식물 성장은 열대지방 및 환경신호에 따라 가게된다

식물 성장은 열대지방 및 환경신호에 따라 가게된다

열대지방

식물의 성장 패턴은 종종 환경 신호에 의해 이끌립니다. 트로피즘(트로피즘, 그리스어로 '회전'을 의미함)은 보통 한 방향에서 오는 외부 자극에 대한 식물의 긍정적 또는 부정적인 성장 반응. 몇몇 반응은 자극의 방향과는 무관하게 발생하며, 신경 운동이라고 불립니다. 위해
예를 들어, 완두콩 식물의 텐드릴은 만지면 항상 한 방향으로 감깁니다. 반면 열대지방은 방향성이 있고 식물이 열악한 환경조건에서 일어서지 않고 걷지 못하는 것에 대한 큰 보상을 제공합니다. 열대는 우리가 종 안에서 보는 다양한 분기 패턴에 기여하고 있습니다. 여기서는 식물 열대성의 세 가지 주요 클래스에 대해 생각합니다: 광열대성, 중력 열대성 및 분광 열대성. 열대는 특히 흥미로운 것은 환경신호와 신호의 세포지각을 연결하여 생화학적 경로로 이행하여 궁극적으로는 성장 반응을 바꿀 것을 우리에게 요구하기 때문입니다.

포토트로피즘 굴광성, 광굴성

광도 반응은 성장하는 줄기와 기타 식물의 부분을 광원을 향해 구부리는 것을 포함합니다. 일반적으로 줄기는 양의 광도를 나타내며 광원을 향해 성장하지만 대부분의 뿌리는 빛에 반응하지 않거나 예외적으로 약한 음의 광도 응답만을 나타냅니다. 줄기의 광도 반응은 분명히 적응 가치가 있으며, 식물에 이용 가능한 빛에 더 많은 노출을 줍니다. 그것들은 또한 식물 기관의 발달, 따라서 식물의 외관을 결정하는 데 중요합니다. 개별 잎은 광도 반응을 나타낼 수 있습니다. 잎의 위치는 식물의 광합성 효율에 중요합니다. 옥신이라고 불리는 식물 호르몬(이 장에서 후술)은, 아마 식물의 광도 성장 반응의 대부분(전부는 아닐지라도)에 관여하고 있습니다.

광도 응답의 첫 번째 단계는 빛을 지각하는 것입니다. 광수용체는 파란색과 빨간색이 가장 일반적인 다른 파장의 빛을 지각합니다. 푸른 빛 수용체가 특징이 되면서 우리는 식물이 어떻게 '파란색을 보는'지 이해하기 시작했습니다 '빨간색 보기', 그리고 그 지각을 신호전달 경로로 변환함으로써 성장반응의 변화로 이어지는 것에 대해 더 많은 것이 알려져 있습니다. 식물은 Pr과 Pfr 두 가지 변환 가능한 형태로 존재하는 피토크롬이라는 안료를 포함합니다. 첫 번째 형태에서는 피토크롬은 적색광을 흡수하고 두 번째 형태에서는 원적색광을 흡수합니다. Pr의 분자가 적색광(660nm)의 광자를 흡수하면 즉시 Pfr의 분자로 변환되고, Pfr의 분자가 원적색광(730nm)의 광자를 흡수하면 즉시 Pr로 변환됩니다. Pfr은 생물학적으로 활성이며, Pr은 생물학적으로 비활성입니다. 즉, Pfr이 존재할 때 피토크롬의 영향을 받는 특정 생물학적 반응이 일어납니다. 대부분의 Pfr이 Pr로 대체되어도 반응은 일어나지 않습니다.

여기서는 피토크롬을 단일 분자로 언급하고 있지만, 몇 가지 다른 피토크롬이 특정 생물학적 기능을 가지고 있다고 생각되는 것이 확인되고 있다는 것에 주의하는 것이 중요합니다. 피토크롬은 광수용체이지만 빛에 대한 반응을 일으키기 위해 직접 작용하는 것은 아닙니다. 피토크롬의 존재는 1959년 해리 A에 의해 최종적으로 증명되었습니다. 메릴랜드주 벨트즈빌에 있는 미국 농무부 연구센터에서 Borthwick과 그의 협력자들. 그 이후 분자는 두 부분으로 구성되어 있는 것으로 나타났습니다: 빛에 민감한 작은 부분과 단백질인 큰 부분. 단백질 성분은 특정 대류로 이어지는 신호 전달을 시작합니다. 피토크롬 색소는 파란색이고 그 광감수성 부분은 시아노박테리아와 홍조류에 발생하는 피코비린과 구조가 비슷합니다. 피토크롬은 식물의 모든 그룹과 여러 속의 녹조에 존재하지만 세균, 균류 또는 회전체(소수의 녹조 제외)에는 존재하지 않습니다. 빛을 측정하기 위한 피토크롬계는 녹조 사이에서 진화하여 공통 조상에 존재했을 가능성이 높습니다

