Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 16. Рухи рослин

Поміркуйте

  • Які обмеження накладає на рухливість багатоклітинного організму наявність клітинних стінок?

Згадайте

  • Будова кореня, стебла, листка, квітки

Рух у вищих рослин

Вищі рослини — переважно автотрофні організми, для яких джерелом енергії є світло, а джерелами поживних речовин — повітря і ґрунт. Намагаючись збільшити поглинання світла, вуглекислого газу, води та мінералів, рослини набули розгалуженої форми і глибоко занурились у субстрат. Розплатою за це стала втрата здатності до пересування у просторі. У цих умовах необхідність відшукувати оптимально освітлені й насичені водою ділянки та захищатися від ворогів спонукала рослини до пошуку нових способів руху: ростових та тургорних.

Ростові рухи рослин

Ростові рухи — зміни положення частин рослини, зумовлені нерівномірним наростанням клітин у складі певного органа. Подібні рухи поділяються на три великі групи: тропізми, нутації і настії.

Мал. 16.1. Геотропізм стебла і кореня

Тропізми — рухи, спрямовані вздовж напряму дії зовнішнього чинника — світла, тепла, земного тяжіння. Якщо тропізм спрямований у бік посилення стимулу, він називається позитивним, якщо навпаки — негативним. Розрізняють численні форми тропізмів.

Геотропізм — рух, викликаний силою тяжіння. Позитивний геотропізм характерний для коренів, він змушує їх досягати ґрунту і поширюватись у ньому (див. § 3). Негативний геотропізм властивий пагонам і дозволяє їм рости вгору навіть в умовах, коли насінина ще знаходиться під землею (мал. 16.1).

Фототропізм — рух, викликаний світлом. Позитивний фототропізм властивий стеблам (мал. 16.2), а негативний — кореням. А от листки схильні орієнтуватися перпендикулярно до напрямку падаючого світла, бо саме так вони вловлюють найбільшу його кількість. Це явище називають діафототропізмом.

Хемотропізм — рух, викликаний хімічними речовинами. Він характерний насамперед для коренів, що під час росту згинаються в напрямку збільшення концентрації поживних речовин, наприклад мінеральних солей. Хемотропічні реакції також характерні для пилкових трубок покритонасінних рослин.

Нутації — ростові рухи, що спричиняють ритмічні коливання та скручування органа навколо напряму дії зовнішнього чинника. У витких і лазячих рослин нутація стебел і вусиків забезпечує пошук опори і закріплення на ній (мал. 16.3).

Мал. 16.2. Випинання пагонів рослин унаслідок фототропізму

Мал. 16.3. Скручування вусика — результат нутації

Мал. 16.4. Приклад ростової настії: закривання суцвіття

Настії — рухи, напрям яких не пов'язаний із напрямом дії зовнішнього подразника. Авто настії зумовлені нерівномірним ростом клітин у різних частин органа. Фотонастії спричинені зміною освітленості (закривання суцвіть кульбаби за похмурої погоди) (мал. 16.4). Термонастії пов'язані зі зміною температури (закривання квіток тюльпанів і крокусів на холоді).

Тургорні рухи рослин

Тургор — це напруження клітини, спричинене тиском її вмісту на оболонку. У рослинних клітинах тургор зумовлений насамперед умістом води в центральній вакуолі. Якщо вміст води у вакуолях змінюється, це призводить до зміни обсягу і механічної пружності всієї рослинної клітини. Цей механізм і лежить в основі тургорного руху.

Поширеним прикладом тургорного руху на рівні окремих клітин є розкриття і закриття продихів. Цілі органи рослин також здатні здійснювати тургорні рухи. Вони зазвичай розглядаються як «швидкі настії», оскільки ззовні відрізняються від типових (ростових) настій лише своєю швидкістю. Однак механізми цих явищ абсолютно різні. У рослин, здатних до тургорних настій, в основі листкових пластинок і черешків присутній пульвінус — група клітин, що можуть швидко змінюватись в об'ємі. Наповнюючись водою, пульвінус розтягується, рухаючи одну частину рослини відносно іншої.

Мал. 16.5. Приклад тургорної настії: складання листка мімози

Розрізняють декілька типів тургорних настій. Ніктинастії — рухи «засинання», спричинені одночасним зменшенням температури й освітленості, які відбуваються вночі (складання листків конюшини). Тигмонастії, або сейсмонастії, зумовлені дотиком, струсом або іншим механічним впливом на органи рослини (складання листочків мімози та венериної мухоловки) (мал. 16.5). Хемонастії спричинені зміною концентрації хімічних речовин (рухи листків росички після потрапляння на них комах).

Практична робота

Ростові рухи рослин на прикладі проростків насіння

1. Здійсніть пророщування насінини квасолі, помістивши її в горизонтально розташовану скляну трубку, відкриту з обох боків.

2. Простежте напрями росту пагона і кореня до виходу з трубки та після нього.

3. Поясніть свої спостереження.

Ключова ідея

Ростові рухи поділяються на тропізми, спрямовані вздовж дії певного фактора, нутації, що призводять до коливання навколо вісі, і настії, напрям яких не залежить від напряму дії стимулу. До осмотичних рухів належить розкриття продихів, захисні рухи, а також рухи хижих рослин.

Запитання та завдання

1. Чому в рослинному світі не набув поширення м'язовий спосіб руху? 2. Які анатомічні дослідження слід провести для того, щоб визначити, до якого типу належить рух певної рослини? 3. У чому полягає функціональна відмінність між тигмонастіями мімози та венериної мухоловки?