Растение растет от земли вверх в воздух, верно? Конечно, так и есть, но как растение знает, что ему нужно делать это, когда оно еще семя в земле? Семя ведь не видит солнца, чтобы использовать его как ориентир. Почему семя не растет глубже в землю или в сторону? Удивительно, но у растений есть уникальное чувство, которое подсказывает им, куда нужно двигаться, чтобы прорваться к солнечному свету, и куда должны расти корни, чтобы растение выжило.
Когда растение выходит из почвы, его направление роста определяется воздействием света. Этот процесс называется фототропизм. Но пока семя находится в земле, света там нет. Как же тогда семя понимает, где верх? Все дело в гравитации. Растения реагируют на силу тяжести, которая определяет направление роста корней. Этот процесс называется гравитропизм. Фототропизм и гравитропизм — это реакции, которые позволяют растению расти к свету, а корням — в направлении силы тяжести.
Люди давно заметили, что растения тянутся к свету, но до примерно 200 лет назад было неизвестно, как именно растение приходит к этому. Ботаник из Британского королевского общества по имени Томас Эндрю Найт первым предположил, что существует некий другой стимул, который позволяет растению понять, где верх.
Он провел необычный эксперимент, чтобы проверить свою гипотезу о том, что растения реагируют на притяжение Земли. Он поместил проростки на пластину, которая вращалась с помощью водяного колеса со скоростью 150 оборотов в минуту. Найт полагал, что если растения действительно подвержены воздействию гравитации, то проростки будут реагировать, растя в направлении центробежной силы, возникающей при вращении пластины. Напомним, центробежная сила — это инерционная сила, направленная от оси вращения, та же, что пытается сбросить вас с карусели.
Через несколько дней Найт наблюдал за результатами эксперимента и обнаружил, что корни проростков росли от центра к краям пластины. Найт успешно продемонстрировал, что растения чувствуют притяжение, но не смог объяснить, как именно они это делают.
Даже сегодня ученые не знают точно, каким образом растения понимают, в каком направлении им расти, но у них есть теория, объясняющая этот процесс. Она связана с системой, которую мы используем в нашем организме. Внутреннее ухо у позвоночных отвечает за равновесие и ориентацию. В нем есть полукружные каналы, которые фиксируют вращательные движения головы, и два отолитовых органа — утрикулус и саккулус, которые обнаруживают ускорения и движения в горизонтальном и вертикальном направлениях.
Эти органы выстланы волосками, окруженными гелеобразным веществом. Когда гель (в котором также содержится карбонат кальция) перемещается, волоски двигаются и посылают сигнал в мозг, который интерпретирует это движение. У растений, конечно, нет мозга, но у них может быть аналогичная структура, которая помогает им понять, в каком направлении расти.
У растений есть структуры для хранения питательных веществ, называемые амилопластами, которые находятся на дне клеток в корнях и побегах. Внутри амилопластов расположены частицы, напоминающие шарики, называемые статолитами. Эти частицы перемещаются в ответ на гравитацию, а именно — опускаются на дно структуры. Если растение находится на боку, частицы перемещаются в одну сторону и стимулируют растение вернуть их обратно к низу клетки, в направлении гравитации. Ученые также считают, что эта реакция «сообщает» другой части растения, что ему нужно расти в противоположном направлении, хотя они не знают точного механизма или сигнала, который это вызывает.
Теория о том, что амилопласты являются механизмом, с помощью которого растения понимают, где верх, была подтверждена, когда растения отправили в космос для роста. Корни растений в условиях невесомости росли в разных направлениях, что указывает на отсутствие воздействия гравитации.
Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь пожалуйста на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos