Почему растения поворачиваются к солнцу?
Если бы растения не делали этого, они бы не могли жить. Им было бы нечем питаться.
Листья производят питание в виде глюкозы для всего растения. Листья содержат специальное зеленое вещество, заставляющее вырабатывать глюкозу. Это вещество называется хлорофиллом. Хлорофилл может вырабатывать сахар только в присутствии света. Этот процесс называется фотосинтезом, что означает «действующий при свете».
Поэтому мы можем сказать, зачем растения поворачивают свои листья в сторону солнца. Но как растения делают это? Ботаники говорят, что растения фототропны, то есть поворачиваются к солнцу. А делают они это следующим образом…
Клетки растения содержат особое вещество. Это вещество движется прочь от Солнца. Когда растение не освещено, это вещество собирается в клетках на той стороне стебля, которая находится в тени. Оно заставляет клетки на этой стороне растения расти быстрее чем на освещенной. Под действием этого растение нагибается в сторону света.
Мы обычно не думаем о растениях как о движущихся существах. Это происходит потому, что движение растений настолько медленно, что его трудно проследить. Но если вы будете наблюдать за определенными растениями при ускоренной съемке, вы заметите, что листья, цветы и стебли находятся в постоянном движении, даже когда нет ветра.
Некоторые растения движутся быстро. Тыква, кабачки, огурцы могут полностью обвить поставленную им подпорку за десять минут.
Источник
Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
Почему растения поворачиваются к свету?
Если наблюдать за подсолнухом в течение дня, то можно увидеть, как он поворачивается вслед за движением солнца.
В принципе, ничего удивительного в этом нет, растения — автотрофы, солнечный свет им нужен непосредственно для жизнедеятельности.
Но, когда мы в курсе биологии проходим строение корня, стеблей и листьев, нигде не говорится о движении растений.
Какие механизмы поворачивают растения?
Чарлз и Френсис Дарвины провели несколько опытов, доступных любому школьнику: надевали на верхушки проростков непроницаемые для света колпачки, и поворот листьев растений к свету прекращался. Вывод был сделан такой: если проростки освещаются сбоку, то от верхней их части к нижней передается какой-то стимул, заставляющий последнюю изгибаться . Именно поэтому, если затенить верхушку, сигнал не поступает и листья к свету не поворачиваются.
Дело в том, что то, что проходят в школе по биологии — это самые основные, самые базовые понятия.
Жизнь растений намного более сложная и интересная
Как оказалось, гормоны есть не только у животных организмов. Растения тоже содержат эти вещества, только свои, растительные, фитогормоны.
Растения поворачиваются к свету из-за фитогормонов — органических веществ, которые чувствительны к свету.
Некоторые ткани растений лостаточно чувствительны к выделению этих веществ и реагируют движением — поворотом к солнцу.
Надо заметить, что фитогормоны не только поворачивают растение к свету, но контролируют весь жизненный цикл организма.
Рост, фотосинтез, форма тела растения, взаимодействие растений между собой и с симбиотическими организмами, опыление, оплодотворение, формирование семени и плода — все эти процессы обязательно регулируются гормонами.
Механизм этого действия очень схож с процессами гуморальной регуляции в животных организмах. Однако, очень мало изучен.
Как-то так повелось у людей, что то, что не бегает и не прыгает, не заслуживает пристального изучения. Хотя, надо признать, что в последние несколько лет ситуация стала меняться и люди стали внимательнее относится к организмам, без которых существование человека невозможно.
Процесс примерно следующий:
- В растениях есть клетки-рецепторы
- Рецепторы взаимодействуют с выделившимся гормоном и передают информацию внутрь клетки
- Каким-то образом этот сигнал доходит до генов и активизирует их
- Активация гена высвобождает определенные ферменты, которые стимулируют движение растения
То, что мы рассмотрели — одно из многих проявлений жизнедеятельности растительного организма под влиянием гормонов. Таких процессов достаточно много, все они интересны для изучения и более детального рассмотрения.
Действие того или иного фитогормона зависит от уровней других гормонов и от многих других факторов. Для выяснения полного спектра действия каждого фитогормона, деталей метаболизма и взаимодействия фитогормонов еще предстоит провести многочисленные и глубокие исследования.
