Rośliny podobnie jak wszystkie żywe organizmy podlegają stałym przemianom związanym z ich cyklem życiowym. Przechodzą więc przez okres młodociany, dojrzałości oraz starzenia się i zamierania. U roślin wieloletnich zachodzą również powtarzające się periodyczne zmiany związane z rocznym cyklem klimatycznym. Zaliczamy je także do zjawisk rozwojowych.
Pojęcie rozwoju można stosować do całego organizmu. Mówimy wtedy o rozwoju ontogenetycznym. Dotyczy to poszczególnych organów komórek lub organelli. Pojęcie rozwoju zawiera w sobie też wzrost, gdyż każdy przypadek wzrostu jest elementem rozwoju osobnika. Wzrost można zdefiniować jako nieodwracalne zwiększenie się wymiarów i objętości powierzchni, masy całej rośliny lub jej części.
Prostym przypadkiem wzrostu jest wzrost elongacyjny, czyli wydłużeniowy, w którym komórki powiększają się głównie jednokierunkowo – równolegle do osi głównej.
W owocach następuje wzrost niekierunkowy przez powiększenie objętości w przybliżeniu równomiernie we wszystkich kierunkach. W częściach niesystematycznych zachodzi wzrost związany z podziałami komórkowymi. Prawie zawsze komórka musi dorosnąć do odpowiednich rozmiarów i dopiero wtedy staje się zdolna do podziału. Zjawiskiem starzenia się komórek, organów i całego organizmu, jak również zrzucanie organów, np. liści, są częściami rozwoju, chociaż potoczne znaczenie słowa – rozwój – nie sugeruje tego zjawiska zrzucania i zamierania części rośliny. Zasługuje natomiast na wyodrębnienie na równi ze wzrostem jako ważny element rozwoju, ponieważ stanowi nieodwracalne uszczuplenie ciała rośliny, podczas gdy wzrost stanowi nieodwracalne zwiększenie ciała rośliny. Przebieg rozwoju zarówno u roślin jednorocznych jak i dwu czy wieloletnich musi być dostosowany do rocznego cyklu zmian zachodzących w środowisku, długości dnia itp. Muszą więc istnieć mechanizmy, które odbierają te bodźce ze środowiska i przetwarzają je na odpowiednie informacje ( m.in. „rozkazy” i „nakazy” dotyczące rozwoju ). Dzięki nim np. pąki na ogół nie zaczynają się rozwijać jesienią mimo nawrotów ciepłej pogody. W wielu przypadkach bodziec musi trwać odpowiednio długo, aby nastąpiła reakcja rozwojowa. Roślina musi mieć sposób liczenia czasu trwania bodźca. Roślina posiada zapewne więcej takich mechanizmów zegarowych, jedne liczą czas w ramach rocznego cyklu rozwojowego, np. długość stratyfikacji, inne w ramach doby, np. godziny światła i ciemności.
Rozpatrując rozwój traktujemy organizm jako funkcjonalna całość, aby mógł w ten sposób działać. Niezbędnym warunkiem jest przepływ informacji miedzy częściami organizmu. Informacje tę przenoszą hormony i dzięki stałemu ich dopływowi do danej komórki, wie ona co się dzieje w innych częściach rośliny.
Oprócz substancji budulcowych, zapasowych i enzymatycznych w roślinie występują ponadto inne związki o dużej aktywności fizjologicznej zwane hormonami roślinnymi lub regulatorami wzrostu i rozwoju czy fitohormonami.
Dla różnych organów czy grup komórek informacje związane z przepływem danego hormonu mogą mieć odmienne znaczenie, z czym się wiąże wielostronność działania hormonów roślinnych. Auksyna produkowana przez rosnące części roślin przepływając w dół świadczy o przebiegu procesów wzrostowych w wierzchołkach pędów, w pąkach, kwiatach, zawiązkach owoców. Na informację te różne części rośliny reagują w rozmaity sposób. Dla młodych komórek pędu oznacza ona „wydłużać się”. Dla komórek kombium dzielić się, dla floemu prawdopodobnie „transportować związki pokarmowe w kierunku przepływu tej informacji”. Dla pąków na jednorocznych przyrostach ogranicza wzrost lub „nie rosnąć”, dla pąków na krótkopędach – „nie inicjować kwiatów”. Funkcje życiowe danej grupy komórek czy organu roślinnego zależą w większości przypadków od działania kilku hormonów, a nie tylko od jednego z nich. Wiąże się to z tym, że roślina dla precyzyjnej regulacji swoich funkcji życiowych wymaga informacji co się dzieje we wszystkich częściach rośliny, a nie tylko np. w wierzchołkach wzrostu pędów komórki, reagują prawdopodobnie na stosunek stężeń różnych hormonów.
Z rozważań tych wynika wskazówka praktyczna – jeśli chcemy znaleźć rozwiązanie jakiegoś problemu przez zastosowanie regulatorów wzrostu, nie należy zapominać o zastosowaniu mieszanin różnych regulatorów wzrostu. Należy również pamiętać o tym, że na każdy proces wpływają zjawiska zachodzące we wszystkich innych częściach rośliny.
