О том, как растение регулирует свой рост и развитие.
Друзья, ну всё как всегда. Солнышко пригрело - и уже не хочется никакой науки, а хочется практики. Но всё-таки прошу найти минуточку между посадками и пересадками, расслабиться теплыми весенними вечерами и под птичьи трели почитать серию про регуляцию роста и развития растений. Зря что ли мы к этому шли? Зря что ли флоэму и ксилему эту понимали? Нет. Не зря.
Тем более, что сейчас эти вопросы про рост и развитие актуальны как никогда.
Итак.
Растительные гормоны: ауксин
Первые растительные гормоны - вернее, их присутствие в растениях, определил ещё Дарвин и его его брат, тоже Дарвин. Они наблюдали за тем, как тянется растение вверх - и изгибается по направлению к источнику света. То, что мы с вами наблюдаем во множестве раз на наших подоконниках. Братья Дарвины надели на самую верхушку проростков чёрненькую шапочку - и изгиб прекратился. Они решили тогда, что в самой верхушке вырабатывается какое-то сигнальное вещество, которое "говорит" растению, где солнце. И назвали это вещество ауксином.
Через полвека за ауксин взялись ещё два ботаника, на этот раз не братья и даже не однофамильцы. Один русский, второй немец. Звучит как начало анекдота. Ну так вот. Русский и немец, каждый в своей стране, изучали процессы роста растения по направлению к свету. Русский был Холодный, а немец был Вент. Они уже не просто шапочки надевали, они выделяли вещество и наносили на разные части растения. В общем, они показали, что ауксин вырабатывается в верхушке растения и транспортируется вниз по побегу к его основанию, а потом и к корню. Они даже скорость померили этого транспорта, и она была от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в час.
А потом ещё один немец выделил из мочи (!) вегетарианцев (!) вещество, которое там было в очень малых количествах. И стал его испытывать на всём подряд. Не спрашивайте меня, я не знаю, зачем. Мочевого немца звали Хёгль. И он был химиком.
Вот так, друзья, и делается на самом деле наука. Вот если бы мы планы на Госзадание писали и написали бы там - взять мочу вегетарианцев, выделить оттуда что-нибудь и везде применить - что думаете, поддержали бы этот проект? И не открыли бы мы ничего тогда.
Ну ладно... Вернёмся к немцам. Оказалось, что это вещество вызывает рост побегов с обрезанной верхушкой, если нанести его на верхушку. А если намазать побег сбоку, то он изогнётся в противоположную сторону.
Тогда он поискал это же вещество в побегах. И - бинго! - нашёл.
Можно было не морочиться с мочой!
Это вещество - индолилуксусная кислота (ИУК), один из природных ауксинов. Да, выяснилось, что их много разных есть. Вскоре синтезировали и другие подобные вещества, которые не встречаются в растениях, но действуют так же. Это синтетические аналоги ауксинов. Ну не всё же бегать за вегетарианцами с баночкой, не всё же проростки молоть. Можно и нахимичить.
Но нам сейчас всё это не важно. Просто ну мимо Дарвина и мимо мочи пройти было нельзя))).
Ауксины - гормоны благополучия побегов
Ауксины выделаются клетками апикальной меристемы растения и опускаются вниз. По какой ткани? Верно, по флоэме. Это важно.
Ауксины - очень нестойкие вещества. Они разрушаются растением или переводятся в неактивные формы. То есть растение сделало ауксин, и он потихоньку ползёт сверху вниз по флоэме со скоростью несколько миллиметров в час. И постепенно разрушается. То есть его становится меньше и меньше.
Итак, ауксины - это растительные гормоны, которые вырабатывает растущий побег. Их ещё называют гормонами благополучия побегов. Если побег растёт хорошо, то его апикальная меристема активна, и она выделяет много ауксинов.
Что делает ауксин?
Ауксин вырабатывается в самой верхушке и стекает вниз. Там как раз зона очень молодых клеток. В них есть такие специальные умные воротца, которые хватают ауксин и затаскивают внутрь. Попав внутрь, ауксин начинает делать дела, которые у нас выли обозначены цифрами 1, 2 и 3.
1. Ауксин привлекает питательные вещества. Они буквально устремляются туда, где ауксин. Как они это делают, пока до конца не ясно. Но так или иначе сахара, аминокислоты, нуклеотиды, а также неорганические ионы устремляются туда, где много ауксина.
2. Ауксин вызывает растяжение клеток. В зоне роста, сразу за верхушкой, клетки ещё молодые и растяжимые. Ауксин заставляет их растягиваться. Причем эффект тем сильнее, чем больше ауксина.
