Наши партнеры

Хотя растения закреплены корнями в одном месте, они способны к разнообразным движениям, от медленного искривления стеблей, листовых черешков и корней под влиянием определенных факторов (тропизмы) до внезапного закрывания ловушек у насекомоядных растений. Mimosa pudica — чувствительное растение — медленно раскрывает и складывает свои листья под действием света и темноты, но очень быстро — в ответ на механические, температурные, химические и.электрические стимулы. Все движения зависят от тургорных изменений в моторных клетках листовой подушечки. Прикосновение к листу вызывает электрический сигнал, который в форме кратковременной деполяризации мембраны движется по черешку со скоростью около 2 см/с. Сигнал передается живыми клетками флоэмы, и скорость его передачи возрастает с повышением температуры. Определенные возбудимые клетки дают импульсы (потенциалы действия), т. е. электрически деполяризуются, если сила раздражителя превышает пороговый уровень. Эти импульсы вызывают реакцию в соседних клетках, что приводит к распространению потенциала действия. Еще не известно, связана ли у растений передача электрической реакции с одной клетки на другую с действием химических медиаторов (как в нервной системе животных).

Насекомоядные растения ловят и переваривают насекомых с помощью разнообразных приспособлений, пассивных и активных, и используют переваренный материал как источник азота. С помощью, пассивных ловушек (например, кувшинчиков) растение завлекает насекомых в места, из которых они не могут выбраться из-за липких, скользких или задерживающих поверхностей; активные ловушки (например, у венериной мухоловки) быстро закрываются после стимуляции насекомым чувствительных пусковых механизмов. У венериной мухоловки движению предшествуют электрические сигналы и внезапные изменения тургора моторных клеток. Для возбуждения реакции необходимы два раздражения, произведенные с промежутком не более чем около 15 с, после чего ловушка закрывается примерно за 0,1 с. Продукты переваривания удерживают ловушку в закрытом состоянии, а когда насекомое полностью переварено, ловушка открывается и опять готова к действию.

Растения, не имеющие жесткого стебля, могут достигать большой высоты благодаря усикам, способным закручиваться вокруг твердых объектов. Усик «находит» опору в результате случайного контакта при круговых движениях, а затем обвивается вокруг нее в ответ на механическую стимуляцию. Позднее образуются свободные кольца, притягивающие стебель к опоре, а затем еще большему закреплению может способствовать лигнификация (одревеснение). У гороха, у которого усики начинают закручиваться через 2 мин после стимуляции, этой реакции может благоприятствовать свет, так как он усиливает образование АТР. При закручивании абаксиальные клетки сжимаются, а адаксиальные растягиваются. Симметричная обработка ауксином может приводить к асимметричным реакциям и как следствие — к закручиванию; возможно, это связано с асимметричным образованием этилена. Клетки, чувствительные к прикосновению, находятся вблизи верхушки усика, а реагирующие клетки — как у верхушки, так и ниже.

ВОПРОСЫ

13.1. Листочки у чувствительного растения Mimosa pudica складываются в ответ на любой из трех стимулов — на прикосновение, перенесение со света в темноту и ритмические сигналы в течение темнового периода.Каких сходств и каких различий между этими тремя реакциями вы можете ожидать? Рассмотрите: 1) скорость движения, 2) сенсорные

рецепторы, 3) изменения тургора и 4) возможные регуляторные механизмы.

13.2. Чем отличаются настин от тропизмов? В чем сходство тех и других движений?

13.3. Направленность настических движений определяется структурной или физиологической асимметрией в искривляющемся органе. Опишите несколько вероятных видов асимметрии.

13.4. Одни типы движения у растений связаны со стойкими изменениями размеров и формы клетки, а другие — с полностью обратимыми изменениями. Каких различий в регуляторных механизмах можно ожидать в этих двух случаях? Какие особенности могут быть общими для обоих типов движения?

13.5. Если кончик усика некоторых растений погрузить в раствор ИУК, усик закручивается по всей длине. Используя сведения о транспорте и действии ауксина, рассмотренные в гл. 2 и 9, объясните, как это могло бы происходить.

13.6. Эксперименты показали, что гормоны ауксин и этилен могут участвовать в регуляции закручивания усика. Какие другие гормоны могут быть причастными к этому процессу? Опишите опыты, которые позволили бы проверить возможные предположения.

13.7. Клетки ловушки у венериной мухоловки (Dionaea) выполняют ряд специализированных функций. Они способны быстро изменять свои размеры и форму после раздражения чувствительных рецепторов на расстоянии 1—2 см; выделяют пищеварительные ферменты и другие молекулы, участвующие в переваривании добычи; всасывают большие количества неорганических и органических веществ из пойманных насекомых. Подумайте о специализированных ультраструктурных и биохимических особенностях этих клеток.

13.8. Можно сказать, что венерина мухоловка обладает примитивным типом памяти. На каком факте основано это утверждение? О чем это говорит в отношении, механизма, контролирующего движение?

13.9. Сколько растений с завивающимися усиками можете вы перечислить? Какое преимущество дают усики каждому из этих растений?

13.10.Какое адаптивное значение может иметь быстрое движение у мимозы? Могли бы вы назвать другие быстрые движения растений? Приносят ли они растению какую-нибудь пользу?

Жизнь растения