Regulatory wzrostu są to związki organiczne, które w bardzo małych ilościach wykluczających działanie troficzne ( odżywcze ) zwiększają, hamują lub w inny sposób wpływają na procesy wzrostu i rozwoju roślin. Regulatory wzrostu można uważać za rodzaj chemicznych sygnałów bądź tez posłańców powstających w niewielkich ilościach w określonych częściach roślin. Z tych miejsc regulatory wzrostu są przekazywane przez system przewodzący do innych części, w których kierują procesami wzrostu i rozwoju rośliny.
Wyróżniamy klika grup regulatorów wzrostu :
- auksyny
- giberaliny
- cytokininy
- inhibitory wzrostu
- etylen
Niezależnie od tego podziału wśród regulatorów wzrostu można wyróżnić regulatory endogenne, tzw. wytwarzane przez rośliny, oraz egzogenne – sztucznie wprowadzane do rośliny w postaci syntetycznych preparatów produkowanych przemysłowo.
Występowanie i transport auksyn
Auksyny występują we wszystkich roślinach wyższych, a także w niektórych grzybach. Tworzą się przede wszystkim w pąkach wierzchołkowych oraz w najmłodszych liściach i tam zwykle jest ich najwyższe stężenie. Z tkanek tych auksyny są przewodzone do innych części rośliny, przy czym transport ten ma charakter polarny, tzn. zależnie od kierunku. W kierunku od wierzchołka do postawy rośliny ( bazypeptalnie ) transport auksyn jest bardzo szybki; prawdopodobnie jest to transport aktywny.
Wydłużanie się komórek zależy od stężenia auksyny. Przy niskim stężeniu wydłużanie jest niewielkie. Jeżeli stężenie auksyny wzrasta do pewnej granicy, wydłużanie komórek się zwiększa. Dalszy wzrost stężenia auksyny, np. drogą wprowadzania auksyny egzogennej zmniejsza wydłużanie komórek.
Różne organy wykazują różną wrażliwość na auksyny. Szczególnie wrażliwy na stężenie auksyny jest korzeń. Dlatego określone stężenie auksyny, które przyspiesza jeszcze wydłużanie łodygi może hamować wzrost korzenia.
Wpływ auksyn na rośliny
Auksyny spełniają różnorodne funkcje fizjologiczne w roślinach i w zasadzie nie ma takiego procesu wzrostowego lub rozwojowego, który by nie był w jakiś sposób związany z auksynami. Za charakterystyczna cechę auksyn należy więc uznać ich wielofunkcyjność polegającą na uczestnictwie w różnych procesach.
Wydłużanie komórek
Pod wpływem auksyn następuje wydłużanie komórek w strefie wzrostu, auksyny rozluźniają strukturę ściany komórkowej, czyniąc ją bardzo podatną na rozciąganie, a równocześnie zwiększają przenikanie wody do komórki. Następuje więc wzrost wakuoli oraz wywołane tym rozciąganie ścian komórkowych. Procesy te przebiegają jedynie w obecności tlenu, co świadczy o tym, że związane są z oddychaniem. Najprawdopodobniej auksyny wpływają na działanie pewnych enzymów, a zmiany w pobieraniu wody i elastyczności ścian komórkowych są tego skutkiem. Oprócz wydłużania komórek auksyny wywołują także ich podziały, zwłaszcza w kambium, czyli w merystenie bocznym położonym pomiędzy ksylemem a floemem. Zjawisko to można wyraźnie prześledzić u roślin drzewiastych; na wiosnę w młodych liściach oraz w pączkach tworzą się auksyny, które następnie spływają bazypeptalnie ( w stronę korzenia ) wzdłuż pnia. Pobudzają one komórki kambium do intensywnych podziałów, co wywołuje przyrost pnia na grubości. Ponieważ wytwarzanie auksyn wykazuje wyraźną rytmikę roczną – jest duże na wiosnę, a małe w późniejszych porach roku – zatem i przyrost pnia na grubość nie jest równomierny, lecz większy wiosna niż jesienią. Innym przykładem pobudzania podziałów komórkowych przez auksynę jest powstawanie kalusa. Jeżeli łodyga została zraniona, to w miejscu tym komórki zaczynają się dzielić, wytwarzając luźną parenchymatyczną tkankę zwaną kalusem. Posmarowanie tego miejsca pastą lub roztworem zawierającym auksynę wyraźnie pobudza podziały komórkowe i zwiększa w ten sposób wytwarzanie kalusa. Próbowano wykorzystać to zjawisko w praktyce, a mianowicie w przyspieszaniu wzrastania zrazu z podkładką w procesie szczepienia, w procesie leczenia ran u roślin drzewiastych i tworzenia zawiązków korzeniowych.
Opracowała :
Jadwiga Milewska
nauczyciel biologii
Literatura :
W. Czerwiński „Fizjologia roślin” W-wa 1978 PWN
S. Jankiewicz „Fizjologia roślin sadowniczych” W-wa 1979 PWN
Prof.dr hab. Rudnicki „Regulatory wzrostu i ich zastosowanie w produkcji
roślin ozdobnych” Ogrodnictwo nr 10/1979 |
