Pohyby rostlin: tropismy, nastie a samovolné pohyby
Rostliny se pohybují víc, než si myslíme. Objevte svět tropismů, nastií a samovolných pohybů — od ohýbání stonků za světlem až po ovíjivé pohyby chmele a fazolu.
Proč a jak se rostliny pohybují
POHYBY ROSTLIN
„Rostliny rostou a žijí, ale živočichové rostou, žijí a cítí“. Tak byli živočichové a rostliny odedávna rozlišovány. A přece život rostlin v plné šíři osvětlila teprve sběrná filmová kamera schopná pořídit obrázky v určitých časových intervalech. S touto kamerou jako první na světě zkoumal pohyby rostlin prof. Vladimír Úlehla se svým žákem Janem Calábkem. Kamera ukázala, že se pohybují nejen živočichové, ale i rostliny.
Vyšší rostliny nejsou ovšem schopny pohybu z místa na místo jako živočichové. Pohybují se ohýbáním nebo kýváním stonků a listů. Dráždivost rostlin však není možno zúžit jen na jejich pohyby, takže dnes již nemůžeme ani ono shora uvedené dávné rozlišení rostlin a živočichů tak zjednodušeně vyjádřit. Moderní fyzikální metody prozrazují dokonce i jevy poukazující na reakce připomínající pocity u rostlin.
Z místa na místo se mohou pohybovat např. jednobuněční rostlinní bičíkovci (krásnoočka). Pohyby jsou tu umožňovány nejen bičíky, ale i brvami. Rejdivé výtrusy řas se pohybují např. za světlem. Bakterie se mohou pohybovat za kyslíkem (jsou-li aerobní), plasmodia hlenek za vodou atd. Také chloroplasty se mohou přesouvat v buňce pod vlivem různého stupně osvětlení.
Přesouvání (fototaxe) chloroplastů v buňkách lístků okřehku.
U vyšších rostlin je možno pozorovat především pohyby, které souvisejí s bezprostředními projevy životní síly. Takové pohyby označujeme jako vitální. Avšak i odumřelé části rostlin se mohou pohybovat a pak mluvíme o pohybech fyzikálních. Za příklad mohou posloužit šišky jehličnanů, jež se ve vlhku zavírají a v suchu otevírají, nebo lusky bobovitých rostlin, schopné se v suchu šroubovitě stáčet a vymršťovat tak semena.
Vitální pohyby rozlišujeme na odvetné (paratonické) a samovolné (autonomní). První souvisejí s působením vnějších podnětů, druhé se dějí i bez vnějšího podráždění. Odvetné pohyby rozlišujeme na tropismy a nastie.
Fototropismus: jak rostliny rostou za světlem
TROPISMY
V případě tropismů jde o ohyby rostlinných částí za zdrojem podráždění nebo naopak. Podráždění tedy rozhoduje o směru pohybu.
Je-li podrážděním světlo, mluvíme o fototropismu, je-li jím tíže zemská, hovoříme o geotropismu, v případě podráždění chemickými vlivy mluvíme o chemotropismu atd. Tyto tropismy jsou buď kladné (ohyb za zdrojem podráždění) nebo záporné (pohyb od zdroje podráždění).
Fototropismus
Fototropismus je ohyb působený jednostranným vlivem světla. Např. mladá rostlina hořčice jednostranně osvětlená a pěstovaná ve vodní kultuře (takže i kořeny jsou vystaveny světlu) ukazuje ohyb lodyhy za světlem (kladný fototropismus) a ohyb kořene od světla (záporný fototropismus).
Kladný fototropismus je nejvíce studován u poševnatého lístku (koleoptile) klíčících trav, nejlépe ovsa. Souvisí s auxinem tvořeným ve vrcholku koleoptile, který se vlivem světla přesunuje na stranu od světla odvrácenou, čímž tato strana více roste. Odříznutím vrcholku se proto ztrácí fototropická citlivost a jednostranným nátěrem pasty s auxinem (IAA) je možno vyvolat.
ohyb koleoptile i ve tmě. Naproti tomu záporný fototropismus kořenů souvisí s ABA hromadící se na straně od světla odvrácené, čímž je tato strana zadržována v růstu.