피토크롬은 많은 식물의 성장 반응에 관여하고 있습니다. 예를 들어, 종자의 발아는 원적색광에 의해 억제되고 많은 식물에서 적색광에 의해 자극됩니다. 왜냐하면 엽록소는 적색광을 강하게 흡수하지만 원적색광은 흡수하지 않으며 녹색 잎을 통과하는 빛은 종자의 발아를 억제합니다. 그 결과 종자는 겨울에 잎을 잃는 낙엽성 식물 아래에서 갈린 것은 잎이 부패하고 모종이 노출된 후 봄에 발아하기 쉽습니다.
직사 광선. 이로 인해 모종이 정착할 가능성이 크게 향상됩니다.
이러한 관계의 두 번째 예는 병인화된 묘(어둠 속에 보관되어 있었기 때문에 창백하고 길쭉한 묘)에서의 싹의 신장입니다. 이러한 식물은 빛, 특히 적색광에 노출되면 정상이 되지만, 그러한 노출의 영향은 원적색광에 의해 취소됩니다. 이것은 종자의 발아에서 관찰된 것과 유사한 관계를 보여줍니다. 병인 반응에는 피토크롬 광지각과 브라시노스테로이드 사이에 관련이 있는 것으로 보입니다. 에티올화는 어둠 속에서 자라는 식물이 죽기 전에 빛에 도달하는 것을 돕기 위한 보존 전략에 관한 에너지입니다. 빛이 날 때까지 녹화하지 않음 노드 간의 신장을 통해 최대한 키가 큰 성장으로 에너지를 돌립니다. 에티올화(det2) 아라비돕시스 변이체는 에티올화 반응이 나쁩니다. 그것은 긴 마디 사이를 갖지 않고 어둠 속에서 조금 초록색이 됩니다. 브라스이노스테로이드 생합성에 필요한 효소에 det2 변이체가 결함이 있는 것으로 판명되었습니다. 연구자들은 식물이 피토크롬을 통해 빛에 반응하는 데 브라시노스테로이드가 역할을 한다고 의심하고 있습니다.

따라서 det2 변이체에는 브라시노스테로이드가 없기 때문에 일반 식물처럼 빛에 반응하지 않으며, det2 변이체는 어둠 속에서 정상적으로 성장합니다.

빨간색과 빨간색 빛은 식물의 간격을 위한 신호로도 사용됩니다. 식물이 함께 있을수록 그들은 키가 커지고 다른 식물보다 햇빛을 얻으려고 합니다. 식물은 어떤 방법으로 옆 나무에서 멀리 붉은 빛이 반사되어 돌아오는 양을 측정합니다. 광흡수를 차단하는 용액으로 줄기에 목줄을 달아 인식이 흐트러지면 신장반응이 보이지 않게 됩니다.

만유인력 중력론

화분에 심은 식물이 뒤집히면 싹이 구부러져 위로 자랍니다. 같은 일이 폭풍이 들판의 식물을 밀어낼 때도 일어납니다. 이것들은 중력의 예이며, 지구 중력장에 대한 식물의 반응입니다. 제40장에서 갈조가 첫 번째 세포분열의 방향을 향해 뿌리줄기가 아래 방향으로 자라는 것을 보았습니다. 또한 라이조이드는 일방적인 광원에서 벗어나 발달합니다. 광도 효과를 분리하는 것은 중력론 연구에서 중요합니다. 뿌리가 자라서 싹이 자라면 중력 반응이 발아 시에 존재합니다. 왜 슛은 음의 중력 응답(중력에서 벗어난 성장)을 가지고 있는데 뿌리는 양의 중력 응답을 가지고 있는 것입니까? 무중력 환경에서 우주왕복선으로 실험할 기회는 연구를 가속화시키고 있습니다
이쯤에서. 옥신은 중력 응답에서 주요한 역할을 하지만 중력 정보가 발전소를 통해 전송되는 유일한 방법은 아닐 수도 있습니다. 존 글렌(ジョン·グ·レンが旅行)이 두 번째 우주 여행을 했을 때, 그는 뿌리의 굽힘에 있어서 중력과 전기 신호의 역할을 테스트하기 위한 실험을 동반했습니다. 중력 변이체의 분석은 중력에 대한 우리의 이해에도 추가되고 있습니다.

중력 응답으로 이어지는 4가지 단계가 있습니다:
1. 중력은 세포에 의해 지각됩니다
2. 중력을 지각하는 세포 내에 신호가 형성됩니다
3. 신호는 세포 내부와 세포 사이로 전달됩니다
4. 세포 간 분화 세포의 신장이 일어남
뿌리 또는 슛의 「위」와 「아래」의 측면.

중력을 지각하는 첫 번째 단계 중 하나는 전분을 포함한 플라스티드인 아밀로플라스트가 중력장을 향해 침하하는 것입니다. 이들은 세포골격과 상호작용할 수 있으며,
그러나 순미의 효과는 옥신이 상부보다 줄기 축의 아래쪽에 집중하는 것입니다. 줄기 아래쪽 옥신 농도가 높아지면 그 부위의 세포가 위쪽 세포보다 더 많이 생장합니다. 그 결과 중력에 대한 스템의 상향 굽힘이 발생합니다.즉, 음의 중력 응답이 발생합니다. 이러한 호르몬 농도의 차이는 뿌리에서는 별로 증명되지 않았습니다.

