向触性
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向触性
向触性是一种定向生长运动,作为对触摸刺激的机械感觉反应而发生。 向触性通常存在于缠绕植物和卷须中,但植物生物学家也在开花植物和真菌中发现了触变性反应。 这种行为的发生是由于单方面的生长抑制。 也就是说,被触摸的茎干一侧的生长速度比被触摸的另一侧慢。 由此产生的生长模式是附着在接触植物的物体周围,有时还会卷曲。 然而,也观察到开花植物将其性器官移动或生长到落在花上的传粉者身上,如大花马齿苋。
生理因素
由于生长是一个复杂的发育过程,因此触觉感知和触变反应的发生确实需要许多要求(包括生物和非生物)。 其中之一是钙。 在 1995 年使用卷须 Bryonia dioica 进行的一系列实验中,触觉钙通道被各种拮抗剂阻断。 与对照植物相比,接受钙通道抑制剂的处理植物对触摸的反应减弱,表明触变性可能需要钙。 2001 年晚些时候,有人提出了一种涉及钙的膜去极化途径:当发生触摸时,钙通道打开,钙流入细胞,使电化学势跨膜移动。 这会触发电压门控氯离子和钾离子通道打开,并产生动作电位,发出触觉信号。
植物生长激素生长素也被观察到参与植物的触变行为,但其作用尚不清楚。 与影响其他向性的不对称生长素分布不同,研究表明,即使生长素对称分布,也会发生单向触变响应。 有人提出,触摸刺激产生的动作电位会导致细胞中生长素的增加,从而导致触摸侧产生收缩蛋白,使植物能够抓住物体。 此外,已经表明,当在黄瓜下胚轴的同一侧施加生长素(通常导致生长远离其定位的一侧)和触摸刺激(导致对其定位的热带反应)时,茎会弯曲 走向触摸。
乙烯是另一种植物激素,也已被证明是拟南芥根中触变性反应的重要调节剂。 在正常情况下,根部的高乙烯浓度会促进植物的直线生长。 当根遇到坚硬的物体时,触变性反应被激活,乙烯的产生被下调,导致根在生长时弯曲而不是直长。
与向光性一样,茎中的向触性反应也需要光。 植物生物学家马克·贾菲 (Mark Jaffe) 使用豌豆植物进行了一项简单的初步实验,得出了这一结论。 他发现,当他从一株豌豆上剪下一根卷须并将其置于光照下,然后反复触摸它的一侧时,卷须就会开始卷曲。 然而,当在黑暗中进行同样的实验时,卷须不会卷曲。
扎根
根也依靠触摸在土壤中导航。 一般来说,根有消极的触觉反应,这意味着当它们感觉到一个物体时,它们会远离物体。 这允许根部以最小的阻力穿过土壤。 由于这种行为,据说根是负触变性的。 向触性似乎能够克服甚至初生根的强烈向重力反应。
查尔斯达尔文进行了实验,他发现在垂直的豆根中,接触刺激可以使根部远离垂直方向。
误解
含羞草以其快速的植物运动而闻名。 叶子在触摸时合拢并下垂。 然而,这不是趋向性的一种形式,而是一种类似的现象。 Nastic 运动是对刺激(例如温度、湿度、光照度)的非定向反应,通常与植物有关。