Back to chapter

36.4:

الردود على الجاذبية واللمس

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Responses to Gravity and Touch

Languages

Share

تمتلك النباتات عادةًبراعم تنبت من الأرض وجذور تنمو للأسفل في التربة. كيف تحس النباتات أي الوجهات للأعلى وأيها للأسفل؟تنمو النباتات وتتحرك استجابة للجاذبية،في ظاهرة تسمى الانتحاء الأرضي. النمو باتجاه الجاذبية،مثل نمو الجذو ر للأسفل،يسمى الانتحاء الأرضي الموجب.النمو بعكس اتجاه الجاذبية،مثل نمو البراعم للأعلى،يسمى الانتحاء الأرضي السالب. في الجذور،يحتوي غطاء الجذر خلايا حساسة للجاذبية تسمى ستاسوسايت. وفي خلايا الستاسوسايت هنالك عضيات مليئة بالنشا الكثيف يسمى الاميلوبلاست-أو الأجسام الحصوية-تترسب للأسفل استجابة للجاذبية.في الجذور المتجهة للأعلى،تستقر الأجسام الحصوية قرب قاع كل خلية. عند التفاف الجذور لتكون متجهة أفقياًتنزلق الأجسام الحصوية للأسفل وتتجمع في الجدار العمودي السابق الذي يشكّل الآن قاع الخلية. تسمح الأميلوبلاستات المستقرة للنبتة بالإحساس بالجاذبية التي تحفز نمط التطويل غير المتماثل في رأس الجذر،يتم تحفيز النمو في الجزء الأعلى من الجذر ويتم تثبيطه في الجزء الأسفل خلايا التطويل السريعة على الجانب الأعلى تؤدي إلى انحناء الجذر بنموه للأسفل.تنمو النباتات استجابات ل اللمس. على سبيل المثال،فإن جذور كثير من النباتات تبحر حول المعيقات،في حين أن النباتات المتسلقة تمتلك براعم تلتف حول الهياكل. الانتحاء اللمسي هو النمو الاتجاهي المعروضة من قبل النباتات استجابة للمس.تنمو الجذور عموماًبعيداًعن الأشياء التي تلمسها،مما يسمح لها باتباع الطرق الأقل مقاومة من خلال التربة،وهذا ما يسمى الانتحاء اللمسي. وفي المقابل،فإن المحلاق الخيطي للنباتات المتسلقة تنمو باتجاه الأشياء التي تلمسها وفي بعض الأحيان تلتف بشكل سريع حولها،وهذا انتحاء لمسي إيجابي. هذه المحلاقات هي حساس عالي للمس.التلامس مع المحفّزات،يحفّز الانقباض للخلايا في جانب اللمس وتطويل الخلايا في الجانب الذي لا يتم لمسه. يسبّب هذا النمو التمايز في النهاية المحلاقات بأن تتحلق حول الشيء،وبالتالي تأمين النبتة.

36.4:

الردود على الجاذبية واللمس

الإنتحاء الأرضي: استجابات النبات للجاذبية

تستشعر النباتات الأعلى الجاذبية باستخدام الخلايا الساكنة ، والخلايا الموجودة بالقرب من الأنسجة الوعائية في البراعم ، وفي خلايا غطاء الجذر في الجذور. تحتوي الخلايا الساكنة على عضيات مليئة بالنشا تسمى ستاتوليث. تستقر الستاتوليث ، أو ترسب ، في الجزء السفلي من الخلية في اتجاه الجاذبية.

يؤدي ترسيب الستاتوليث إلى إطلاق سلسلة إشارات ، مما يؤدي إلى التوزيع غير المتكافئ لهرمون نبات الأكسين عبر أطراف الجذور والبراعم. تولد هذه العملية تدرج أوكسين جانبي ، تكون فيه مستويات الأكسين أعلى على الجوانب السفلية للجذور والبراعم.

في الجذور ، يمنع تركيز الأكسين الأعلى في الجانب السفلي تمدد الخلية. لذلك ، سوف تتوسع الخلايا بسرعة أكبر في الجانب العلوي ، مما يتسبب في ثني الجذر لأسفل. على النقيض من ذلك ، فإن التركيز الأعلى للأوكسين على الجانب السفلي من البراعم يعزز تمدد الخلية. تتمدد الخلايا بسرعة أكبر في الجانب السفلي ، مما يؤدي إلى ثني الفروع لأعلى.

الإنتحاء اللمسي: استجابات النبات للمس

تحتوي نباتات التسلق على محلاق – براعم معدلة تلتف حول الأشياء. تحتوي أطراف هذه المحلاق على خلايا بشرة حساسة للمس تؤدي إلى نمو تفاضلي. هنا ، تنمو الخلايا الموجودة على جانب المحلاق الذي يلامس الجسم بشكل أبطأ من تلك الموجودة على الجانب المقابل لنقطة الاتصال ، مما يسمح للمحلاق بالانحناء نحو الأشياء التي يلمسها.

التفاعلات بين توجه الانتحاء الأرضي والإنتحاء اللمسي

عندما يواجه الجذر الموجه رأسياً عقبة أثناء النمو لأسفل ، فإنه ينمو بعيداً عن نقطة الاتصال. وهكذا ، بالنسبة للجذور الموجهة عمودياً ، فإن الاتجاه العكسي يتجاوز اتجاه الجاذبية. ومع ذلك ، فإن الجذور الأفقية تنمو إلى أسفل حتى في وجود عقبات. لذلك ، من المحتمل أن يتم تنظيم المسار الذي تسلكه الجذور أثناء نموها من خلال التفاعلات بين هذه الاستجابات.

Suggested Reading

Braam, Janet. "In Touch: Plant Responses to Mechanical Stimuli." New Phytologist. 165 (2)2005: 373–89. [Source]

Jaffe, Mordecai J, A Carl Leopold, and Richard C Staples. "Thigmo Responses in Plants and Fungi." American Journal of Botany. 89 (3)2002: 375–82. [Source]

Su, Shih-Heng, Nicole M Gibbs, Amy L Jancewicz, and Patrick H Masson. "Molecular Mechanisms of Root Gravitropism." Current Biology. 27 (17)2017: PR964–R972. [Source]