Augu fizioloģiskā uztvere

Pievienot saites
Vikipēdijas lapa

Augu fizioloģiskā uztvere ir augu spēja sajust vidi un reaģēt uz to, pielāgojot savu morfoloģiju un fizioloģiju. Augu mazkustīgais dzīvesveids var radīt maldīgu priekšstatu, ka tie ir pasīvi dalībnieki mijiedarbībā ar citiem organismiem un plašāku vidi, taču augi ir attīstījuši sarežģītas uztveres spējas, kas ļauj tiem reaģēt uz plašu mainīgo biotisko un abiotisko apstākļu klāstu.[1] Augiem kā pārvietoties nespējīgiem organismiem ir kritiski svarīgi uztvert dažādākos vides signālus, lai tie spētu optimizēt augšanu un attīstību konkrētos vides apstākļos. Botāniskie pētījumi ir atklājuši, ka augi spēj reaģēt uz plašu stimulu klāstu, tostarp ķīmiskām vielām, gravitāciju, gaismu, mitrumu, infekcijām, temperatūru, skābekļa un oglekļa dioksīda koncentrāciju, parazītu invāziju, slimībām, fiziskiem traucējumiem, skaņu un pieskāriena.[2][3][4]

Uztveres veidi[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Gaisma[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Viens no svarīgākajiem vides faktoriem ir gaisma. Tā ir gan kā enerģijas avots fotosintēzei, gan kā informācijas avots, kas kontrolē augšanu un attīstību. Ar īpašu fotoreceptoru palīdzību augi spēj uztvert gaismas intensitāti, kvalitāti, krišanas leņķi un periodiskumu.[5] Augi uztver informatīvos gaismas signālus, izmantojot trīs fotoreceptoru veidus: fototropīnus, kriptohromus un fitohromus.[6] Šie gaismas sensori norāda augam, vai ir diena vai nakts, cik gara ir diena, cik daudz gaismas ir pieejams un no kurienes nāk gaisma. Gaismas ietekmi uz augiem var aplūkot no dažādiem skatupunktiem. Fotosintēzē gaisma tiek izmantota kā enerģijas avots. Fototropisma rekcijās augi liecas gaismas avota virzienā vai prom no tā. Savukārt fotomorfoģenēzē notiek augu augšanas un attīstības izmaiņas gaismas signālu ietekmē.[5]

Gravitropisms[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Augu sakņu augšanas procesā gravitācijas ietekmē augstas auksīna koncentrācijas atrodamas saknes šūnu apakšējā daļā.Tas nomāc augšanu šajā pusē, vienlaikus ļaujot šūnām pagarināties saknes augšdaļā. Tā rezultātā veidojas izliekta augšana un sakne ir vērsta uz leju.[7]

Gravitropisms jeb ģeotropisms, ir saskaņots augu diferenciālas augšanas process, reaģējot uz gravitācijas spēku. Gravitropisms ir svarīga augu augšanas reakcija uz vidi, kas virza dzinumus uz augšu un saknes uz leju, tādējādi ļaujot katram orgānam sasniegt vidi, kas ir piemērota to primāro funkciju veikšanai.[8] Gravitācijas noteikšana ietver blīvu amiloplastu sedimentāciju specializētās gravitācijas sensoru šūnās katrā orgānā. Šis ceļš noved pie fitohormona auksīna sānu gradienta attīstības gravitācijas stimulētos orgānos. Tā kā auksīns veicina šūnu pagarināšanos dzinumos un kavē to saknēs, šis gradients ir atbildīgs par orgāna gala izliekumu, kas ļauj tam atsākt augšanu iepriekš noteiktā leņķī atkarībā no gravitācijas ietekmes.[9]

Augiem piemīt spēja sajust gravitāciju vairākos veidos, no kuriem viens ir ar statolītiem. Statolīti ir blīvi amiloplasti, organoīdi, kas sintezē un uzglabā cieti, kas iesaistīta augu gravitācijas uztverē (gravitropisms), kas uzkrājas specializētās šūnās, ko sauc par statocītiem. Statocīti atrodas cietes parenhīmas šūnās pie traheju audiem dzinumos un sakņu galos. [10] Šie specializētie amiloplasti ir blīvāki par citoplazmu un var nogulsnēties atbilstoši gravitācijas vektoram.

