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Was ist Hydrotropismus? Mechanismus und Bedeutung
Die Hydrotropismus es ist eine Reaktion des Pflanzenwachstums auf Wasserkonzentrationen. Die Antwort kann positiv oder negativ sein.
Die Wurzeln sind zum Beispiel positiv hydrotrop, da das Wachstum der Wurzeln der Pflanzen zu einem höheren relativen Feuchtigkeitsgehalt führt. Die Pflanze kann dies in der Wurzelkappe detektieren und dann Signale an den verlängerten Teil der Wurzel senden.
Ein positiver Hydrotropismus ist einer, in dem der Organismus dazu neigt, in Richtung Feuchtigkeit zu wachsen, während ein negativer Hydrotropismus ist, wenn der Organismus davon wegwächst.
Hydrotropismus ist eine Form von Tropismus (es ist eine Orientierungsreaktion eines Organismus auf einen Reiz), die durch das Wachstum oder die Reaktion der Bewegung einer Zelle oder eines Organismus auf Feuchtigkeit oder Wasser gekennzeichnet ist.
Mechanismus des Hydrotropismus
Eine Klasse von Pflanzenhormonen, Auxine genannt, koordiniert diesen Prozess des Wurzelwachstums.
Auxine spielen eine Schlüsselrolle beim Biegen von Pflanzenwurzeln zu Wasser, da sie bewirken, dass eine Seite der Wurzel schneller wächst als die andere und daher die Grundflexion.
Der Hydrotropismusprozess wird eingeleitet, indem die Wurzelhaube das Wasser aufnimmt und ein Signal an den länglichen Teil der Wurzel sendet.
Hydrotropismus ist in den unterirdischen Wurzeln schwer zu beobachten, da die Wurzeln nicht leicht zu beobachten sind.
Wasser bewegt sich leicht im Boden und der Wassergehalt des Bodens verändert sich ständig, so dass ein etwaiger Gradient der Bodenfeuchtigkeit nicht stabil ist.
Warum ist Hydrotropismus so wichtig für Pflanzen?
Diese Fähigkeit, die Wurzel in Richtung eines Feuchtigkeitsgradienten, der Hydrotropismus mit sich bringt, zu biegen und wachsen zu lassen, ist essentiell, da Pflanzen Wasser zum Wachsen brauchen. Das Wasser wird zusammen mit den löslichen Mineralstoffen von den Wurzelhaaren aufgenommen.
Dann werden in Gefäßpflanzen Wasser und Mineralien durch ein Transportsystem, das Xylem genannt wird, in alle Teile einer Pflanze transportiert.
Das zweite Transportsystem in Gefäßpflanzen heißt Phloem. Das Phloem trägt auch Wasser, nicht mit löslichen Mineralien, sondern hauptsächlich mit löslichen organischen Nährstoffen an seiner Stelle.
Dies ist von biologischer Bedeutung, da Hydrotropismus dazu beiträgt, die Effizienz der Pflanze in ihrem Ökosystem zu erhöhen.
Missverständnisse über Hydrotropismus
1- Hydrotropismus und das Wachstum von Wurzeln in feuchten Gebieten
Das größere Wachstum der Wurzeln in den feuchten Gebieten des Bodens als in den trockenen Gebieten des Bodens ist normalerweise nicht das Ergebnis von Hydrotropismus.
Hydrotropismus erfordert eine Wurzel, um sich von einem Trockner zu einem nassen Bereich des Bodens zu biegen. Wurzeln benötigen Wasser, um zu wachsen, so dass Wurzeln, die sich in feuchtem Boden befinden, viel mehr wachsen und verzweigen als solche in trockenem Boden.
2- Die Absorption von Wasser
Die Wurzeln können das Wasser in den Rohren durch den Hydrotropismus nicht fühlen und müssen die Rohre brechen, um das Wasser zu bekommen.
3- Entfernung erforderlich für die Wasseraufnahme
Die Wurzeln können das Wasser nicht mehrere Meter weit durch den Hydrotropismus fühlen und darauf zu wachsen.
