Biologia na wakacjach (3). Zadziwiająca ruchliwość roślin

Dlaczego rośliny zwracają się w stronę światła?

Roślina, którą postawimy na parapecie, skłania się po jakimś czasie w stronę światła i trzeba ją obrócić, aby zachowała pierwotny kształt. Rośliny nie potrafią jednak zginać się, tak jak my. Wychylenie jest efektem ich wzrostu w jednym kierunku. Ruchy roślin mają zupełnie inny charakter niż u zwierząt, ale spełniają tę samą funkcję – zmieniają położenie osobnika.

Ruchami roślin sterują pewne substancje chemiczne produkowane we wnętrzu roślin. Gdy jednak z jednej strony roślina zostanie zacieniona, hormon wzrostu – auksyna, której nazwa pochodzi od greckiego słowa oznaczającego „rosnąć” – przemieszcza się na ciemniejszą stronę i powoduje jej przyspieszony wzrost. W efekcie łodyga wygina się w stronę światła.

Reakcja roślin na światło zmienia się, gdy są już w pełni dojrzałe. Na przykład szypułka kwiatowa orzecha podziemnego początkowo reaguje dodatnio na działanie światła (wygina się w stronę słońca). Natomiast po zapyleniu kwiatu reakcja rośliny staje się odwrotna. Szypułki wrastają parę centymetrów w głąb gleby i dopiero tam dojrzewają nasiona – orzeszki arachidowe.

Co kontroluje ruch roślin?

Rośliny, podobnie jak zwierzęta, wytwarzają hormony, które już w minimalnych stężeniach wpływają na ich wzrost. Auksyny to hormony, które występują we wszystkich tkankach merystematycznych, a ich produkcja zależy m. in. od dostępu światła. Auksyny przemieszczają się po całej roślinie w łyku. Syntetyczna auksyna 2,4-D służy do niszczenia chwastów. Innymi auksynami spryskuje się owoce, aby zapobiec ich przedwczesnemu spadaniu, wykorzystuje się je do produkcji owoców bez nasion albo do opóźniania tworzenia pędów przez ziemniaki i cebule przechowywane w magazynach. Z kolei gibereliny to hormony roślinne występujące obficie w niedojrzałych nasionach. Hodowcy za pomocą giberelin ukorzeniają pędy i pobudzają nasiona do kiełkowania. Do grupy inhibitorów, czyli substancji hamujących wzrost roślin, należy kwas abscysynowy.

Dlaczego korzenie nie rosną w stronę słońca?

Korzenie wrastają w głąb gleby w poszukiwaniu wody. Jest to ujemna reakcja na światło, zaś na działanie siły grawitacyjnej – dodatnia. Korzenie reagują na auksynę odwrotnie niż łodyga. Hormon ten gromadzi się na spodniej stronie wierzchołka korzenia, lecz nie pobudza, a wręcz przeciwnie, hamuje jego wzrost. Górna strona rośnie znacznie szybciej i w rezultacie wierzchołek zagina się do dołu.

Czy kwiaty mogą się poruszać?

Niektóre rośliny są tak uzależnione od światła, że ustawienie ich kwiatów zmienia się wraz z położeniem słońca. Do takich światłożądnych roślin należą na przykład słoneczniki. Chociaż zwykle nie dostrzega się ruchu pojedynczego słonecznika rosnącego w ogrodzie, doskonale widać zmianę ustawienia kwiatostanów na plantacji tych roślin. Tysiące główek wygina się w stronę słońca i towarzyszy mu w powolnej wędrówce po niebie.

Kwiaty mogą poruszać się także w inny sposób. Jaskrawo ubarwione w ciągu dnia otwierają się pod wpływem światła i ciepła, a nocą ponownie zwijają. Możliwa jest także odwrotna sytuacja. Białe kwiaty kaktusa Cereus grandiflorus oraz jaśminowca, z którego otrzymuje się olejek do wyrobu perfum, otwierają się w nocy, wabiąc zapylające owady zapachem. Występujące w Polsce kwiaty z rodzaju lepnica, bniec i wiesiołek także otwierają się na noc.

