Információ

Hogyan tudnak a fák minden irányban egyformán növekedni?

Hogyan tudnak a fák minden irányban egyformán növekedni?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Egy úton sétáltam ezekkel a gyönyörűen hatalmas fákkal, amikor ez a kérdés felmerült bennem.

A nagy, vastag ágú fáknak minden irányban egyformán kell nőniük, különben felborulnak. Van valamiféle mechanizmus ennek az egyenletes növekedésnek a biztosítására? Vagy ez csak egy szerencsés egybeesés, amely abból fakad, hogy a napfény minden oldalról egyenletesen elérhető? Ha egy fa egyik ága túl nehézzé válik a sok alág miatt, ez valamilyen módon kiváltja a növekedést a fa másik oldalán?

Láttam, hogy a házakban a cserepes növények hajlamosak a napfény felé növekedni. Anyukám gyakran 180 fokkal elfordítja a cserepeket, hogy a növények ne hajoljanak egy irányba. Feltételezem, hogy ennek az az oka, hogy a napfény növeli a fotoszintézis sebességét, ami a merisztéma gyors növekedéséhez vezet. A nyílt területen növekvő fáknak ez nem jelentene problémát. De sok nagy fa az épületek árnyékában nő, anélkül, hogy elhajolna az épületektől, pedig ez az egyetlen irány, ahonnan napfényt kapnak. Van erre valami magyarázat?


A növények növekedését az auxinok – növényi hormonok – szigorúan szabályozzák. Magának az auxinnak általában van egy gátló hatása a növekedésre [SZERKESZTÉS: lásd a megjegyzéseket és Richard válaszát a javításhoz]. Tudomásom szerint nincs olyan aktív vezérlés, amely visszaállítaná a növény szimmetriáját, ha az elromlott (de lehet, hogy tévedek!), de a merisztémánál szintetizálódó és minden irányban szétszóródó auxin gátló hatása szimmetrikus gátlási és aktiválási mintázatot okoz. , a hajtáscsúcs merisztéma körül szimmetrikus távolságban hajtásokat képez - ez jól látszik a romanesco brokkoli szimmetriáján:

Ezen túlmenően, számos olyan mechanizmus létezik, amelyek az auxint érintik, amelyek befolyásolják a növény általános növekedését. A legfontosabbak a következők:

  • Apikális dominancia ami a növény csúcsa (szára) erősebb növekedését idézi elő, mint a növény többi része, biztosítva a növekedés általános központosítását.

  • Fototropizmus hatására a növény a napfény felé nő. Ellentétben azzal, ahogyan feltételezted, ez nem egyszerűen a több fotoszintézisnek és ezáltal a növény fény felé néző elülső részének gyorsabb növekedésének köszönhető, hanem aktívan szabályozott.

  • Gravitropizmus egy nagyon érdekes hatás, amely a növény általános növekedését idézi elő felfelé. Érdekes, mert a mechanizmus valójában a gravitációt használja: a merisztémán szintetizált auxin a gravitáció hatására lefelé diffundál a növényben, gátolva a növekedést az alsóbb régiókban (de vegyük figyelembe, hogy a gyökér apikális merisztémában a hatás valahogy megfordul).

  • Hidrotropizmus hatására a növény a víz felé nő.

Mindezek a hatások együttesen azt eredményezik, hogy a növény általában felfelé, oldalra oszlik el.


Vannak más jó válaszok is, amelyek a kép egy részét képezik, de úgy gondolom, hogy van egy alapvető rendezőelv, ami kimaradt. Konrad kitért erre válaszában.

Az ok, amiért a fák és a legtöbb növény minden irányban egyformán nő, az az, hogy iteratív módon generálnak elágazást és radiális szimmetriát, amelyet a növekedésserkentő hormon auxin és az auxin-érzékeny auxin transzporterek visszacsatolási hurkában szabályoznak. Ez egy elegáns biológiai algoritmus, amely megmagyaráz minden elágazó növekedést.

A Konrad által azonosított dolgok (fototropizmus, gravitropizmus stb.) tájékozódási jelzésként szolgálnak, amely segít a növénynek meghatározni, hogy melyik tengely mentén nőjön, de alapvetően a folyamat az auxin gradiensekről szól. Vannak kivételek, amint arra mások is rámutattak válaszaikban, és ezek általában a tájékozódási jelek súlyos egyensúlyhiányából fakadnak.

Megpróbálom világosan elmagyarázni a növekedési folyamatot (és ez lehetőséget ad arra, hogy újra kipróbáljam magam a diagramkészítésben ^_^)…


Az auxin egy növényi hormon (valójában a hormonok egy osztálya, de amikor az emberek auxint mondanak, az indol-3-ecetsavat értendő), amely elősegíti a sejtek megnyúlását és osztódását. Az alapelv, amely lehetővé teszi, hogy az auxin az általa szervezett módon működjön, az auxin termelése a sejtekben, és a sejtből auxint exportáló fehérjék a sejt azon oldalán fejlődnek ki, ahol a legmagasabb auxinkoncentráció (lásd az alábbi ábrát).

Tehát az auxin felfelé szállítódik az auxin koncentráció-gradiensén! Így ha valamilyen magas auxinkoncentrációjú terület fejlődik ki, akkor több auxin kerül a terület felé. A környező szövethez képest magas auxinkoncentrációjú területet an auxin maximum (többes szám 'maxima').