Как-то я спросила у знакомой пятилетней девочки: «Почему растения поворачиваются к свету?» Он а мне ответил: «потому что, когда смотришь на солнышко, улыбаешься! Растения хотят хорошее настроение! »
Хорошего Вам настроения! 🙂
Источник
Ученые объяснили механизм и предназначение поворотов подсолнечника за Солнцем
Hagop Atamian / U.C. Davis
Американские ученые выяснили, какие механизмы отвечают за ориентацию масличного подсолнечника (Helianthus annuus) на Солнце и какое эволюционное значение это имеет. Оказалось, что способность поворачиваться под действием солнечного света (гелиотропизм) связана с согласованной работой светочувствительных механизмов и циркадианных ритмов растения. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Молодые подсолнечники в течение светового дня поворачиваются вслед за Солнцем с востока на запад, а ночью — обратно, чтобы с утра снова встречать солнечный свет. Расцветшие растения прекращают это движение и всегда обращены на восток. Чтобы понять, за счет чего это происходит, сотрудники Университетов Калифорнии и Виргинии провели ряд экспериментов в поле и закрытом помещении.
На первом этапе работы они искусственно фиксировали часть подопытных подсолнечников, не давая им следовать за Солнцем. Общая биомасса и площадь листьев таких растений оказалась в среднем на 10 процентов меньше, чем у росших без ограничений. Таким образом, поворот за Солнцем необходим молодым растениям для более интенсивного роста.
Обратный поворот на восток в течение ночи указывает на то, что в этом процессе задействованы механизмы регуляции циркадных ритмов. Ученые подтвердили это, внося подсолнечники с поля в помещение с постоянным освещением (растения еще несколько суток продолжали вращение) и навязывая им искусственный 30-часовой цикл освещения (ритм поворотов растений сбивался, возвращаясь к норме при 24-часовом цикле).
У подсолнечника нет листовых подушечек — специальных двигательных органов, которые обеспечивают гелиотропизм у некоторых видов растений. Учитывая то, что амплитуда движений подсолнечника убывает по мере роста вплоть до полного отсутствия у зрелых растений, ученые предположили, что повороты подсолнечника за Солнцем обеспечивает неравномерное удлинение стебля в течение суток. Эксперименты с растениями, лишенными гормона роста гиббереллина, а также изучение активности генов в западной и восточной сторонах стебля подтвердило эту гипотезу. Причем оказалось, что рост западной стороны стебля, более интенсивный ночью, происходит «по умолчанию», а необходимый днем рост восточной — регулируется светочувствительными механизмами (в частности перераспределением гормона ауксина под действием фототропинов).
Изменения температуры цветка в течение суток
Источник
Вот что заставляет подсолнухи двигаться за Солнцем
Подсолнухи — ещё один пример удивительного в природе. Они доказывают, что растения не такие уж неподвижные, как кажутся. Поутру подсолнухи всегда обращены на восток и после восхода медленно поворачиваются за солнцем, пока оно не скрывается на западе. Почему так происходит? Что заставляет подсолнухи приходить в движение?
Гелиотропизм
Свойство всегда быть обращённым к солнцу в основном наблюдается у молодых цветков и обычно прекращается, когда бутон полностью распускается (зрелые подсолнухи всегда смотрят на восток). Явление, когда цветок следует за солнцем, называется гелиотропизмом .
Как и у людей, у растений есть внутренние биологические часы , которые называют циркадным ритмом . Циркадный ритм человека вызывает в организме физиологические и химические изменения в зависимости от времени суток. У растений также есть внутренние механизмы, которые помогают реагировать на суточные изменения во внешней среде.
Как подсолнухи смотрят на солнце?
Перед рассветом молодой подсолнух смотрит на восток — в сторону восхода солнца. Когда солнце движется с востока на запад, цветок тоже поворачивается на запад. Когда солнце садится, цветок возвращается в исходное положение, поворачиваясь на восток, чтобы на следующий день снова повторить цикл.
У растений нет мышц, но для подсолнухов природа нашла оригинальное решение : стебель становится больше с теневой, противоположной от солнца стороны. Всё благодаря гормону роста под названием акусин .
