Движения растений

Введение
Движение наряду с обменом веществ, ростом и размножением относится к числу характерных свойств живых существ. Многие считают, что двигаться могут только животные. Это ошибочное мнение – растения тоже способны к движению.
Но процессы движения у разных организмов и разных групп неодинаковы. Большинство животных способно к активному передвижению с места на место (локомоция). Среди растений к свободному перемещению в пространстве способны в основном низшие одноклеточные растения (водоросли). Изменения же положений в пространстве у высших растений – это в большинстве случаев движения органов растений, так как сами растения прикреплены к субстрату.
Очень интересно знать, каковы же двигаются высшие растения, от каких условий зависят движения растений, какое это имеет практическое применение?!
Цель моего исследования:
изучить некоторые формы движения у высших растений.
Для выполнения поставленной цели я решала следующие задачи:
Изучение литературы по данному вопросу;
Наблюдение за растениями;
Проведение экспериментов по определению геотропизмов и фототропизмов у растений.
Методы исследования: наблюдение, эксперимент.

Формы движения растений.
Для высших растений характерны два основных способа движения: тропизмы и настии.
Тропизмы (от греч. τροπος — поворот, направление) - это ответные реакции растений на различные односторонние воздействия раздражителей внешней среды (свет, земное притяжение, химические вещества и др.) заключаются в направленных ростовых и сократительных движениях (изгибах) органов растения, приводящих к изменению его ориентации в пространстве.
Бывают:
положительный тропизм, а если оно изгибается в противоположную сторону от раздражителя, то это отрицательный тропизм .
В основе тропизма лежит одно из свойств цитоплазмы клетки — её раздражимость, как ответной реакции на различные факторы внешней среды.

Тропизмы различают в зависимости от вида раздражителя.
Геотропизм связан с воздействием на растения силы тяжести Земли. При положительном геотропизме рост главного корня направлен строго вниз по направлению к центру Земли, что связано не только с деятельностью гормонов, но и с особыми крахмальными зёрнами в корневом чехлике, выполняющим роль статолита. Отрицательный геотропизм характерен для главного стебля.
Хемотропизм вызывает движение растений под влиянием химических соединений. Наиболее яркий пример хемотропизма — рост корней в сторону больших концентраций питательных веществ в почве.
Аэротропизм — ориентировка в пространстве, связанная с неравномерным распределением кислорода. Аэротропизм свойствен в основном корневым системам.
Тигмотропизм — реакция растений на одностороннее механическое воздействие. Тигмотропизм свойствен лазающим и вьющимся растениям.
У некоторых растений наблюдают термотропизмы и гидротропизмы.
Фототропизм, или гелиотропизм вызывает направленный изгиб растения к источнику света. Этот изгиб имеет химическую природу. Под влиянием фитогормона ауксина на теневой стороне деление и рост клеток интенсивнее по сравнению со световой стороной, где ауксина меньше и рост клеток замедлен. В связи с этим растение изгибается в сторону клеток медленно растущих, то есть к свету. У стеблей наблюдается положительный фототропизм, корней — отрицательный, листьев — поперечный. Примером поперечного гелиотропизма, который свойствен, скажем, листьям растений, живущих в засушливых зонах, например, листьям эвкалиптовых деревьев. В солнечный день эти листья поворачиваются ребром и пропускают солнечные лучи мимо себя так, что найти тень в эвкалиптовой роще является нелегкой задачей. Такие деревья демонстрируют, так сказать, «обратный эффект жалюзи». Благодаря положительному фототропизму растения образуют листовую мозаику, то есть листья в пространстве располагаются так, чтобы максимально использовать свет.

Тропизмы различают в зависимости от вида раздражителя.
Наблюдать фототропизм удобно в фототропической камере, представляющей собой темный ящик с отверстием в одной из стенок. Если в такую камеру поставить цветочный вазон с посевом ячменя или вики, то через несколько часов можно заметить изгибы растений к свету, причем изгибы появляются в местах наиболее сильного роста стебля. У проростка горчицы, закрепленного на марле, натянутой на горлышко склянки с водой, и поставленного в фототропическую камеру, вскоре же происходит изгиб стебля к свету и отклонение корня от света.
Отрицательный фототропизм корней можно хорошо подметить при проращивании семянок гречихи между двумя стеклами на пропускной бумаге. Стекла располагаются вертикально, ребром к свету, который проникает к проросткам в щелевидное отверстие между стеклами. Со всех остальных сторон стекла прикрываются черной фотографической бумагой. При резко одностороннем освещении корни проростков сильно отклоняются от света, а стебли – к свету (рис.1). Понятно значение для растений положительного и отрицательного фототропизма. Зеленым стеблям и листьям нужен свет для усвоения углерода. Многие цветки обладают положительным фототропизмом; так, соцветия подсолнечника и череды до распускания корзинок все время поворачиваются к солнцу. Благодаря отрицательному фототропизму боковые корни растений, отклоняясь от света, зарываются в землю. Выращивая растения в темноте, можно наблюдать появление боковых корней на поверхности земли
ку, у нас с тобой сделка верно?
Рис.1.Отрицательный фототропизм корней гречихи.