Ауксины вообще отвечают за тропизмы - направленные ростовые движения. Помните же, как мы обсуждали про фототропизм и геотропизм?
Побег растёт по направлению к источнику света.
Если клетки осветить, то умные воротца, через которые ауксины попадают в клетку, начнут открываться на теневой стороне побега - как будто бы они переползают туда!
Ну и тогда понятно, что на теневой стороне в клетках будет больше ауксина. Там же воротца все скопились. Они порасхватают ауксин, и его в теневых клетках станет больше. Это происходит минут за 15! То есть достаточно осветить растение ярким светом сбоку минут на 15, чтобы вызвать начало искривления побега. Ну а дальше понятно - ауксин вызывает растяжение клеток в зоне роста, и они более длинные делаются там, где ауксина много.
И вот смотрите. Если верхушка освещена равномерно, все клетки получают одинаковое количество ауксина, туда привлекаются питательные вещества, все клетки вытягиваются одинаково - верхушка тянется ровно вверх.
Если побег вдруг упадёт, то ауксины просто под действием силы тяжести стекут на нижнюю сторону. И дальше всё точно так же! На нижней стороне побега "привлечётся" больше питательных веществ, а клетки станут тянуться сильнее, чем на верхней. И постепенно побег изогнётся вверх.
Вот именно так ауксины могут "развернуть" побег, посаженный вверх корнями.
3. Ауксин вызывает дифференцировку проводящих и механических тканей. Ауксины уговорили растение расти. Что дальше? Чем кормить-то эти все новые клетки? А питание у нас идёт от корня - минеральное (вода и минеральные соли) и от листьев - органическое (сахара и прочие органические молекулы, которые растение получает фотосинтезом). Ауксины регулируют подвозные пути - транспорт питания от корней и от листьев.
И вот смотрите. Если листьев много, и сахаров тогда много - то это значит, что с вершками у растения всё прекрасно, надо от корешков минеральное питание. И тогда растёт ксилема, то есть сосуды от корня. А если сахаров мало - то значит от листьев ничего не идёт, надо побольше нарастить флоэмы!
Молодой растущий лист тоже умеет делать ауксины. Помните же, как некоторые растения размножаются листом? Это оно.
4. Ауксин вызывает апикальное доминирование. То есть замедляет ветвление побега, рост боковых побегов. Пока самая верхушка побега активно растёт, она выделяет ауксины, вызывающие рост и растяжение клеток ниже - и одновременно тормозит все другие верхушки. Они спят либо в почках, либо не в почках, а просто не растут.
Удаляя верхушечную апикальную меристему, мы снижаем количество ауксинов. И подавленные ими боковые почки начинают просыпаться и расти!
Теперь всё очень понятно - что происходит с растением после прищипки верхушки.
А кстати - не обязательно отрезать верхушку! Можно просто изменить её положение. Если верхушку молодого побега наклонить, зафиксировать горизонтально, то начнут формироваться боковые побеги.
6. Ауксин активизирует камбий - заставляет его делать больше флоэмы. Вы же помните камбий? Он отвечает за утолщение ствола многолетних одревесневающих побегов. Так вот, стекая вниз, ауксины заставляют камбий делать больше ксилемы. Сам-то он по флоэме течёт, вместе с органическими веществами, сверху вниз. И шепчет камбию - "Делай больше ксилемы!". И камбий слушается! И делает больше ксилемы. И побег утолщается!
Итак, ауксины отвечают за правильное формирование побега, то есть надземной части растения.
6. Ауксин стимулирует закладку новых корней. Наконец-то мы добрались до этого! Вот смотрите. Если ауксина много - то значит, много "вершков". И они захотят получить много минерального питания. А для этого надо много корешков! И ауксины сообщают растению, что корешков надо больше, больше! И они буквально заставляют появляться боковые корни (те, что на других корнях) - и придаточные корни! - те, что на стеблях.
Я раньше пользовалась всегда препаратом гетероауксин. Это один из ауксинов для стимуляции корнеобразования, индолилуксусная кислота. Та самая, которую ушлый химик Хёгль достал сами-знаете-из-чего. Но сейчас больше распространена индолилмасляная кислота. Это препарат корневин. Да без разницы, их там очень много, разных ауксинов. И все работают плюс-минус одинаково.
И мы с вами теперь знаем, как!
Это мы про вершки. А что у корешков? У корешков примерно также - но там другие вещества. И вы скоро узнаете, какие!
Не переключайтесь! Будет ооочень познавательно!
А я побежала - надо котикам еды купить. Они-то эти наши растения не едят. Разве что иногда.
Ваша Лл.