A növény életének nagy részében a legtöbb sejtben nagyjából egyformán termelődik auxin. Az embriófejlődés nagyon korai szakaszában azonban elsősorban az embrionális tengely mentén termelődik (lásd az alábbi ábrát, 1. rész). Ez létrehozza a merisztéma - sejtcsoport, ahol sejtosztódás megy végbe - az auxin maximumon az embrió mindkét végén. Mivel ez a bizonyos merisztéma a növény csúcsán található, az úgynevezett apikális merisztéma, és általában ez a legerősebb a növényben.

Tehát ha mindkét végén van egy merisztéma, az embrió megnyúlik, mivel a sejtosztódás csak ezeken a pontokon megy végbe. Ez ahhoz vezet 2. rész a fenti képen, ahol a két merisztéma olyan távol esik egymástól, hogy az auxin gradiens annyira gyenge, hogy már nem bírja szervező hatását (terület a vörös négyzetben). Amikor ez megtörténik, az adott területen lévő sejtekben termelődő auxin rövid ideig kaotikus módon koncentrálódik, amíg egy másik transzportközpont létre nem jön. Ez akkor történik, mint az elsőnél, amikor a szövet egy bizonyos területén valamivel magasabb az auxin koncentrációja, és így a környező szövetben lévő auxin oda kerül. Ez ahhoz vezet 3. rész ábrán, amelyen a növény oldalain két új merisztéma jön létre (ún oldalsó merisztémák).

Az oldalsó merisztémák azok, ahol a növényeken ágak fordulnak elő. Ha ezután elképzeli, hogy ez a folyamat újra és újra megismétlődik, látni fogja, hogy az ágak, ahogy megnyúlnak, merisztémákat fejlesztenek ki a csúcsokon és az oldalakon. A főszár is tovább nyúlik, és több oldalszárat fejleszt. A gyökér elkezd elágazni, és ezek az ágak elágazódnak stb. Ha megérted, hogyan működik ez az elegáns rendszer, akkor megérted, hogyan nőnek a növények, és miért nőnek ismétlődő egységekben, szemben az állatokhoz hasonló testtervekkel.

Ez azt is megmagyarázza, hogy ha levágjuk a szár hegyét, az miért segíti elő az elágazódást. Az apikális merisztéma eltávolításával megszabadul az auxin gradienstől, és lehetővé teszi több kisebb merisztéma létrehozását, amelyek mindegyike ágakká fejlődik.

Eddig a szabályos elágazódást magyaráztam, de ugyanaz a rendszer okozza azt a sugárirányú szimmetriát, ami miatt a fák (általában) minden irányban egyformán nőnek...

Képzelje el, hogy átvesz egy keresztmetszetet egy száron, és végig lenéz rajta (ahogyan fentebb nyersen ábrázoltuk). Ahogy az auxin gradiensek koordinálják a növekedést a növény hossza mentén, úgy sugárirányban is koordinálják azt, mivel a maximumok a lehető legtávolabb helyezkednek el egymástól. Ez ahhoz vezet, hogy az ágak minden irányban egyformán nőnek (átlagosan).

Szívesen fogadom a válaszra vonatkozó megjegyzéseket, mivel úgy gondolom, hogy ez annyira fontos a növénynövekedés megértéséhez, hogy szeretném a válaszomat pontosítani, hogy a lehető legjobb legyen.


Nem mindig. Például ez az almafa az ablakom előtt nő:

Eddig még nem esett át. Azért nő így, mert minden fény a kép jobb oldaláról érkezik: a fa nagyjából délkeletre dől, míg az épület tőle délnyugatra van, és árnyékot vet az udvar közepére a kép nagy részében. nap. Ezenkívül balra más, magasabb fák ágai is láthatók, amelyek szinte minden szétszórt tetőablakot elzárnak abból az irányból.


Amint azt @IlmariKaronen válasza mutatja, ez nem mindig van így. az épületek árnyékos oldalai mellett termesztett fa nagy része hajlamos elhajolni az épülettől. Egyes fák több árnyékot tudnak elviselni, mint mások, és ezek ágakat küldenek az épületek árnyékába. Soha nem nőnek olyan sűrűre vagy robusztusra az árnyékban. A fény felé növekvő növények oka a fototropizmus. Amikor fény éri a növény szárát, a szár hosszát meghatározó auxinok elpusztulnak, csökkentve a növekedés mértékét a szár azon oldalán. Amikor ez megtörténik, a szárak a fényforrás felé hajlanak a szárban lévő auxinok egyensúlyhiánya miatt. Az árnyékos oldal gyengébbségének az az oka, hogy minden fa fotoszintézisre támaszkodik az energiáért. Természetesen a közvetlen napfény nélküli oldal nem végez annyi fotoszintézist, és így sokkal kevesebb energiája van a növekedéshez. Ezenkívül sok nagy fa kiegyensúlyozatlan, néha az összes súly az egyik oldalon van. A gyökerek tartják fel őket.


Nézd meg a videót: Orosz László kiakad (Június 2022).


Hozzászólások:

  1. Meztitaur

    Quickly replied :)

  2. Carey

    Kifejezetten egy fórumon regisztrálták, hogy megköszönjem a támogatást.

  3. Ferrau

    Ez a téma egyszerűen összehasonlíthatatlan :), nagyon érdekel)))

  4. Nashicage

    Azt hiszem, megtalálja a megfelelő megoldást. Ne ess kétségbe.

  5. Daira

    Velem is volt. Beszéljük meg ezt a kérdést.



Írj egy üzenetet