Pohyby rastlín: tropizmy, nastie a samovoľné pohyby
Ako sa pohybujú rastliny? Prečítajte si všetko o pohyboch rastlín — o fototropizme, geotropizme, nastiách aj o autonómnych pohyboch. Zrozumiteľný sprievodca s príkladmi.
Pohyby rastlín: tropizmy, nastie a samovoľné pohyby
Prečo a ako sa rastliny pohybujú
POHYBY RASTLÍN
„Rastliny rastú a žijú, ale živočíchy rastú, žijú a cítia.“ Tak sa živočíchy a rastliny odpradávna rozlišovali. A predsa život rastlín v plnej šírke osvetlila až časozberná filmová kamera schopná zhotoviť snímky 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 však nie sú schopné pohybu z miesta na miesto ako živočíchy. Pohybujú sa ohýbaním alebo kývaním stoniek a listov. Dráždivosť rastlín však nemožno zúžiť len na ich pohyby, takže dnes už ani vyššie uvedené dávne rozlíšenie rastlín a živočíchov nemôžeme vyjadriť tak zjednodušene. 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 tu umožňujú nielen bičíky, ale aj brvy. Zoospóry rias sa pohybujú napr. za svetlom. Baktérie sa môžu pohybovať za kyslíkom (ak sú aeróbne), plazmódiá hlienok za vodou atď. Aj chloroplasty sa môžu presúvať v bunke pod vplyvom rôzneho stupňa osvetlenia.
Presúvanie (fototaxia) chloroplastov v bunkách listov žaburinky.
U vyšších rastlín možno 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 tropizmy a nastie.
Fototropizmus: ako rastliny rastú za svetlom
TROPIZMY
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 je ním 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; najznámejším príkladom je slnečnica, ktorej mladé úbory sa otáčajú za slnkom (heliotropizmus). Napr. mladá rastlina horčice jednostranne osvetlená a pestovaná vo vodnej kultúre (takže aj korene sú vystavené svetlu) vykazuje ohyb byle za svetlom (kladný fototropizmus) a ohyb koreňa od svetla (záporný fototropizmus).
Kladný fototropizmus je najviac študovaný na pošvovitom lístku (koleoptile) klíčiacich tráv, najlepšie ovsa. Súvisí s auxínom tvoreným vo vrcholku koleoptily, ktorý sa vplyvom svetla presúva na stranu odvrátenú od svetla, čím táto strana viac rastie. Odrezaním vrcholka sa preto stráca fototropická citlivosť a jednostranným náterom pasty s auxínom (IAA) možno vyvolať ohyb koleoptily aj v tme. Naproti tomu záporný fototropizmus koreňov súvisí s ABA hromadiacou sa na strane odvrátenej od svetla, čím je táto strana zadržiavaná v raste.
Fototropizmus A) Mladá rastlina horčice bielej pestovaná vo vodnej kultúre v sklenenej nádobe vykazuje pri jednostrannom osvetlení kladný fototropizmus byle a záporný fototropizmus koreňa. B) Pošvovitý lístok trávy (koleoptila) sa pri jednostrannom osvetlení ohýba za svetlom, pretože sa auxíny presúvajú na stranu odvrátenú od svetla. C) Koreň jednostranne osvetlený sa odvracia od svetla, čo súvisí s presunom kyseliny abscisovej (ABA) na stranu odvrátenú od svetla. Upravené podľa Šebánka a kol.
Geotropizmus: vplyv zemskej tiaže na rast koreňov a stoniek
Geotropizmus
Geotropizmus (čiže gravitropizmus) je ohyb spôsobený zemskou tiažou. Stonka rastie proti jej pôsobeniu (je záporne 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 koreňovej 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. Následkom toho horná strana koreňa ochudobnená o ABA rastie viac, čím sa koreň obracia nadol. Pri stonkách 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, keď sú ohyby orgánov vyvolané chemickým podráždením, resp. rozdielom vo vlhkosti.
S tropizmami úzko súvisia aj háčikovité ohyby klíčnych rastlín alebo kvetných pukov.
Nastie: pohyby rastlín riadené intenzitou podráždenia
Nastie a samovoľné pohyby
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. pri ruži šípovej alebo pri zemiaku, keď sa kvety otvárajú ráno. Sú však aj druhy rastlín, pri ktorých sa kvety naopak otvárajú večer (napr. pupalka). Zvlášť nápadné sú termonastie vyvolané teplom alebo seizmonastie spôsobené otrasmi — tie pozná každý, kto sa dotkol listov citlivky (mimózy) alebo videl sklapnúť pascu venušinej mucholapky.
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 prisadajú listy. Napríklad prvé listy fazule šarlátovej sa cez deň dvíhajú a na noc klesajú. Vtedy ide o zmeny turgoru v kĺbových vankúšikoch.
Auxín spôsobuje aj tzv. epinastie (ak napr. listová stopka rastie silnejšie na hornej strane, takže sa ohýba nadol) alebo hyponastie (ak dochádza k silnejšiemu rastu na spodnej strane), takže ohyb sa deje nahor.
Hyponastia. Zrezaním vrcholu stonky sa listové stopky ohýbajú smerom nahor. Táto tzv. hyponastia súvisí s auxínom tvoreným vo vrchole. Náter pasty s auxínom (IAA) preto pôsobí 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 klíčnych rastlín. U niektorých rastlín potom tieto pohyby prechádzajú do pohybov ovíjavých (napr. pri pupenci, fazuli alebo chmeli). 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.