Ауксин собирается на теневой стороне стебля, заставляя его расти быстрее с этой стороны. Поэтому подсолнечник вынужден наклоняться в противоположную солнечную сторону. По мере движения солнца ауксин также перемещается «в тень», таким образом создаётся эффект движения.
Созревший подсолнух НЕ СЛЕДУЕТ за солнцем
Сейчас это связывают с тем, что полностью созревший подсолнух уже не растёт, а как мы выяснили выше, движение растения зависит именно от неравномерного роста. Чем старше становится подсолнух, тем он меньше подвержен эффекту движения в течение дня.
Источник
Как и почему подсолнухи поворачиваются к Солнцу?
Мало, кто задумывается, но подсолнухи играют важную роль в современной жизни человека. Помимо предоставления людям такого лакомства, как семечки, они являются источниками растительного масла, повседневно используемого при приготовлении различных блюд. И кто жил летом в деревнях, где есть поля с этим растением, мог заметить определенную его особенность. В течение дня подсолнух постоянно смотрит на Солнце, постепенно поворачиваясь с востока на запад, а ночью возвращается в исходное состояние, чтобы утром вновь ловить солнечные лучи. Как и для чего он это делает?
Структура подсолнуха
Внешне подсолнечник легко отличить от остальных цветов. Он имеет высокий прочный стебель, высота которого способна достигать пяти метров. На его наконечнике постепенно созревает бутон, превращающийся в желто-оранжевый цветок. В сердцевине плода постепенно формируются семена – черные семечки, используемые в качестве пищи и производства масла.
Из стебля вырастают длинные плоские листья, длина которых может достигать 50 см. Они покрыты тонкими белыми волосками, служащими защитой от сильного теплового воздействия.
Использование людьми
Археологи считают, что впервые подсолнечники начали выращивать на территории Северной Америки, примерно две тысячи лет назад. Оттуда он постепенно распространился и в другие страны. Некоторые индейские народы считали цветок олицетворением бога Солнца из-за характерной формы и цвета.
В России подсолнух появился во времена правления Петра Первого. Император впервые увидел его, находясь в Голландии. Поскольку цветок обладал красивым внешним видом и мог использоваться в пищу, он приказал привезти семена в России. На удивление, он хорошо прижился в местном климате и быстро распространился по крестьянским полям.
В 1829 году было впервые получено подсолнечное масло в мире. Примерно в тот же период открылся первый российский завод, где начали производить его на постоянной основе. Дешевизна производства позволяла выставлять за товар небольшую цену, и его могли позволить даже бедные люди.
С тех пор под подсолнечники начали выделять целые поля, где занимались их выращиванием. Поскольку цветок созревает в течение 30 дней в летний период, это позволяло в течение трех месяцев собирать посевы 2-3 раза в году. Сейчас производством подсолнечного масла занимаются и другие страны, но Россия и Украина остаются бесспорными лидерами в данной отрасли.
Поворот за Солнцем
В ботанике существует отдельный термин, которым называют постепенный поворот цветков к Солнцу – гелиотропизм. Исследования показали, что это свойство присуще практически всем цветам, но у подсолнухов оно выражено более ярко.
Зачем он поворачивается к Солнцу? Ответ довольно прост: для получения большего количества теплоты и лучей света, которые стимулируют его рост. Ученые ставили эксперименты и нарочно препятствовали повороту цветка, закрепляя его на месте. В итоге, “ограниченные” образцы росли на 10% медленнее.
Как цветок поворачивается?
У его основания находятся моторные клетки, способные растягиваться и сжиматься за счет получения калия. Именно от их положения зависит, в какую сторону будет смотреть верхушка. Растение в буквальном смысле понимает, куда следует двигать основание стебеля, чтобы расположить цветок в нужном направлении.
Движение подсолнечника соответствует 24-часовому циркадному ритму. Ученые попытались «обмануть» растения, искусственно поменяв длительность движения источника освещения до 30 часов. В этом случае подсолнухи двигались неравномерно, что отразилось на их росте, наборе биомассы и урожайности.
Подсолнухи поворачиваются к Солнцу, чтобы получать больше тепла и расти интенсивнее. Делают это они с помощью моторных клеток, способных менять свою форму. Находясь у основания цветка, они плавно поворачивают его по направлению к Солнцу, а ночью возвращают в исходное состояние.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник