Back to chapter

36.4:

Yerçekimi ve Dokunuşa Yanıtlar

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

Bitkiler tipik olarak yerden filizlenen sürgünlere ve toprağa doğru büyüyen köklere sahiptir. Bitkiler hangi yolun yukarı ve hangi yolun aşağı olduğunu nasıl algılar? Bitkiler yerçekimine tepki olarak yerçekimi olarak adlandırılan bir olgu olarak büyür ve hareket ederler. Köklerin aşağı doğru büyümesi gibi yerçekimi yönündeki büyümeye pozitif gravitropizm denir. Çekimin zıt yönündeki büyümeye, sürgünlerin yukarı doğru büyümesine olduğu gibi, negatif gravitropizm denir. Köklerde, kök kapağı, statositler adı verilen yerçekimi algılayan özel hücreler içerir. Statositler içinde, amiloplastlar veya statolitler adı verilen yoğun, nişasta dolu organeller yer çekimine tepki olarak aşağı doğru yerleşir. Dikey olarak yönlendirilmiş köklerde, statolitler her hücrenin tabanına yakın yerleşirler. Kökler yatay olarak döndürüldüğünde, statolitler aşağı doğru kayar ve şimdi hücre tabanını oluşturan önceki dikey duvarda toplanır. Çöken amiloplastlar bitkinin yerçekimini algılamasını sağlar ve kök ucunda asimetrik bir uzama paternini tetikler; büyüme kökün üst tarafında uyarılır ve alt tarafında bastırılır. Üst taraftaki hücrelerin hızlı uzaması, kökün aşağı doğru büyüdükçe eğrisine neden olur. Bitkiler ayrıca dokunmaya tepki olarak büyür. Örneğin, birçok bitkinin kökleri engeller etrafında dolaşırken, tırmanma bitkileri yapıların etrafına sarılan sürgünlere sahiptir. Tigmotropizm, bitkilerin dokunmaya tepki olarak sergilediği yönlü büyümedir. Kökler genellikle dokundukları nesnelerden uzaklaşarak topraktaki en az direnç yolunu takip etmelerini sağlar; buna negatif tigmotropizm denir. Buna karşılık, tırmanma bitkilerinin ipliksi dalları dokundukları nesnelere doğru büyür, bazen hızla etraflarında dolanır; bu pozitif tigmotropizmdir. Bu ipliksi dallar dokunmaya karşı çok hassastır. Bir uyaran ile temas, temas tarafındaki hücrelerin büzülmesini ve temas etmeyen taraftaki hücrelerin uzamasını teşvik eder. Bu diferansiyel büyüme, nihayetinde ipliksi dalların nesnenin etrafında sicim olmasına ve böylece bitkinin güvenli hale getirilmesine neden olur.

36.4:

Yerçekimi ve Dokunuşa Yanıtlar

Gravitropizm: Yerçekimi Bitki Tepkileri

Gelişmiş bitkiler, sürgünlerde vasküler dokunun yakınında bulunan hücreler olan statositler ve kök kapağındaki kolümel kullanarak yerçekimi hissederler. Statositler, statolitler adı verilen nişasta dolu organeller içerir. Statolitler, statositin tabanında yerçekimi yönünde yerleşir veya eğilir.

Statolit sedimantasyonu, bitki hormonu oksininin kök ve sürgün uçları boyunca asimetrik dağılımına neden olan bir sinyal kaskadını tetikler. Bu işlem, köklerin ve sürgünlerin alt taraflarında oksin seviyelerinin daha yüksek olduğu bir lateral oksin gradyanı oluşturur.

Köklerde, alt taraftaki daha yüksek oksin konsantrasyonu hücre genişlemesini engeller. Bu nedenle, hücreler üst tarafta daha hızlı genişler ve kökün aşağı doğru bükülmesine neden olur. Buna karşılık, sürgünlerin alt tarafındaki daha yüksek oksin konsantrasyonu hücre genişlemesini teşvik eder. Hücreler alt tarafta daha hızlı genişler ve sürgünlerin yukarı doğru bükülmesine neden olur.

Tigmotropizm: Bitkiler Dokunmaya Tepki Verir

Tırmanan bitkiler, nesnelerin etrafında dönen antenlere yani modifiye sürgünlere sahiptir. Bu tür antenlerin uçları, diferansiyel büyümeyi tetikleyen dokunmaya duyarlı duyusal epidermal hücrelere sahiptir. Burada, nesneye dokunan antenin yan tarafındaki hücreler, temas noktasının karşısındaki taraftan daha yavaş büyür ve antenlerin dokundukları nesnelere doğru bükülmesine izin verir.

Tigmotropizm ve Gravitropizm Arasındaki Etkileşimler

Dikey olarak yönlendirilmiş bir kök, aşağı doğru büyüme sırasında bir engelle karşılaştığında, temas noktasından uzaklaşır. Böylece, dikey olarak yönlendirilmiş kökler için, tigmotropizm gravitropizmi geçersiz kılar. Bununla birlikte, yatay olarak yönlendirilmiş kökler, engellerin varlığında bile aşağı doğru büyür. Bu nedenle, köklerin büyümeleri sırasında aldıkları yol, muhtemelen bu tepkiler arasındaki etkileşimlerle düzenlenir.

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]