TROPISMY
V prípade tropizmov ide o ohyby rastlinných častí za zdrojom podráždenia alebo naopak. Podráždenie teda rozhoduje o smere pohybu.
Ak je podráždením svetlo, hovoríme o fototropizme, ak ním je zemská tiaž, hovoríme o geotropizme, v prípade podráždenia chemickými vplyvmi hovoríme o chemotropizme atď. Tieto tropizmy sú buď kladné (ohyb za zdrojom podráždenia) alebo záporné (pohyb od zdroja podráždenia).
Fototropizmus
Fototropizmus je ohyb spôsobený jednostranným vplyvom svetla. Napr. mladá rastlina horčice jednostranne osvetlená a pestovaná vo vodnej kultúre (takže aj korene sú vystavené svetlu) ukazuje ohyb stonky za svetlom (kladný fototropizmus) a ohyb koreňa od svetla (záporný fototropizmus).
Kladný fototropizmus je najviac študovaný u pošvičnatého lístka (koleoptily) klíčiacich tráv, najlepšie ovsa. Súvisí s auxínom tvorenom vo vrcholci koleoptily, ktorý sa vplyvom svetla presúva na stranu odvratenú od svetla, čím táto strana viac rastie. Odrezaním vrcholca sa preto stráca fototropická citlivosť a jednostranným náterom pasty s auxínom (IAA) je možné vyvolať.
ohyb koleoptily aj v tme. Naproti tomu záporný fototropizmus koreňov súvisí s ABA hromadiacou sa na strane odvratenej od svetla, čím je táto strana zadržiavaná v raste.
Fototropizmus A) Mladá rastlina horčice bielej pestovaná vo vodnej kultúre v sklenenej nádobe ukazuje pri jednostrannom osvetlení kladný fototropizmus stonky a záporný fototropizmus koreňa. B) Pošvičnatý lístok trávy (koleoptila) sa pri jednostrannom osvetlení ohýba za svetlom, pretože sa auxíny presúvajú na stranu odvratenú od svetla. C) Koreň jednostranne osvetlený sa odvracia od svetla, čo súvisí s presunom kyseliny abscisovej (ABA) na stranu odvratenú od svetla. Upravené podľa Šebánka a kol.
Geotropizmus: vplyv zemskej tiaže na rast koreňov a stoniek
Geotropizmus
Geotropizmus (alebo gravitropizmus) je ohyb spôsobený zemskou tiažou. Stonka rastie proti jej pôsobeniu (je záporné geotropická), koreň rastie v smere jej pôsobenia (je kladne geotropický) – (obr. 4.3A, pokus 9.4.3).
Kladný geotropizmus koreňov súvisí s prítomnosťou tzv. presýpavého škrobu v korenovej špičke (objav profesorov Němca a Haberlandta). Koreň preto po odrezaní vrcholka s čiapočkou stráca geotropickú citlivosť. Podráždením, ktoré do istej miery súvisí s presýpavým škrobom, dôjde aj k nerovnomernému rozloženiu ABA. V dôsledku toho horná strana koreňa ochudobnená o ABA rastie viac, čím sa koreň otáča nadol. U stoniek naproti tomu záporný geotropizmus súvisí s auxínom hromadiacim sa na spodnej strane, ktorá je v raste podnecovaná.
Z tropizmov je významný aj chemotropizmus a hydrotropizmus, pri ktorých sú ohyby orgánov vyvolané chemickým podráždením.
S tropizmami úzko súvisia aj háčkovité ohyby klíčnych rastlín alebo kvetných púčikov.
Nastie: pohyby rastlín riadené intenzitou podráždenia
Nastie a pohyby samovoľné
Nastie sú pohyby podnietené podráždením, ale na rozdiel od tropizmov toto podráždenie nerozhoduje o smere pohybu.
Ak je teda podráždením napr. svetlo, nie je dôležité, odkiaľ pôsobí, ale či vôbec pôsobí. Potom sa pri určitej intenzite podráždenia pohyb uskutoční, napr. kvet sa na svetle otvorí. Táto nastia je zrejmá napr. u ruže šípkovej alebo u zemiaka, keď dôjde k otvoreniu kvetov ráno. Existujú však aj druhy rastlín, u ktorých sa kvety naopak otvárajú večer (napr. pupalka). Zvlášť nápadné sú termonastie vyvolané teplom alebo seismonastie spôsobené otrasmi.
Niekedy nastie súvisia so zmenami v napätí buniek pletiva (turgoru). Ide napríklad o otváranie a zatváranie prieduchov na listoch, čo súvisí s turgorom zvieracích buniek prieduchov. Nápadné sú aj nastie v kĺbových vankúšikoch, ktorými sedia listy. Napríklad prvé listy fazule šarlátovej sa cez deň dvíhajú a na noc klesajú. Vtedy ide o zmeny turgoru v kĺbových vankúšikoch.
Auxínom sú spôsobené aj tzv. epinastie (rastie-li napr. stopka silnejšie na hornej strane, takže sa ohýba dolu) alebo hyponastie (dochádza-li k silnejšiemu rastu na strane spodnej) takže ohyb sa deje nahor.
Hyponastia. Odrezaním vrcholu stonky sa ohýbajú listové stopky smerom nahor. Táto tzv. hyponastia súvisí s auxínom tvorbeným vo vrchole. Náter pasty s auxínom (IAA) pôsobí preto rovnako ako neporušený vrchol.
Samovoľné pohyby rastlín a dráždivosť nad rámec pohybov
Samovoľné (autonómne) pohyby sú na rozdiel od odvetných do značnej miery nezávislé od vonkajších vplyvov. Dobre ich pozorujeme v zrýchlenom filme ako kývanie alebo krúženie u klíčiacich rastlín. U niektorých rastlín potom tieto pohyby prechádzajú do pohybov ovíjavých (napr. u povoja, fazule alebo chmeľu). Tieto pohyby môžu byť pravotočivé alebo ľavotočivé, čo je určené genetickou informáciou rastliny.
Bolo by však veľkým zjednodušením, keby sme za prejavy dráždivosti rastlín považovali len opísané pohyby a keby sme tieto pohyby vysvetľovali len rastlinnými hormónmi.