Настии, или настические движения (от др.-греч. σπαθητός — уплотнённый) — движения дорсовентральных органов растений, которые обусловлены особенностями самого растения и проявляются при ненаправленном воздействии факторов окружающей среды (температура, свет и др.). В отличие от тропизмов, настии возникают в ответ на ненаправленные, рассеянные в окружающей среде раздражители (3,5).
Принято различать фотонастии, термонастии, хемонастии, никтинастии, сейсмонастии.
Фотонастии — движения, которые вызваны сменой освещенности.
Фотонастия Oxalis triangularis при снижении уровня освещённости складывает листья. В реальном времени процесс занимает около 90 минут.
Термонастии — движения, которые вызваны изменениями температуры. К примеру, цветки шафрана и тюльпана открываются и закрываются в ответ на изменение температуры окружающей среды. В тепле происходит ускорение роста внутренней стороны лепестков — и цветки раскрываются, а при холоде происходит ускорение роста их внешней стороны — происходит закрытие цветка.

Никтинастии — движения растений, связанные с комбинированным изменением, как освещенности, так и температуры. Такое комбинированное воздействие наступает при сменах дня и ночи. Примером служат движения листьев у ряда бобовых. Например, так называемый «сон листьев» клевера, кислицы, фасоли и некоторых других растений. Их листья являются закрытыми и направленными вертикально вверх в темноте и прохладном окружающем воздухе, а «открываются» в горизонтальное положение на свету и при тепле (фотонастии и термонастии).
Сейсмонастии — движения, вызванные прикосновением, сотрясением и т.п Листья мимозы стыдливой и кислицы также могут складываться и при сотрясениях. Сейсмонастиями также являются движения тычиночных нитей и рылец в цветках растений, опыляемых насекомыми.
Настии принято разделять на положительные и отрицательные. По утрам, при ярком солнечном освещении открываются соцветия-корзинки одуванчиков, а при уменьшении освещённости происходит их закрытие (фотонастия). Цветки душистого табака раскрываются в вечернее время, при уменьшении освещённости. Это явление называется отрицательной фотонастией.
Тургорные движения — являются связанными с изменением тургора. К ним относятся никтинастические движения листьев. Так, для листьев многих растений также характерны ритмические движения, связанные с изменением тургора в клетках листовых подушечек.
Автонастии — самопроизвольные ритмические движения листьев, не связанные с изменениями внешних условий.

Изучение тропизмов растений.
Работу по изучению форм движения растений я проводил в период с ноября 2020 года по март 2021 года. Я изучил литературу по данному вопросу и провела несколько экспериментов по определению фототропизмов и геотропизмов у растений.
Эксперимент № 1. Наблюдение фототропизма растений.
Для изучения явления фототропизма у растений я пользовался методикой, предложенной в практикуме по ботанике.
Суть эксперимента: Семечко черной фасоли поместить в светонепроницаемый контейнер для проращивания семян (смотри фото № 1), через неделю, под действием солнечного света фасоль должна прорасти и найти «выход» из контейнера (смотри фото № 2).
Практическая часть

Эксперимент № 1. Наблюдение фототропизма растений.
Фото № 1.
Фото № 2.
Выводы: 1) проросток фасоли обладает положительным фототропизмом
2) фактором, вызывающим положительный фототропизм, является солнечный свет.

Эксперимент №2
Наблюдение фототропизма у комнатного растения, стоящего на окне.
Суть эксперимента: Развернуть растение толстянка от солнца, через некоторое время стебель и листья снова повернутся к свету, время опыта – 12 дней (смотри фото №3).
Выводы: 1) растение толстянка (её листья и стебель) обладает положительным фототропизмом;
2) фактором, вызывающим положительный фототропизм, является солнечный свет.
Фото № 3.

Эксперимент №3
Наблюдение геотропизма у комнатных растений.
Суть эксперимента: маленькое растение толстянка перевернуть вверх корнем, стебель должен иметь отрицательный геотропизм, а корень – положительный.
Эксперимент длился три недели. Результаты опыта представлены фото № 4.
Выводы: 1) у корня растения толстянки наблюдается положительным геотропизмом; а у стебля растения толстянки наблюдается отрицательный геотропизмом
2) фактором, вызывающим данные геотропизмы, является земное притяжение.

Эксперимент №4
Наблюдение геотропизма у проросшей луковицы репчатого лука
Луковица репчатого лука находилась на столе в горизонтальном положении (донцем вбок) в течение 10 дней. Результаты представлены на фото № 5.
Выводы: 1) у листьев проросшей луковицы лука наблюдается отрицательный геотропизмом и положительный гелиотропизм;
2) фактором, вызывающим геотропизм, является земное притяжение;
3) фактором, вызывающим положительный гелиотропизм, является солнечный свет.
Фото № 5.

Эксперимент №5.
Наблюдение геотропизма корней орхидеи Фаленопсис.
Вывод: у многих растений геотропизм нейтральный, в том числе и у орхидеи Фаленопсис (смотри фото № 6).
Фото № 6.