Back to chapter

36.4:

תגובות לכח הכבידה ולמגע

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

בצמחים בדרך כלל יש ניצנים הנובעים מהאדמה ושורשים שצומחים כלפי מטה אל האדמה. איך צמחים חשים באיזו דרך למעלה ואיזה דרך למטה? צמחים צומחים ונעים בתגובה להכבידה, תופעה המכונה גרוויטרופיזם.צמיחה בכיוון הכבידה. כמו צמיחת שורשים כלפי מטה נקראת גרוויטרופיזם חיובי צמיחה בכיוון ההפוך הכבידה כמו צמיחה כלפי מעלה של ניצנים, נקראת גרוויטרופיזם שלילי. בשורשים, מכסה השורש מכיל תאים חושי כבידה מיוחדים הנקראים סטטוציטים.בתוך הסטטוציטים, אורגנלים צפופים ומלאי עמילן הנקראים עמילופלסטים או סטטוליטים מתיישבים כלפי מטה בתגובה לכבידה. בשורשים מכוונים אנכית, סטטוליתים מתמקמים בסמוך לתחתית כל תא. כאשר השורשים מסתובבים בכיוון אופקי, הסטוליטים מחליקים מטה ואוספים בקיר האנכי הקודם שיוצר כעת את קרקעית התא.העמילופלסטים מתיישבים מאפשרים לצמח לחוש את הכבידה, ומפעילים דפוס התארכות א-סימטרי בקצה השורש:גידול מגורה בצד העליון של השורש מודכא בצד התחתון. התארכות מהירה של תאים בצד העליון גורמת לשורש להתעקם עם צמיחתו כלפי מטה. צמחים גדלים גם בתגובה למגע.לדוגמא, שורשי צמחים רבים מנווטים סביב מכשולים, בעוד שלצמחים מטפסים יש ניצנים העוטפים מבנים. טיגמוטרופיזם הנו הגידול הכיווני שמציגים הצמחים בתגובה למגע. שורשים בדרך כלל מתרחקים מחפצים שהפ נוגעים בהם, ומאפשרים להם ללכת בדרך של הכי פחות ההתנגדות דרך האדמה;זה נקרא הטיגמוטרופיזם שלילי.לעומת זאת, קנוקנות דמי חוטים של צמחים מטפסים צומחים לעבר חפצים שהם נוגעים, בהם, תוך כדי התפתלות במהירות סביבם:זה טיגמוטרופיזם חיובי. הקנוקים רגישים מאוד למגע. מגע עם גירוי גורם להתכווצות של תאים בצד המגע ולהארכת התאים בצד ללא מגע.גידול דיפרנציאלי זה גורם בסופו של דבר לקנוקים לשיזורם סביב העצם, ובכך לאבטח את הצמח.

36.4:

תגובות לכח הכבידה ולמגע

Gravitropism: Plant Responses to Gravity

Higher plants sense gravity using statocytes, cells found near the vascular tissue in shoots, and in the root cap columella in roots. Statocytes contain starch-filled organelles called statoliths. The statoliths settle, or sediment, at the bottom of the statocyte in the direction of gravity.

Statolith sedimentation triggers a signaling cascade, resulting in the asymmetrical distribution of the plant hormone auxin across root and shoot tips. This process generates a lateral auxin gradient, in which auxin levels are higher on the lower sides of roots and shoots.

In roots, the higher auxin concentration on the lower side inhibits cell expansion. Cells will, therefore, expand more rapidly on the upper side, causing the root to bend downward. In contrast, the higher auxin concentration on the lower side of shoots promotes cell expansion. Cells expand more rapidly on the lower side, causing shoots to bend upward.

Thigmotropism: Plant Responses to Touch

Climbing plants have tendrils – modified shoots that coil around objects. The tips of such tendrils have touch-sensitive sensory epidermal cells that trigger differential growth. Here, cells on the side of the tendril that touches the object grow more slowly than those on the side opposite the point of contact, allowing the tendrils to curve toward objects they touch.

Interactions between Thigmotropism and Gravitropism

When a vertically oriented root encounters an obstacle during downward growth, it grows away from the point-of-contact. Thus, for vertically oriented roots, thigmotropism overrides gravitropism. Horizontally-oriented roots, however, grow downward even in the presence of obstacles. The path that roots take during their growth is, therefore, likely regulated by interactions between these responses.

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]