Reakcija uz pieskārienu[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Lapu aizvēršanās pēc pieskāriena Mimosa pudica

Reakcijas uz mehāniskiem traucējumiem ir augu uzvedības neatņemama iezīme. Lai gan dažiem augiem ir ļoti specializētas pieskāriena reakcijas iekārtas un ātra un ļoti pamanāma uzvedība, citu augu reakcija uz pieskārienu laika gaitā var notikt lēni, un tāpēc to bieži nav viegli atpazīt vai novērtēt. Tomēr visi augi jūt un reaģē uz mehāniskiem spēkiem. Šūnu reakcijas var būt būtiskas tādiem pamatprocesiem kā turgora regulēšana, šūnu paplašināšanās un morfoģenēze.[11]

Tigmotropisms ir virziena augšanas kustība, kas notiek kā mehanosensora reakcija uz pieskāriena stimulu. Tigmotropisms parasti ir sastopams vītņotos augos, tomēr augu biologi ir atklājuši tigmotropiskas reakcijas arī ziedošajos augos un sēnēs.[12] Mimosa pudica, pazīstama arī kā kautrīgā mimoza, kā arī daži no tās radiniekiem ir labi pazīstami tigmotropu augi. Pieskāriena stimulācija izraisa ļoti ātru mazo lapiņu salocīšanu, kas veido divkāršās lapas. Jāatzīmē, ka pieskāriena reakcija neaprobežojas tikai ar stimulēto lapiņu, bet var izplatīties uz visām blakus esošajām lapām. [11]

Daudziem ziedu augiem ir attīstījušies pieskārienu jūtīgi orgāni. Šāds pielāgojums ir vērsts uz pašapputes novēršanu vai veiksmīgu ziedputekšņu nogulsnēšanos uz kukaiņiem vai kolibri.[11]

Lai gan augu uztveres spējas visbiežāk ir vērstas uz dzīvniekiem aizsardzības nolūkos, daži no dramatiskākajiem un vislabāk zināmajiem augu sensorās reakcijas piemēriem ir kukaiņēdāj augi, kas medī kukaiņus un citus mazus dzīvniekus. Kukaiņēdāj augi parasti izmanto slazdus, kas sastāv no modificētām lapām.[13]

Atbildes uz ķīmiskiem signāliem[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Lielākajai daļai dzīvnieku sugu ožas sajūta tiek izmantota, lai savāktu informāciju par vides iezīmēm noteiktā attālumā no uztverošajiem organismiem, nosakot mobilās ķīmiskās norādes, kas atrodas apkārtējā gaisā vai ūdenī. Vēl nesen bija nopietnas domstarpības par to, vai augiem ir līdzīga spēja reaģēt uz gaisā esošām smaržām, lai gan jau sen ir zināms, ka gaistošajam hormonam etilēnam ir galvenā loma augu augšanas un attīstības starpniecībā.[13] Ievainoti vai inficēti augi rada izteiktas gaistošas vielas (piemēram, metiljasmonāts), ko savukārt var uztvert blakus augi. Augi, kas uztver šāda veida gaistošus signālus, bieži reaģē, palielinot ķīmisko aizsardzību, vai gatavojas uzbrukumam, ražojot ķīmiskas vielas, kas aizsargā pret kukaiņiem vai piesaista kukaiņu plēsējus.[14]