Fototropismus A) Mladá rostlina hořčice bílé pěstovaná ve vodní kultuře ve skleněné nádobě ukazuje při jednostranném osvětlení kladný fototropismus lodyhy a záporný fototropismus kořene. B) Poševnatý lístek trávy (koleoptile) se při jednostranném osvětlení ohýbá za světlem, protože se auxiny přesouvají na stranu od světla odvrácenou. C) Kořen jednostranně osvětlený se odvrací od světla, což souvisí s přesunem kyseliny abscisové (ABA) na stranu od světla odvrácenou. Upraveno podle Šebánka a kol.
Geotropismus: vliv zemské tíže na růst kořenů a stonků
Geotropismus
Geotropismus (neboli gravitropismus) je ohyb působený tíží zemskou. Stonek roste proti jejímu působení (je záporně geotropický), kořen roste ve směru jejího působení (je kladně geotropický) – (obr. 4.3A, pokus 9.4.3).
Kladný geotropismus kořenů souvisí s přítomností tzv. přesýpavého škrobu v kořenové špičce (objev profesorů Němce a Haberlandta). Kořen proto po odříznutí vrcholku s čepičkou ztrácí geotropickou citlivost. Podrážděním, které do jisté míry souvisí s přesýpavým škrobem, dojde i k nerovnoměrnému rozložení ABA. Následkem toho horní strana kořene o ABA ochuzená roste více, čímž se kořen obrací dolů. U lodyh naproti tomu záporný geotropismus souvisí s auxinem hromadícím se na spodní straně, která je v růstu podněcována.
Z tropismů je významný i chemotropismus a hydrotropismus, kdy jsou ohyby orgánů vyvolané chemickým podrážděním.
S tropismy úzce souvisejí i háčkovité ohyby klíčních rostlin nebo květních poupat.
Nastie: pohyby rostlin řízené intenzitou podráždění
Nastie a pohyby samovolné
Nastie jsou pohyby podnícené podrážděním, ale na rozdíl od tropismů nerozhoduje toto podráždění o směru pohybu.
Je-li tedy podrážděním např. světlo, není důležité, odkud působí, ale zda vůbec působí. Pak se při určité intenzitě podráždění pohyb uskuteční, např. květ se na světle otevře. Tato nastie je zřejmá např. u růže šípkové nebo u bramboru, kdy dojde k otevření květů ráno. Jsou však i druhy rostlin, u nichž se květy naopak otevírají večer (např. pupalka). Zvlášť nápadné jsou termonastie vyvolané teplem nebo seismonastie působené otřesy.
Někdy nastie souvisejí se změnami v napětí buněk pletiva (turgoru). Jde například o otevírání a zavírání průduchů na listech, což souvisí s turgorem svěracích buněk průduchů. Nápadné jsou i nastie v kloubových polštářcích, jimiž přisedají listy. Například první listy fazolu šarlatového se přes den zdvihají a na noc klesají. Tehdy se jedná o změny turgoru v kloubových polštářcích.
Auxinem jsou působeny i tzv. epinastie (roste-li např. řapík silněji na horní straně, takže se ohýbá dolů) nebo hyponastie (dochází-li k silnějšímu růstu na straně spodní) takže ohyb se děje vzhůru.
Hyponastie. Seříznutím vrcholu lodyhy se ohýbají listové řapíky směrem vzhůru. Tato tzv. hyponastie souvisí s auxinem tvořeným ve vrcholu. Nátěr pasty s auxinem (IAA) působí proto stejně jako neporušený vrchol.
Samovolné pohyby rostlin a dráždivost nad rámec pohybů
Samovolné (autonomní) pohyby jsou na rozdíl od odvetných do značné míry nezávislé na vnějších vlivech. Dobře je pozorujeme ve zrychleném filmu jako kývání nebo kroužení u klíčních rostlin. U některých rostlin pak přecházejí tyto pohyby v pohyby ovíjivé (např. u svlačce, fazolu nebo chmele). Tyto pohyby mohou být pravotočivé nebo levotočivé, což je určeno genetickou informací rostliny.
Bylo by ovšem velkým zjednodušením, kdybychom za projevy dráždivosti rostlin pokládali jen popsané pohyby a kdybychom tyto pohyby vysvětlovali jen rostlinnými hormony.