"Биология", Сивоглазов В.И., Плешаков А.А.
Растения воспринимают изменения вокруг себя и отвечают на них, хотя у них нет нервной системы и их движения часто медленны. Эта способность называется раздражимостью: благодаря ей органы растения растут в подходящем направлении, а листья и цветки меняют положение. Главные виды движений — тропизмы, зависящие от направления раздражителя, и настии, не зависящие от него. Понимание этих реакций помогает объяснить, как растения приспосабливаются к условиям среды.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Раздражимость — способность растения воспринимать воздействие среды и отвечать на него изменением жизнедеятельности. Например, при изменении освещения побег может начать расти в другую сторону. Это понятие помогает понять, как растение реагирует на условия вокруг себя, даже если реакция не сразу заметна.
Движение растений — изменение положения органов или частей растения в ответ на внешние или внутренние воздействия. Так, лист может изменить положение, а побег — изогнуться. Понятие движения охватывает разные реакции, а не только быстрые перемещения, которые можно увидеть сразу.
Тропизм — направленная ростовая реакция органа растения, зависящая от направления раздражителя. Если свет падает с одной стороны, побег может изгибаться в его сторону. Слово «ростовая» указывает, что орган меняет направление из-за неодинакового роста клеток, а «направленная» — что важна сторона, откуда действует раздражитель.
Настия — движение органа растения, направление которого не зависит от направления раздражителя. Например, цветок может закрываться вечером, даже если свет меняется не с одной определённой стороны. Это понятие позволяет отличить такие движения от тропизмов и объяснить реакции, связанные с тургором клеток или ростом.
Раздражителями для растения служат изменения среды: свет, сила тяжести, наличие воды и прикосновение. Они воздействуют на клетки, и в ответ меняется их работа или рост. Если освещение сильнее с одной стороны, это может направить изгиб побега; вода в почве влияет на направление роста корней. Реакция зависит от того, какой именно фактор действует и как он распределён вокруг органа.
Раздражимость считают важным свойством живых организмов, потому что она помогает им отвечать на изменения среды. Растению нужно получать свет, воду и минеральные вещества, а также сохранять подходящее положение органов. Реагируя на условия, оно может направить побег к освещённому месту или изменить положение листьев. Это повышает шансы растения расти и выживать, хотя оно не может переместиться с места на место.
Изгиб побега или корня возникает, когда клетки на противоположных сторонах органа растут с разной скоростью. Одна сторона удлиняется сильнее другой, поэтому весь орган постепенно изгибается. Если направление изгиба совпадает с направлением раздражителя, орган растёт к нему; если противоположно — от него. Так возникает направленная ростовая реакция, или тропизм.
Тропизм называют положительным, когда орган растёт к раздражителю, и отрицательным, когда растёт от него. Побег обычно изгибается к свету — это положительный фототропизм, то есть реакция на свет. Корень обычно растёт вниз под действием силы тяжести: это положительный геотропизм. Побег, растущий вверх, направлен против действия силы тяжести, поэтому его реакцию называют отрицательным геотропизмом.
Настические движения появляются, когда меняется тургор — упругость клеток, зависящая от количества воды в них, — или когда клетки растут с разной скоростью. Например, при изменении освещения или температуры некоторые цветки открываются или закрываются. Лист мимозы может складываться после прикосновения из-за изменения тургора в его тканях. Направление такого движения не задаётся тем, с какой стороны подействовал раздражитель, поэтому это не тропизм.
| Признак | Тропизмы | Настии |
|---|---|---|
| Зависимость от направления раздражителя | Присутствует | Отсутствует |
| Основной механизм | Неравномерный рост клеток | Изменение тургора или рост клеток |
| Характер движения | Изгиб органа в определённую сторону | Открывание, закрывание или изменение положения органа |
| Пример | Побег изгибается к свету | Цветок закрывается вечером или лист складывается при прикосновении |
Чтобы определить вид движения, сначала спросите себя, зависит ли направление реакции от того, с какой стороны действует раздражитель. Затем обратите внимание на механизм: неравномерный рост характерен для тропизмов, а изменение тургора может вызывать настии. Примеры в последней строке помогают проверить вывод.
