Co je fototropismus?

Umístili jste svou oblíbenou rostlinu na slunný okenní parapet. Brzy si všimnete, že se rostlina ohýbá směrem k oknu, místo aby rostla přímo vzhůru. Co na světě tato rostlina dělá a proč to dělá?

Fenomén, kterého jste svědky, se nazývá fototropismus. Pro náznak toho, co toto slovo znamená, si všimněte, že předpona „fotografie“ znamená „světlo“ a přípona „tropismus“ znamená „otáčení“. Fototropismus je tedy, když se rostliny otočí nebo ohnou směrem ke světlu.

Rostliny potřebují světlo, aby stimulovaly produkci energie; tento proces se nazývá fotosyntéza. Světlo generované ze slunce nebo z jiných zdrojů je spolu s vodou a oxidem uhličitým nutné k produkci cukrů, které rostlina používá jako energii. Kyslík je také produkován a mnoho životních forem to vyžaduje pro dýchání.

Fototropismus je pravděpodobně mechanismem přežití přijatým rostlinami, aby mohly dostat co nejvíce světla. Když rostlina ponechá otevřené světlo, může dojít k dalšímu fotosyntéze, což umožňuje generovat více energie.

Včasné názory na příčinu fototropismu se mezi vědci lišily. Theophrastus (371 B.C.-287 B.C.) věřil, že fototropismus byl způsoben odstraněním tekutiny z osvětlená strana stonku rostliny a Francis Bacon (1561-1626) později postuloval, že fototropismus byl způsoben vadnutí. Robert Sharrock (1630-1684) věřil, že rostliny jsou zakřivené v reakci na „čerstvý vzduch“, a John Ray (1628-1705) si myslel, že se rostliny naklonily k chladnějším teplotám blíže k oknu.

Bylo to až Charles Darwin (1809-1882) provést první relevantní experimenty týkající se fototropismu. Předpokládal, že látka produkovaná ve špičce vyvolala zakřivení rostliny. Pomocí testovacích rostlin experimentoval Darwin zakrytím špiček některých rostlin a ponecháním ostatních nekrytých. Rostliny se zakrytými špičkami se neohýbaly směrem ke světlu. Když zakryl spodní část stonků rostlin, ale nechal špičky vystavené světlu, tyto rostliny se posunuly směrem ke světlu.

Darwin nevěděl, co „látka“ produkovaná ve špičce byla nebo jak způsobila ohýbání stonku rostliny. Nicméně, Nikolai Cholodny a Frits šli v roce 1926 zjistili, že když se vysoká hladina této látky přesunula na stínovanou stranu stonku rostliny, stonek by se ohnul a zakřivil tak, aby se špička pohybovala směrem ke světlu. Přesné chemické složení látky, o kterém bylo zjištěno, že je prvním identifikovaným rostlinným hormonem, nebylo objasněno dříve Kenneth Thimann (1904-1977) izolován a identifikován jako kyselina indol-3-octová nebo auxin.

Současná myšlenka na mechanismus za fototropismem je následující.

Světlo při vlnové délce asi 450 nanometrů (modré / fialové světlo) osvětluje rostlinu. Protein zvaný fotoreceptor zachycuje světlo, reaguje na něj a vyvolává reakci. Nazývá se skupina fotoreceptorových proteinů modrého světla zodpovědná za fototrofismus fototropiny. Není zcela jasné, jak fototropiny signalizují pohyb auxinu, ale je známo, že auxin se pohybuje v závislosti na expozici světlu na tmavší a stínované straně stonku. Auxin stimuluje uvolňování vodíkových iontů v buňkách na zastíněné straně stonku, což způsobuje pokles pH buněk. Snížení pH aktivuje enzymy (nazývané expansiny), které způsobují bobtnání buněk a vedou kmen k ohýbání směrem ke světlu.

• Pokud máte v okénku rostlinu s fototropisem, zkuste ji otočit opačným směrem, aby se rostlina ohýbala od světla. Trvá jen asi osm hodin, než se rostlina otočí zpět ke světlu.
• Některé rostliny rostou od světla, což je fenomén zvaný negativní fototropis. (Ve skutečnosti to kořeny rostlin zažívají; kořeny rozhodně nerostou směrem ke světlu. Dalším slovem pro to, co prožívají, je gravitační útok směrem k gravitačnímu tahu.)
• Photonasty by mohl znít jako obrázek něčeho šťastného, ​​ale není. Je to podobné fototropismu v tom, že zahrnuje pohyb rostliny v důsledku světelného podnětu, ale ve fotonastii není pohyb směrem k světelnému podnětu, ale v předem určeném směru. Pohyb je určen samotnou rostlinou, nikoli světlem. Příkladem fotonasty je otevírání a zavírání listů nebo květů v důsledku přítomnosti nebo nepřítomnosti světla.