Pora rozchylania kwiatów u pewnych gatunków jest ściśle określona, że w niektórych ogrodach botanicznych konstruuje się zegary kwiatowe. Podobnie jak ruchy słoneczników w kierunku słońca, otwieranie i zamykanie kwiatów jest spowodowane wzrostem. Kwiat rozchyla się wówczas, gdy wewnętrzna strona płatków rośnie szybciej niż zewnętrzna.

Co powoduje skręcanie się wąsów winorośli?

Winorośl należy do roślin pnących, których wiotkie nitkowate wąsy ściśle owijają się wokół podpór. Zadaniem wąsów jest przesuwanie rośliny w kierunku potencjalnego obiektu podparcia. Wąsy to również jeden ze sposobów umożliwiających roślinom zmianę położenia.

Wąs zaczyna się skręcać w chwilę po zetknięciu z twardą podporą i bardzo szybko zapewnia roślinie umocowanie. Obserwowane z bliska wąsy pnącza z rodzaju Cyclanthera, należącego do dyniowatych, zaczęły skręcać się już po 20 sekundach od pierwszego kontaktu, a cały proces trwał zaledwie 4 minuty. Mechanizm owijania wokół przedmiotu jest podobny do ruchu zginania roślin w stronę światła. Pod wpływem zetknięcia z twardym materiałem ustaje wzrost tej strony wąsa, która dotyka podpory, a jego przeciwna strona może rosnąć nawet 200 razy szybciej niż zwykle.

Jak wrażliwa jest mimoza?

Przykładem najszybszego ruchu roślin może być reakcja pewnych gatunków na dotyk. Listki mimozy, zwanej również czułkiem, zwijają się dosłownie w ciągu paru sekund po dotknięciu. Są one także wrażliwe na krople deszczu oraz podmuchy wiatru. Złożenie się pierwszego listka daje początek reakcji łańcuchowej, która biegnie wzdłuż całej rośliny. Jest ona spowodowana przepływem pewnej substancji chemicznej. Najpierw składają się listki, za chwilę ogonki liściowe, aż w końcu omdlewa cała roślina.

U roślin nie występuje oczywiście tkanka mięśniowa, która umożliwia ruch zwierzętom. W wielu przypadkach mięśnie zastępuje tu woda. U podstawy każdego listka mimozy znajduje się poduszeczka stawowa. Podobne struktury są również u nasady ogonków liściowych. Wypełnienie poduszeczki wodą powoduje podniesienie listka. Pod wpływem dotyku woda gwałtownie odpływa, a listek opada.

Dlaczego maranta opuszcza nocą liście?

Maranta, popularna roślina doniczkowa, jest jednym z gatunków, które składają liście w ciągu nocy. Innym dobrze znanym przykładem są koniczyny. Ruchy liści pod wpływem zmian natężenia światła noszą nazwę ruchów sennych. Przypuszcza się, że mogą one chronić rośliny przed utratą ciepła podczas zimnych nocy.

Inne gatunki opuszczają liście w ciągu dnia, co jest zjawiskiem w pełni zrozumiałym. Gdy oświetlenie staje się zbyt intensywne, a temperatura za wysoka, rośliny bronią się przed utratą wody, zmniejszając powierzchnię wystawioną na działanie słońca.

Dlaczego strąki groszku pękają?

Owoce wielu gatunków roślin otwierają się pod wpływem zmian wilgotności powietrza. Strąki roślin z rodziny motylkowatych otwierają się niekiedy z taką siłą, że nasiona wyrzucane są na duże odległości. W strąkach groszku wiosennego warstwy komórek przebiegają ukośnie i dlatego gdy owoc pęka, jego połówki skręcają się spiralnie. Z kolei dojrzałe owoce bodziszków gwałtownie dzielą się na części, których zwinięcie powoduje rozrzut nasion.

Notka o autorze: Paweł Wiśniewski jest miłośnikiem przyrody, wieloletnim pracownikiem Urzędu Miasta w Gnieźnie, w którym kierował Wydziałem Ochrony Środowiska i Rolnictwa.