We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Ėjau keliu su šiais nuostabiais didžiuliais medžiais, kai man kilo šis klausimas.
Dideli medžiai su daug storų šakų turi augti vienodai visomis kryptimis, kitaip jie apvirstų. Ar yra koks nors mechanizmas, užtikrinantis tokį vienodą augimą? O gal tai tik laimingas sutapimas, atsirandantis dėl vienodo saulės šviesos iš visų pusių? Jei viena medžio šaka tampa per sunki dėl daugybės šakų, ar tai kažkaip skatina augimą priešingoje medžio pusėje?
Mačiau, kad vazoniniai augalai namuose linkę augti link saulės šviesos. Mano mama dažnai apverčia vazonus 180 laipsnių kampu, kad augalai nesilenktų į vieną pusę. Manau, kad taip yra todėl, kad saulės šviesa padidina fotosintezės greitį, o tai lemia greitą meristemos augimą. Atvirose vietose augantiems medžiams tai nebūtų problema. Tačiau yra daug didelių medžių, kurie auga pastatų šešėlyje, nenusilenkdami nuo pastatų, nors tai yra vienintelė kryptis, iš kurios jie gautų saulės šviesos. Ar yra tam koks nors paaiškinimas?
Augalų augimą griežtai kontroliuoja auksinai – augalų hormonai. Pats auksinas paprastai turi slopinantis poveikis augimui [EDIT: pataisyti žr. komentarus ir Richardo atsakymą]. Kiek žinau, nėra jokios aktyvios kontrolės, kuri atkurtų augalų simetriją, kai jis pasisuko (bet galiu klysti!), tačiau meristemoje susintetinto auksino, besisklindančio į visas puses, slopinamasis poveikis sukelia simetrišką slopinimo ir aktyvavimo modelį. , formuojant ūglius simetriškais atstumais aplink ūglio viršūninę meristemą – tai labai matoma romanesco brokolių simetrijoje:
Be to, yra keletas mechanizmų, susijusių su auksinu, kurie formuoja bendrą augalo augimą. Svarbiausi iš jų yra:
Viršutinis dominavimas dėl ko augalo viršūnė (stiebas) auga stipriau nei kitos augalo dalys, užtikrinant bendrą augimo centravimą.
Fototropizmas verčia augalą augti link saulės šviesos. Kitaip nei jūs iškėlėte hipotezę, tai ne tik dėl intensyvesnės fotosintezės ir dėl to greitesnio augimo augalo priekinėje dalyje, nukreiptoje į šviesą, bet ir aktyviai kontroliuojama.
Gravitropizmas yra labai įdomus poveikis, dėl kurio augalas apskritai auga aukštyn. Tai įdomu, nes mechanizmas iš tikrųjų naudoja gravitaciją: meristemoje susintetintas auksinas dėl gravitacijos pasklinda augale žemyn, slopindamas augimą žemesniuose regionuose (tačiau atkreipkite dėmesį, kad šaknies viršūninėje meristemoje poveikis yra kažkaip atvirkštinis).
Hidrotropizmas priverčia augalą augti link vandens.
Dėl visų šių poveikių augalas auga paprastai į viršų, paskirstytas į šonus.
Yra keletas kitų gerų atsakymų, kurie sudaro dalį paveikslo, bet manau, kad yra esminis organizavimo principas, kuris buvo praleistas. Konradas tai palietė savo atsakyme.
Priežastis, dėl kurios medžiai ir dauguma augalų auga vienodai visomis kryptimis, yra ta, kad jie nuolat generuoja šakojimąsi ir radialinę simetriją, kuri yra kontroliuojama augimą skatinančio hormono auksino ir auksinui jautrių auksino pernešėjų grįžtamuoju ryšiu. Tai elegantiškas biologinis algoritmas, paaiškinantis visą šakų augimą.
Konrado nurodyti dalykai (fototropizmas, gravitropizmas ir kt.) yra orientaciniai ženklai, padedantys augalui nustatyti, kuriomis ašimis augti, tačiau iš esmės procesas yra susijęs su auksino gradientais. Yra išimčių, kaip kiti nurodė savo atsakymuose, ir dažniausiai jos atsiranda dėl didelių orientacijos ženklų disbalanso.
Pabandysiu aiškiai paaiškinti augimo procesą (ir tai suteikia man galimybę dar kartą išbandyti savo jėgas kuriant diagramas ^_^)…
Auksinas yra augalinis hormonas (iš tikrųjų hormonų klasė, bet dažniausiai kai žmonės sako auksiną, jie turi omenyje indolo-3-acto rūgštį), skatinantys ląstelių pailgėjimą ir dalijimąsi. Pagrindinis principas, leidžiantis auksinui veikti organizuotai, yra tas, kad auksinas gaminamas ląstelėse, o baltymai, kurie eksportuoja auksiną iš ląstelės, vystosi toje ląstelės pusėje, kurioje auksino koncentracija yra didžiausia (žr. paveikslėlį žemiau).
Taigi auksinas perkeliamas aukštyn auksino koncentracijos gradientu! Taigi, jei kažkaip atsiranda didelė auksino koncentracijos sritis, daugiau auksino bus pernešama į tą sritį. Didelės auksino koncentracijos sritis, palyginti su aplinkiniais audiniais, vadinama an auksino maksimumas (daugiskaita „maksima“).