Задача 1. Стебель комнатного растения наклонился к окну. Нужно определить вид реакции и понять, почему он подходит под это название. Сначала выясним, какой раздражитель действует на растение и в какую сторону направлен изгиб. Затем проверим, совпадает ли направление реакции с направлением раздражителя.
Ответ: стебель проявляет положительный фототропизм — направленную ростовую реакцию на свет.
Задача 2. Почему корень обычно растёт вниз, а побег — вверх? Нужно связать направления роста с действием силы тяжести. Не следует считать, что корень и побег просто случайно выбирают разные стороны: их ростовые реакции на один и тот же фактор направлены по-разному. Для ответа определим, куда направлена сила тяжести и как относительно неё растут органы.
Ответ: корень обычно растёт вниз благодаря положительному геотропизму, а побег вверх — благодаря отрицательному.
Задача 3. Сравните закрывание цветка вечером и изгиб побега к окну: определите вид движения, раздражитель и механизм. В обоих случаях орган меняет положение, но одного этого сходства недостаточно, чтобы назвать реакции одинаково. Нужно выяснить, зависит ли направление движения от направления раздражителя и что именно меняется в тканях.
Ответ: изгиб к окну — положительный фототропизм, вызванный светом и неравномерным ростом; вечернее закрывание цветка — настия, механизм которой может быть связан с изменением тургора или ростом.
Ошибка — считать любое движение растения тропизмом. Так думают, потому что оба явления связаны с изменением положения органа, но тропизм всегда является направленной ростовой реакцией. Проверьте себя: если направление движения не зависит от направления раздражителя, это не тропизм.
Ошибка — путать положительный и отрицательный тропизмы, не учитывая, куда направлен орган. Названия относятся не к тому, полезна ли реакция, а к тому, растёт ли орган к раздражителю или от него. Чтобы проверить ответ, назовите раздражитель и сравните его направление с направлением роста.
Ошибка — утверждать, что растения совсем не двигаются. Их движения часто медленные, а сами растения не перемещаются целиком, поэтому реакция может остаться незамеченной. Наблюдайте за одним побегом несколько дней: изменение его наклона к окну покажет движение.
Ошибка — смешивать настии и тропизмы, забывая о зависимости направления от раздражителя. Настия может быть вызвана светом или прикосновением, но направление движения не определяется стороной воздействия. Спросите себя, изменился бы выбор направления, если бы раздражитель действовал с другой стороны: для тропизма это существенно, для настии — нет.
Чтобы разобраться в раздражимости и движении, полезно знать признаки живых организмов, строение растительной клетки, а также понимать, что такое рост и развитие. Позже эти знания помогут изучать корень, побег, регуляцию жизнедеятельности растений и приспособления организмов к среде. В повседневной жизни тема пригодится при выращивании растений: по реакции побегов можно оценить освещение, а наблюдения за листьями и цветками помогают заметить ответ на прикосновение и изменение условий.
Почему растения считают раздражимыми, если у них нет нервной системы?
Для раздражимости нервная система не обязательна: клетки растения воспринимают воздействия и меняют свою работу. Например, побег может расти к свету, а лист мимозы — складываться при прикосновении.
Почему побег растёт к свету, а корень — вниз?
Побег изгибается к свету благодаря фототропизму, а корень обычно растёт вниз под действием силы тяжести. Такая ориентация помогает побегу получать свет, а корню — закреплять растение и осваивать почву.
Чем тропизм отличается от настии?
Тропизм — направленная ростовая реакция: орган изгибается в сторону раздражителя или от него. Направление настии не зависит от того, с какой стороны действует раздражитель; движение может возникать из-за изменения тургора или роста клеток.
Все ли движения растений связаны с ростом?
Нет. Тропизмы возникают из-за неравномерного роста клеток, но некоторые настии связаны с изменением тургора — упругости клеток из-за количества воды в них. Поэтому лист может быстро сложиться при прикосновении без заметного роста.
Можно ли увидеть раздражимость растения в обычных домашних условиях?
Да. Можно заметить, что побег на подоконнике постепенно наклоняется к окну, а цветки некоторых растений открываются и закрываются. Такие изменения требуют времени, поэтому наблюдать за ними удобнее несколько дней.
§ 18. Раздражимость и движение