중력과 접촉에 대한 반응

굴중성(gravitropism): 중력에 대한 식물의 반응

고등 식물들은 평형세포(statocyte; 싹의 유관속조직 근처에서 발견되는 세포와 뿌리의 주축에 있는 세포)를 사용하여 중력을 감지합니다. 평형세포는 평형석(statolith)이라고 불리는 전분으로 가득 찬 세포기관을 가지고 있습니다. 평형석은 중력의 방향을 따라 평형세포 밑바닥에 가라앉습니다.

평형석 퇴적은 신호 연쇄반응을 유발하여 식물 호르몬인 옥신(auxin)이 뿌리와 싹 끝에 비대칭적으로 분포하게 합니다. 이 과정은 측면 옥신 구배(lateral auxin gradient)를 생성하며, 이 구배에선 뿌리와 싹의 아래쪽의 옥신 수치가 더 높습니다.

뿌리에선 아래쪽의 높은 옥신 농도가 세포 확장을 억제합니다. 따라서 세포는 위쪽에서 더 빠르게 팽창해 뿌리가 아래로 굽게 만듭니다. 반면에 싹에선 아래쪽에 있는 높은 옥신 농도가 세포 확장을 촉진합니다. 세포는 아래쪽에서 더 빠르게 팽창하여 싹이 위로 구부러지게 합니다.

굴촉성(thigmotropism): 접촉에 대한 식물의 반응

덩굴식물엔 물체를 감싸는 덩굴손(tendril)이 있습니다. 그러한 덩굴손의 끝에는 차등성장을 유발하는 촉각 표피 세포(touch-sensitive sensory epidermal cell)가 있습니다. 물체에 닿는 덩굴손의 접촉점에 있는 세포들은 접촉점 반대편에 있는 세포들보다 더 느리게 자라면서 덩굴손이 접촉하는 물체를 향해 구부러지게 합니다.

굴촉성과 굴중성 사이의 상호작용

수직으로 난 뿌리가 하향 성장 중에 장애물과 마주치면 접점에서 멀어집니다. 따라서, 수직 지향적인 뿌리의 경우, 굴촉성이 굴중성를 앞지릅니다. 한편, 수평 방향의 뿌리는 장애물이 있는 곳에서도 아래로 자랍니다. 따라서, 뿌리가 자라며 이동하는 경로는 굴촉성과 굴중성 반응 간의 상호작용에 의해 조절될 가능성이 높습니다.