Im besten Fall arbeitet Hydrotropismus wahrscheinlich in Abständen von einigen Millimetern.
Hydrotropismus-Studien
Die Erforschung des Hydrotropismus ist in erster Linie ein Laborphänomen für Wurzeln, die in feuchter Luft statt in Erde wachsen.
Seine ökologische Bedeutung in den im Boden kultivierten Wurzeln ist nicht klar, weil so wenig Hydrotropismusforschung die im Boden kultivierten Wurzeln untersucht hat.
Die kürzliche Identifizierung einer mutierten Pflanze, der eine hydrotrope Reaktion fehlte, half dabei, ihre Rolle in der Natur aufzuklären.
Hydrotropismus kann für Pflanzen wichtig sein, die im Weltraum gezüchtet werden, wo sie den Wurzeln erlauben, sich in einer Mikrogravitationsumgebung zu orientieren.
Tatsächlich ist diese Reaktion auf das Wachstum von Pflanzen nicht leicht zu untersuchen. Die Experimente werden, wie erwähnt, in Laboratorien und nicht in der natürlichen Umgebung durchgeführt.
Es wird jedoch immer mehr über die Komplexität dieses Pflanzenwachstumsprozesses gelernt.
Die beliebtesten Pflanzen, um diesen Effekt zu untersuchen, sind: Erbsenpflanze (Pisum sativum), Maispflanze (Zea Mays) und thale sauer (Arabidopsis thaliana).
Ein anderer Ansatz zur Untersuchung des Hydrotropismus besteht darin, Instrumente zu verwenden, um die Richtung des von Pflanzen empfangenen Gravitationsvektors zu verändern.
Obwohl es nicht möglich ist, den Effekt der Schwerkraft auf der Erde zu eliminieren, gibt es Maschinen, die die Pflanzen um eine Achse oder in einigen Fällen in drei Dimensionen drehen, um die Auswirkungen der Schwerkraft zu neutralisieren, die als Positionierungsmaschinen bezeichnet werden. zufällig.
In der Tat war der Hydrotropismus in den Wurzeln deutlicher, wenn die Erbsen- und Gurkenpflanzen in einer dieser Maschinen gezüchtet wurden.
Ein noch interessanterer Ansatz ist es, die Mikrogravitationsbedingungen während des Weltraumflugs zu nutzen.
Die Idee ist, dass in Abwesenheit signifikanter Gravitationskräfte die vorherrschenden gravitropischen Reaktionen der Wurzeln effektiv geleugnet werden, so dass andere Wurzeltropismen (wie Hydrotropismus) deutlicher werden, über dem Gravitropismus. Dies ist eine drehende oder wachsende Bewegung einer Pflanze oder eines Pilzes als Antwort auf die Schwerkraft.
Ein weiteres Hindernis für das Studium des Hydrotropismus ist die Schwierigkeit, ein System zu etablieren, in dem ein reproduzierbarer Feuchtigkeitsgradient vorhanden ist.
Die klassischen Methoden der deutschen Botaniker, die auch von Darwin verwendet wurden, beinhalteten das Einbringen der Samen in einen hängenden Zylinder aus nassem Sägemehl, was dazu führte, dass die Wurzeln zuerst nach unten wuchsen, dann aber wieder in das nasse Substrat hineinwuchsen.
Es ist bemerkenswert, dass einer der weniger bekannten Tropismen Hydrotropismus ist, wobei das Wachstum in Reaktion auf Wasser- oder Feuchtigkeitsgradienten gerichtet ist.
Obwohl der Hydrotropismus von deutschen Botanikern und Darwinisten des 19. Jahrhunderts in Pflanzenwurzeln studiert wurde, ist die Existenz dieses Tropismus bis in die letzten Jahre in Frage gestellt worden.
Diese Prozesse müssen einfach genauer untersucht werden. Jede wissenschaftliche Studie wird das Verständnis dieser komplexen Mechanismen verbessern.
Referenzen
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