Atsauces[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. ↑ Trewavas, Anthony (01.09.2005). "Green plants as intelligent organisms". Trends In Plant Science 10 (9): 413-419. Kļūda: Bad DOI specified.
  2. ↑ Gagliano, Monica; Mancuso, Stefano; Robert, Daniel (2012-06-01). "Towards understanding plant bioacoustics" (English). Trends in Plant Science 17 (6): 323–325. doi:10.1016/j.tplants.2012.03.002. ISSN 1360-1385. PMID 22445066.
  3. ↑ Gagliano, M. (2013-07-01). "Green symphonies: a call for studies on acoustic communication in plants" (en). Behavioral Ecology 24 (4): 789–796. doi:10.1093/beheco/ars206. ISSN 1045-2249. PMC PMC3677178. PMID 23754865.
  4. ↑ Gagliano, Monica; Grimonprez, Mavra; Depczynski, Martial; Renton, Michael (2017-05). "Tuned in: plant roots use sound to locate water" (en). Oecologia 184 (1): 151–160. doi:10.1007/s00442-017-3862-z. ISSN 0029-8549.
  5. ↑ 5,0 5,1 Mohr, Hans (1964-02). "THE CONTROL OF PLANT GROWTH AND DEVELOPMENT BY LIGHT" (en). Biological Reviews 39 (1): 87–112. doi:10.1111/j.1469-185X.1964.tb00950.x. ISSN 1464-7931.
  6. ↑ Quail, Peter H (2002-04-01). "Photosensory perception and signalling in plant cells: new paradigms?" (en). Current Opinion in Cell Biology 14 (2): 180–188. doi:10.1016/S0955-0674(02)00309-5. ISSN 0955-0674.
  7. ↑ Band, Leah R.; Wells, Darren M.; Larrieu, Antoine; Sun, Jianyong; Middleton, Alistair M.; French, Andrew P.; Brunoud, Géraldine; Sato, Ethel Mendocilla et al. (2012-03-20). "Root gravitropism is regulated by a transient lateral auxin gradient controlled by a tipping-point mechanism" (en). Proceedings of the National Academy of Sciences 109 (12): 4668–4673. doi:10.1073/pnas.1201498109. ISSN 0027-8424. PMC PMC3311388. PMID 22393022.
  8. ↑ Strohm, A.; Baldwin, K.; Masson, P. H. (2013-01-01), Maloy, Stanley; Hughes, Kelly, red., Gravitropism in Arabidopsis thaliana, San Diego: Academic Press, pp. 358–361, doi:10.1016/b978-0-12-374984-0.00662-8, ISBN 978-0-08-096156-9. Atjaunināts: 2022-06-29
  9. ↑ Thomas, B. (2017-01-01), Thomas, Brian; Murray, Brian G; Murphy, Denis J, red., Genetics of Primary Root Development, Oxford: Academic Press, pp. 225–229, doi:10.1016/b978-0-12-394807-6.00125-8, ISBN 978-0-12-394808-3. Atjaunināts: 2022-06-29
  10. ↑ Chen, Rujin; Rosen, Elizabeth; Masson, Patrick H. (1999-06-01). "Gravitropism in Higher Plants1". Plant Physiology 120 (2): 343–350. doi:10.1104/pp.120.2.343. ISSN 0032-0889. PMC PMC1539215. PMID 11541950.
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 Braam, Janet (2005-02). "In touch: plant responses to mechanical stimuli" (en). New Phytologist 165 (2): 373–389. doi:10.1111/j.1469-8137.2004.01263.x. ISSN 0028-646X.
  12. ↑ Scorza, Livia Camilla Trevisan; Dornelas, Marcelo Carnier (2011-12-01). "Plants on the move: Towards common mechanisms governing mechanically-induced plant movements". Plant Signaling & Behavior 6 (12): 1979–1986. doi:10.4161/psb.6.12.18192. PMC PMC3337191. PMID 22231201.
  13. ↑ 13,0 13,1 Mescher, Mark C.; De Moraes, Consuelo M. (2015-02-01). "Role of plant sensory perception in plant–animal interactions". Journal of Experimental Botany 66 (2): 425–433. doi:10.1093/jxb/eru414. ISSN 0022-0957.
  14. ↑ Farmer, E E; Ryan, C A (1990-10). "Interplant communication: airborne methyl jasmonate induces synthesis of proteinase inhibitors in plant leaves." (en). Proceedings of the National Academy of Sciences 87 (19): 7713–7716. doi:10.1073/pnas.87.19.7713. ISSN 0027-8424. PMC PMC54818. PMID 11607107.[novecojusi saite]
Saturs iegūts no "https://lv.wikipedia.org/w/index.php?title=Augu_fizioloģiskā_uztvere&oldid=3783796"