เมื่อมองแวบแรก โลกของพืชดูนิ่งเฉย แต่เมื่อสังเกตดู จะเห็นว่าสิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด การเคลื่อนไหวของพืชช้ามาก พวกมันเติบโต และสิ่งนี้พิสูจน์ให้เห็นว่าพวกเขาเคลื่อนไหวเพื่อการเติบโตบางอย่าง หากคุณปลูกเมล็ดถั่วในดินภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย เมล็ดถั่วจะเริ่มงอก เจาะดิน ดึงใบเลี้ยงสองใบออกมา ภายใต้อิทธิพลของความร้อนและแสง พวกมันเริ่มเปลี่ยนเป็นสีเขียวและเคลื่อนขึ้นด้านบน ภายในสองเดือน ผลไม้จะปรากฏบนต้น
อัตราการเจริญเติบโตของพืช
ถ่ายวิดีโอพิเศษเพื่อสังเกตการเคลื่อนไหว เป็นผลให้สามารถสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นในระหว่างวันในไม่กี่วินาที การเคลื่อนไหวของการเจริญเติบโตของพืชถูกเร่งขึ้นหลายร้อยครั้ง: ต่อหน้าต่อตาเรา ต้นกล้าจะเดินผ่านดิน, ตาจะบานบนต้นไม้, ดอกตูมบวมและบานสะพรั่ง ในความเป็นจริง ไผ่เติบโตเร็วมาก - inนาที 0.6 มม. เชื้อราที่ติดผลบางชนิดมีอัตราการเติบโตที่สูงกว่า Dictiophore เพิ่มขนาดขึ้น 5 มม. ในเวลาเพียงหนึ่งนาที พืชชั้นล่างมีความคล่องตัวสูงสุด - เหล่านี้คือสาหร่ายและเชื้อรา ตัวอย่างเช่น หนองในเทียม (สาหร่าย) สามารถเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในตู้ปลาโดยใช้แฟลกเจลลาไปทางด้านที่มีแสงแดดส่องถึง Zoospores จำนวนมากยังเคลื่อนไหวซึ่งทำหน้าที่ในการสืบพันธุ์ (ในสาหร่ายและเชื้อรา) แต่กลับไปที่พืชที่ซับซ้อนมากขึ้น ไม้ดอกทำให้เคลื่อนไหวต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเติบโต พวกมันมีสองประเภท - เขตร้อนและนัสเทีย
เขตร้อน
Tropisms เรียกว่าการเคลื่อนไหวทางเดียวที่ตอบสนองต่อปัจจัยที่ระคายเคือง: แสง สารเคมี แรงโน้มถ่วง หากคุณวางต้นข้าวบาร์เลย์หรือเมล็ดข้าวโอ๊ตไว้บนขอบหน้าต่าง สักพักพวกเขาจะหันไปทางถนน การเคลื่อนที่ของพืชไปทางแสงนี้เรียกว่า phototropism พืชใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้ดีขึ้น
หลายคนมีคำถาม ทำไมลำต้นยืดขึ้นและรากงอกขึ้น? ตัวอย่างการเคลื่อนที่ของพืชเรียกว่า geotropism ในกรณีนี้ ลำต้นและรากจะตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงต่างกันไป การเคลื่อนไหวในทิศทางที่ต่างกัน ก้านยื่นขึ้นไปในทิศทางตรงกันข้ามจากการกระทำของแรงโน้มถ่วง - นี่คือ geotropism เชิงลบ รากมีพฤติกรรมแตกต่างกันมันเติบโตไปในทิศทางของการเคลื่อนที่ของแรงโน้มถ่วง - นี่คือ geotropism เชิงบวก เขตร้อนทั้งหมดแบ่งออกเป็นบวกและลบ
ตัวอย่างเช่น ละอองเกสรจะแตกหน่อในเมล็ดเกสรดอกไม้ บนพืชในสปีชีส์ของมันเอง การเจริญเติบโตพุ่งตรงขึ้นไปถึงออวุล ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเคมีบำบัดเชิงบวก หากละอองเรณูตกบนดอกไม้ชนิดอื่น หลอดจะงอในระหว่างการเจริญเติบโต ไม่โตตรง กระบวนการนี้จะป้องกันการปฏิสนธิของไข่ เห็นได้ชัดว่าสารที่แยกได้จากสากทำให้เกิดคีโมโทรปิซึมเชิงบวกกับพืชในสายพันธุ์ของมันเอง และเคมีบำบัดในเชิงลบต่อสายพันธุ์ต่างด้าว
การค้นพบดาร์วิน
ตอนนี้เป็นที่ชัดเจนว่าเขตร้อนมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเคลื่อนย้ายพืช คนแรกที่ศึกษาสาเหตุที่ทำให้เกิดเขตร้อนคือชาร์ลส์ดาร์วินชาวอังกฤษผู้ยิ่งใหญ่ เขาเป็นคนที่พบว่ามีการรับรู้การระคายเคืองที่จุดเติบโตในขณะที่การรับรู้การดัดด้านล่างในโซนของการยืดเซลล์ นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่า ณ จุดที่มีการเจริญเติบโต สารจะไหลเข้าสู่โซนความตึงเครียดและเกิดการโค้งงอขึ้นที่นั่น ผู้ร่วมสมัยของดาร์วินไม่เข้าใจและไม่ยอมรับแนวคิดที่เป็นนวัตกรรมของเขา เฉพาะในศตวรรษที่ 20 เท่านั้นที่นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความถูกต้องของการค้นพบ ปรากฎว่าในโคนของการเจริญเติบโต (ในลำต้นและราก) ฮอร์โมน heteroauxin บางชนิดจะเกิดขึ้นมิฉะนั้น - กรดอินทรีย์เบต้าอินโดเลอะซิติก แสงสว่างส่งผลต่อการกระจายตัวของสารนี้ ด้านที่ร่มรื่นจะมีเฮเทอโรซินน้อยกว่าและมีมากขึ้นในด้านที่มีแดดจัด ฮอร์โมนเร่งการเผาผลาญ ดังนั้นด้านเงาจึงเอียงเข้าหาแสง
นาสเทีย
มาทำความรู้จักกับคุณสมบัติอื่นๆ ของการเคลื่อนไหวกันเถอะพืชที่เรียกว่านัสเทีย การเคลื่อนไหวเหล่านี้สัมพันธ์กับผลกระทบจากสภาวะแวดล้อมแบบกระจาย ในทางกลับกัน Nastia อาจเป็นบวกและลบ
ช่อดอกแบบดอกแดนดิไลออน (กระเช้า) เปิดในที่มีแสงจ้า และปิดในเวลาพลบค่ำ ในที่แสงน้อย กระบวนการนี้เรียกว่า photonasty ในยาสูบที่มีกลิ่นหอม สิ่งที่ตรงกันข้ามคือความจริง: เมื่อแสงลดลง ดอกไม้ก็เริ่มผลิบาน นี่คือจุดที่แง่ลบของ photonasty เข้ามาเล่น
เมื่ออุณหภูมิของอากาศลดลง ดอกหญ้าฝรั่นจะปิดลง - นี่คืออาการแสดงของความเผ็ดร้อน โดยทั่วไปแล้ว Nastia มีการเติบโตที่ไม่สม่ำเสมอ เมื่อกลีบด้านบนโตอย่างแข็งแรง การเปิดออก และหากด้านล่างมีกำลังมากขึ้น ดอกไม้ก็จะปิด
การหดตัว
ในบางชนิดการเคลื่อนไหวของส่วนต่าง ๆ ของพืชเร็วกว่าการเจริญเติบโต ตัวอย่างเช่น การเคลื่อนไหวหดตัวในออกซาลิสหรือผักกระเฉดขี้อาย
ผักกระเฉด Shamey เติบโตในอินเดีย เธอพับใบของเธอทันทีหากสัมผัส ออกซาลิสเติบโตในป่าของเราเรียกอีกอย่างว่ากะหล่ำปลีกระต่าย ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2414 ศาสตราจารย์บาทาลินสังเกตเห็นคุณสมบัติอันน่าทึ่งของโรงงานแห่งนี้ อยู่มาวันหนึ่ง กลับจากเดินป่า นักวิทยาศาสตร์เก็บพวงของเปรี้ยว เมื่อสั่นไปตามทางเท้าที่ปูด้วยหิน (เขากำลังขับรถแท็กซี่) ใบไม้ของต้นไม้ก็พับ ดังนั้นศาสตราจารย์จึงสนใจปรากฏการณ์นี้และค้นพบคุณสมบัติใหม่: ภายใต้อิทธิพลของสารระคายเคือง พืชจะพับใบของมัน
ในตอนเย็นใบเปรี้ยวก็พับและในสภาพอากาศมีเมฆมาก ในแสงแดดจ้าปฏิกิริยาเดียวกันจะเกิดขึ้น แต่การเปิดใบหลังจากนั้นจะกลับคืนมาหลังจากประมาณ 40-50 นาที
กลไกการเคลื่อนไหว
แล้วใบของออกซาลิสและผักกระเฉดขี้อายจะหดตัวได้อย่างไร? กลไกนี้เกี่ยวข้องกับโปรตีนหดตัวซึ่งจะออกฤทธิ์เมื่อถูกกระตุ้น ด้วยการลดลงของโปรตีนพลังงานที่เกิดขึ้นในกระบวนการหายใจจะถูกใช้ไป มันสะสมอยู่ในพืชในรูปของ ATP (กรดอะดีโนซีนไตรฟอสฟอริก) เมื่อเกิดการระคายเคือง ATP จะสลายตัว พันธะกับโปรตีนที่หดตัวก็จะสลายตัว และพลังงานที่มีอยู่ใน ATP จะถูกปลดปล่อยออกมา ผลของกระบวนการนี้ทำให้ใบพับ หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ATP จะก่อตัวขึ้นอีกครั้งซึ่งเกิดจากกระบวนการหายใจ แล้วใบไม้จะเปิดได้อีกครั้ง
เราค้นพบว่าพืชเคลื่อนไหวอย่างไร (ผักกระเฉดและออกซาลิส) เพื่อตอบสนองต่อปัจจัยที่ระคายเคือง เป็นที่น่าสังเกตว่าการลดลงไม่เพียงเกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังเกิดจากปัจจัยภายใน (กระบวนการของการหายใจ) ออกซาลิสจะพับใบของมันหลังจากมืด แต่มันไม่เริ่มเปิดตอนพระอาทิตย์ขึ้น แต่ในเวลากลางคืนเมื่อเอทีพีสะสมในเซลล์ในปริมาณที่เพียงพอและการสื่อสารกับโปรตีนหดตัวกลับคืนมา
คุณสมบัติ
การเคลื่อนที่ของพืชที่ให้ในตัวอย่างมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง การสังเกตออกซาลิสในธรรมชาติทำให้เกิดความประหลาดใจ ในที่โล่งด้วยมวลพืชพันธุ์นี้เมื่อทุกคนพืชใบเปิดมีตัวอย่างที่มีใบปิด เมื่อปรากฏว่าพืชเหล่านี้บานสะพรั่งในเวลานั้น (แม้ว่าในฤดูร้อนดอกไม้จะมีลักษณะที่ไม่เป็นรูปเป็นร่าง) เมื่อออกดอก ออกซาลิสใช้สารจำนวนมากเพื่อสร้างดอกไม้ มันไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะเปิดใบ
ถ้าเราเปรียบเทียบสัตว์กับพืช เป็นที่น่าสังเกตว่าการหดตัวของพวกมันได้รับผลกระทบจากสาเหตุเดียวกัน มีปฏิกิริยาคล้ายคลึงกันกับสิ่งเร้าในขณะที่มีอาการระคายเคืองอยู่เป็นระยะ ในกรด มันคือ 0.1 วินาที ในผักกระเฉดที่ระคายเคืองเป็นเวลานานคือ 0.14 วิ.
ปฏิกิริยาเมื่อสัมผัส
เมื่อพิจารณาถึงการเคลื่อนไหวของพืชแล้ว ควรสังเกตว่ามีบางกรณีที่สามารถเปลี่ยนความตึงเครียดของเนื้อเยื่อเมื่อสัมผัสได้ แตงกวาบ้าที่รู้จักกันดีในสภาพที่โตเต็มที่เมื่อระคายเคืองสามารถคายเมล็ดออกได้ ความปั่นป่วนของเนื้อเยื่อภายในของเยื่อหุ้มชั้นในเพิ่มขึ้นอย่างไม่สม่ำเสมอด้วยการสูญเสียน้ำหรือแรงดันและทารกในครรภ์จะเปิดออกทันที ภาพที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่อสัมผัสพืชที่งอน เป็นไปได้ที่จะไม่เติบโต แต่การเคลื่อนไหวแบบหดตัวมีอิทธิพลเหนือ nastias แต่นักวิทยาศาสตร์ยังคงตรวจสอบเรื่องนี้อยู่
การจำแนกประเภททั่วไปของการเคลื่อนไหวของพืช
การเคลื่อนไหวของพืชโดยทั่วไปจำแนกโดยนักวิทยาศาสตร์ดังนี้
- การเคลื่อนที่ของไซโตพลาสซึมและออร์แกเนลล์ - การเคลื่อนไหวภายในเซลล์
- การเคลื่อนที่ของเซลล์โดยใช้แฟลกเจลลาพิเศษ
- การเจริญเติบโตตามการยืดตัวของเซลล์การเจริญเติบโต - รวมถึงการยืดตัวของราก หน่อ อวัยวะในแนวแกน การเติบโตของใบ
- การงอกของขนราก หลอดเรณู โปรโตเนมาของตะไคร่น้ำ นั่นคือ การเจริญเติบโตของปลายยอด
- การเคลื่อนไหวของปาก - การเคลื่อนไหวย้อนกลับของ turgor
การเคลื่อนที่ของรถจักรและการเคลื่อนที่ของไซโตพลาสซึมมีอยู่ในเซลล์พืชและสัตว์ ชนิดที่เหลือเป็นพืชเท่านั้น
การเคลื่อนไหวของสัตว์
เราได้พิจารณาการเคลื่อนไหวพื้นฐานของต้นไม้แล้ว สัตว์เคลื่อนไหวอย่างไร และกระบวนการเหล่านี้ในสัตว์และพืชแตกต่างกันอย่างไร
สัตว์ทุกชนิดมีความสามารถในการเคลื่อนที่ในอวกาศไม่เหมือนต้นไม้ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม สิ่งมีชีวิตสามารถเคลื่อนที่ได้ใต้ดิน บนผิวน้ำ ในน้ำ ในอากาศ และอื่นๆ หลายคนมีความสามารถในการเคลื่อนไหวได้หลายอย่างคล้ายกับมนุษย์ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ: โครงสร้างของโครงกระดูก การปรากฏตัวของแขนขา รูปร่างของมัน และอื่นๆ อีกมากมาย การเคลื่อนไหวของสัตว์แบ่งออกเป็นหลายประเภท หลักๆ ได้แก่
- อเมบิก. การเคลื่อนไหวดังกล่าวเป็นเรื่องปกติสำหรับอะมีบา - สิ่งมีชีวิตที่มีชื่อเดียวกัน ร่างกายของสิ่งมีชีวิตดังกล่าวเป็นเซลล์เดียว มันเคลื่อนไหวด้วยความช่วยเหลือของ pseudopods - ผลพลอยได้พิเศษ
- ง่ายที่สุด. คล้ายกับการเคลื่อนไหวแบบอะมีบา สิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวที่ง่ายที่สุดเคลื่อนที่ด้วยความช่วยเหลือของการเคลื่อนที่แบบหมุน สั่น คล้ายคลื่นไปรอบๆ ตัวของพวกมันเอง
- รีแอคทีฟ การเคลื่อนไหวประเภทนี้ยังเป็นลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุด ในกรณีนี้ การเคลื่อนไหวไปข้างหน้าเกิดขึ้นเนื่องจากการหลั่งของเมือกพิเศษที่ดันร่างกาย
- กล้ามการเคลื่อนไหวที่สมบูรณ์แบบที่สุดซึ่งเป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทั้งหมด รวมถึงมนุษย์ด้วย - การสร้างสรรค์สูงสุดของธรรมชาติ
การเคลื่อนไหวของพืชกับการเคลื่อนไหวของสัตว์ต่างกันอย่างไร
สัตว์แต่ละตัวที่เคลื่อนไหวมีจุดมุ่งหมาย - นี่คือการค้นหาอาหาร การเปลี่ยนสถานที่ การป้องกันจากการถูกโจมตี การสืบพันธุ์ และอีกมากมาย คุณสมบัติหลักของการเคลื่อนไหวใด ๆ คือการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด กล่าวอีกนัยหนึ่ง สัตว์เคลื่อนที่ไปพร้อมกับร่างกายทั้งหมด นี่คือคำตอบหลักของคำถามว่าการเคลื่อนไหวของพืชแตกต่างจากการเคลื่อนไหวของสัตว์อย่างไร
พืชส่วนใหญ่มีความผูกพัน ระบบรูทเป็นส่วนที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ซึ่งไม่เคลื่อนไหวในที่เฉพาะ ถ้าต้นไม้ถูกแยกออกจากราก มันก็จะตาย พืชไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในอวกาศ
พืชหลายชนิดสามารถเคลื่อนไหวหดตัวได้ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น พวกเขาสามารถเปิดกลีบ พับใบเมื่อระคายเคือง และแม้กระทั่งจับแมลง (flycatcher) แต่การเคลื่อนไหวทั้งหมดเหล่านี้เกิดขึ้นในสถานที่หนึ่งที่พืชนี้เติบโต
สรุป
การเคลื่อนไหวของพืชแตกต่างจากการเคลื่อนไหวของสัตว์ในหลายๆ ด้าน แต่ก็ยังมีอยู่ การเจริญเติบโตของพืชเป็นเครื่องยืนยันที่ชัดเจนในเรื่องนี้ ความแตกต่างหลักระหว่างพวกเขามีดังนี้:
- พืชอยู่ในที่เดียว ส่วนใหญ่จะมีราก สัตว์ทุกชนิดสามารถเคลื่อนที่ในอวกาศได้หลากหลายวิธี
- ในของพวกเขาการเคลื่อนไหวของสัตว์มีจุดประสงค์เฉพาะเสมอ
- สัตว์เคลื่อนไหวไปทั้งตัว พืชสามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยชิ้นส่วนที่แยกจากกัน
การเคลื่อนไหวคือชีวิต ใครๆ ก็รู้จักคำพูดนี้ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกของเราสามารถเคลื่อนไหวได้ แม้ว่าจะมีความแตกต่างอยู่บ้าง