Didžiąją augalo gyvenimo dalį auksinas daugumoje ląstelių gaminamas beveik vienodai. Tačiau labai ankstyvose embriono vystymosi stadijose jis daugiausia gaminamas išilgai embriono ašies (žr. 1 dalis). Tai sukuria a meristema - ląstelių grupė, kurioje vyksta ląstelių dalijimasis - prie auksino maksimumo kiekviename embriono gale. Kadangi ši meristema yra augalo viršūnėje, ji vadinama viršūninė meristema, ir paprastai jis yra stipriausias augale.
Taigi, kiekviename gale turint meristemą, embrionas pailgėja, nes ląstelių dalijimasis vyksta tik tuose taškuose. Tai veda prie 2 dalis aukščiau esančio paveikslėlio, kur dvi meristemos yra taip toli viena nuo kitos, kad auksino gradientas yra toks silpnas, kad nebeturi organizacinio poveikio (sritis raudoname kvadrate). Kai taip atsitinka, auksinas, pagamintas ląstelėse toje srityje, trumpam chaotiškai koncentruojasi, kol susidaro kitas transporto centras. Taip atsitinka, kaip ir pirmasis, kai tam tikroje audinio srityje auksino koncentracija yra šiek tiek didesnė, todėl auksinas aplinkiniame audinyje yra pernešamas link jo. Tai veda prie 3 dalis figūros, kurioje augalo šonuose sukuriamos dvi naujos meristemos (vadinamos šoninės meristemos).
Šoninės meristemos yra vieta, kur ant augalų atsiranda šakų. Jei tada įsivaizduosite, kad šis procesas kartojasi vėl ir vėl, pamatysite, kad šakose, joms pailgėjus, galiukai ir išilgai šonų susidarys meristemos. Pagrindinis stiebas taip pat toliau ilgės ir atsiras daugiau šoninių stiebų. Šaknis pradės šakotis, tos šakos išsišakos ir t. t. Jei suprantate, kaip veikia ši elegantiška sistema, suprasite, kaip auga augalai ir kodėl jie auga pasikartojančiais vienetais, o ne kūno plane kaip gyvūnai.
Tai taip pat paaiškina, kodėl, jei nupjaunate stiebo galiuką, tai skatina šakotumą. Pašalinus viršūninę meristemą, atsikratysite auksino gradiento ir galėsite sukurti keletą mažesnių meristemų, iš kurių kiekviena išsivysto į šakas.
Iki šiol paaiškinau reguliarų šakojimąsi, tačiau ta pati sistema sukelia radialinę simetriją, dėl kurios medžiai (dažniausiai) auga visomis kryptimis vienodai...
Įsivaizduokite, kad perimate stiebo skerspjūvį ir per jį žiūrite žemyn (kaip grubiai pavaizduota aukščiau). Kaip auksino gradientai koordinuoja augimą per visą augalo ilgį, jie taip pat koordinuoja jį radialiai, nes maksimumai bus linkę išsiskirti kuo toliau vienas nuo kito. Tai lemia, kad šakos visomis kryptimis auga vienodai (vidutiniškai).
Laukiu komentarų apie šį atsakymą, nes manau, kad tai taip svarbu suprasti augalų augimą, todėl norėčiau patobulinti savo atsakymą, kad jis būtų kuo geresnis.
Jie ne visada. Pavyzdžiui, ši obelis auga prie pat mano lango:
Kol kas jis dar neapvirto. Priežastis, kodėl jis taip auga, yra ta, kad visa šviesa sklinda iš dešinės paveikslo pusės: medis pasvirusi maždaug į pietryčius, o pastatas yra į pietvakarius nuo jo ir meta šešėlį ant kiemo centro didžiąją dalį dieną. Be to, kairėje galite pamatyti kitų aukštesnių medžių šakas, kurios užstoja beveik visus išsklaidytus stoglangius iš tos pusės.
Kaip parodyta @IlmariKaronen atsakyme, tai ne visada. dauguma medžių, augančių šalia šešėlinių pastatų šonų, linkę pasvirti nuo pastato. Kai kurie medžiai gali stovėti daugiau pavėsyje nei kiti, ir jie nusiųs šakas į pastatų šešėlį. Pavėsyje jie niekada neauga tokie tankūs ar tvirti. Priežastis, kodėl augalai auga link šviesos, yra fototropizmas. Šviesai patekus į augalo stiebą, auksinai, lemiantys stiebo ilgį, sunaikinami, todėl toje stiebo pusėje sumažėja augimo kiekis. Kai taip atsitinka, stiebai linksta šviesos šaltinio link dėl auksinų disbalanso stiebe. Priežastis, kodėl šešėlinė pusė yra silpnesnė, yra ta, kad visi medžiai savo energijai priklauso nuo fotosintezės. Žinoma, pusė be tiesioginių saulės spindulių neatliks tiek daug fotosintezės, todėl turi daug mažiau energijos augti. Be to, daugelis didelių medžių yra nesubalansuoti, kartais visas svoris yra vienoje pusėje. Jas laiko šaknys.