그럼에도 불구하고 뿌리 위쪽이 아래쪽보다 빨리 자라면서 뿌리는 결국 아래쪽으로 자라는데 이런 현상은 정중력 현상으로 알려져 있습니다. 샷에서 중력 감지 세포는 내배엽에 있습니다. 통상적인 내배엽의 발달을 결여하고 있는 허수아비나 아라비드소피스의 짧은 뿌리와 같은 돌연변이체는 정상적인 중력 반응을 가지고 있지 않습니다. 이 내배엽 세포들은 줄기의 아밀로플라스트 부위입니다.

근에서 중력감지세포는 근관 내에 위치하고 비대칭성장을 실제로 하는 세포는 근관에 가장 가까운 원위신장 영역에 위치함. 이 거리에서 정보가 어떻게 전달되는지는 흥미로운 문제입니다. 옥신이 관여해도 되지만 옥신 수송이 억제되어도 원위 신장 영역에는 중력 응답이 존재합니다. 막의 분극을 수반하는 어떠한 전기 신호가 가정되어, 이것은 우주왕복선에서 테스트되었습니다. 현재로서는 그 판결이 아직 정확한 메커니즘에 대한 것은 아닙니다. 열대 우림에서는 몇몇 식물의 뿌리가 다른 뿌리에 전형적인 보통 양의 중력 반응을 보이는 대신 인접한 식물의 줄기를 성장시킬 수 있다는 것을 알게 되면 당신은 놀랄지도 모릅니다. 빗물은 영양분을 분해하고 무성한 숲의 윗부분의 덮개를 지나 나무줄기를 따라 흘러내립니다. 그러한 물은 식물이 정착하고 있는 영양 부족 토양보다 뿌리를 위한 더 신뢰성 높은 영양원으로 기능합니다. 이것을 현재의 가설로서 설명하는 것은 과제입니다. 뿌리는 싹보다 옥신에 더 민감하며, 옥신은 실제로 뿌리 아래쪽의 성장을 저해하고 양의 중력성 배우자를 가져올 수 있다고 제안되고 있습니다. 아마 이 열대 식물에서는 뿌리 옥신에 대한 감수성이 저하됩니다.

접촉 굴성, 굴촉성, 티그모트로피즘

"Thigmotropism"은 그리스어의 어원 "thigmotropism"에서 유래한 이름으로, "touch"를 의미합니다 미시는 식물 또는 식물의 부분이 물체, 동물, 식물, 심지어 바람의 촉각에 접촉하는 반응입니다. 건막이 물체와 접촉하면 그 작용이 명확하게 이해되지 않은 특수 표피세포는
접촉하여 불균일한 성장을 촉진하고 때로는 3~10분 이내에 건막이 물체 주위에 감깁니다. 옥신과 에틸렌 모두 텐드릴 운동에 관여하는 것으로 보이며 접촉 자극이 없는 경우에 권취를 유발할 수 있습니다. 클레마티스, 바인드위드, 도다 등의 다른 식물에서는 잎의 잎자루 또는 미변형 줄기가 다른 줄기 또는 고체 물체 주위에 얽혀 있습니다. 다시 한번 아라비드시스는 모델 시스템으로서의 가치를 증명하고 있습니다. 접촉 후 10~30분 후 100배 높은 수준에서 발현되는 유전자가 확인됐습니다.

 

 

다른 열대 지방

환경 신호에서 성장 응답으로의 경로를 분석할 때 분자 유전학적 접근의 가치를 고려할 때, 이 유전자는 식물이 어떻게 접촉에 반응하는지 이해할 수 있는 유망한 첫걸음을 제공합니다. 방금 논의된 열대는 가장 잘 알려진 것 중 하나이지만, 다른 열대는 인식되고 있습니다. 여기에는 전기영동(전기에 대한 반응), 화학영동(화학물질에 대한 반응), thumatropes(, 열영동(온도에 대한 반응), 항공영동(산소에 대한 반응)이 포함됩니다; 어둠에 대한 반응(Skotropism)과 지자기에 대한 반응(자기장에 대한 반응). 뿌리는 종종 균열이 있는 파이프에서 오는 물의 확산 기울기를 따라 균열에 들어갑니다. 그렇게 부르는 사람도 있습니다. 성장운동에 있어서의 히드로트로피즘이지만 물이나 그 밖의 몇몇 「stimuli」에 대한 반응이 진정한 트로피즘인지에 대해서는 의견 차이가 있습니다.

식물은 떨어질 수도, 최적의 상태를 향해 이동할 수도 없지만, 성장할 수도 있습니다. 포토트로피즘은 식물이 한 방향의 빛의 원천에 대해 성장하는 반응입니다. 중력에 대한 식물의 반응인 중력론은 일반적으로 싹을 자라게 하고(음의 중력론), 뿌리를 자라게 한다(양의 중력론). Thigmotropism은 접촉에 대한 식물의 성장 반응입니다.