Οι ρίζες ανάγνωσης αναπτύσσονται και το πράσινο μεγαλώνει προς τα πάνω. Αυτή η δήλωση ισχύει για τα περισσότερα φυτά - και μοιάζει περίκλειστη. Ωστόσο, το γεγονός ότι οι ρίζες είναι σχεδόν πάντοτε προς τα κάτω και οι βλαστοί είναι προσανατολισμένες προς τα πάνω δεν είναι τίποτα άλλο παρά ασήμαντο: μόνο αυτό το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό επιτρέπει στα φυτά να απορροφούν το νερό και τα ορυκτά από το έδαφος με τις ρίζες τους και ταυτόχρονα τη φωτοσύνθεση Αφήνει το φως του ήλιου. Αλλά πώς τα φυτά γνωρίζουν ακόμη και πού είναι το κατώτατο σημείο - ακόμη και αν πέσουν πάνω ή κάμπτονται; Αυτή η ερώτηση είχε ήδη ζητηθεί από τον Charles Darwin. Ο φυσιοδίφης παρατήρησε ότι οι ρίζες πάντα αναπτύσσονται προς την κατεύθυνση της βαρύτητας και ότι δεν μπορούν πλέον να το κάνουν αυτό, αν κόψετε την κορυφή τους. Η άκρη, έτσι ώστε το συμπέρασμά του, πρέπει να περιέχει αισθητήρες με τους οποίους το φυτό μπορεί να αντιληφθεί τη δύναμη της βαρύτητας. Ακόμη και σήμερα, περίπου 150 χρόνια αργότερα, αυτοί οι αισθητήρες και η λειτουργία τους είναι αινιγματικοί επιστήμονες, αναφέρει το περιοδικό "bild der wissenschaft" στο τεύχος Μαρτίου - αν και κάποια από τα μυστικά της είναι ήδη γνωστά.

Εν τω μεταξύ, είναι γνωστό ότι τα άκρα των ριζών περιέχουν μικρές βαριές πέτρες, που ονομάζονται επίσης statoliths - παρόμοιες με εκείνες που ρυθμίζουν την αίσθηση ισορροπίας στο ανθρώπινο εσωτερικό αυτί. Μπορείτε να δείτε αυτά τα statoliths στα ημιδιαφανή ριζώματα, τους λόφους που μοιάζουν με ρίζες που παράγουν κάποια άλγη ως απάντηση σε τραυματισμό ή άλλο στρες: αποτελούνται από ένα μόνο κύτταρο που μπορεί να φτάσει σε αρκετά εκατοστά σε μήκος και βρίσκεται σε κοντινή απόσταση μικροσκοπικές φυσαλίδες γεμάτες με βαρύ θειικό βάριο στο κατώτερο άκρο.

Όσο οι φυσαλίδες παραμένουν στη θέση τους, τα ριζοειδή αναπτύσσονται ομοιόμορφα. Ωστόσο, αυτό αλλάζει πολύ γρήγορα όταν κάποιος βάζει στην άκρη την άλγη, όπως παρατηρεί ο βαρυτικός βιολόγος Markus Braun από το Πανεπιστήμιο της Βόννης. Οι στάτολιθοι στη συνέχεια τραβιούνται με βαρύτητα προς την κατεύθυνση του προς τα κάτω προς τα κάτω τμήματος της κυτταρικής μεμβράνης. Εντούτοις, δεν μπορούν να τραβηχτούν χωρίς να σταματήσουν, υφαίνονται σε λεπτά νήματα της πρωτεϊνικής ακτίνης, που δίνουν στο κύτταρο μια εσωτερική δομή - συγκρίσιμη με ένα πλαίσιο, εκτός από το ότι ο σκελετός της ακτίνης είναι ελαστικός. "Οι στάτολιθοι είναι ισορροπημένοι υπό βαρύτητα από δύο αντίθετες δυνάμεις", εξηγεί ο Μπράουν. "Η βαρύτητα τους τραβάει και ο κυτταροσκελετός εξουδετερώνει αυτό".

Τι συμβαίνει όταν οι βαριές πέτρες αγγίζουν το περίβλημα των κυττάρων, ο Braun φαντάζει: Οι στατόλι έρχονται σε επαφή με τα μόρια των αισθητήρων, τα οποία είναι ενσωματωμένα στη μεμβράνη των κυττάρων και τα ενεργοποιούν. Ως αποτέλεσμα, σε άμεση γειτνίαση με το σημείο επαφής του προϋπολογισμού ασβεστίου, το οποίο με τη σειρά του εμποδίζει την εγκατάσταση υλικού κυτταρικού τοιχώματος και συνεπώς την ανάπτυξη στην κάτω περιοχή της μεμβράνης. Καθώς το ανώτερο τμήμα του κυτταρικού περιβλήματος συνεχίζει να αναπτύσσεται κανονικά, ολόκληρο το κύτταρο αρχίζει να καμπυλώνει - προς τα κάτω, προς την κατεύθυνση της βαρύτητας. επίδειξη

Αυτή η θεωρία υποστηρίζεται από πειράματα κατά τη διάρκεια μιας πολυήμερης πτήσης στο διαστημικό λεωφορείο και συνολικά από πάνω από 300 παραβολικές πτήσεις που έχουν ήδη πίσω τους ο Braun και τα φυτά του - συμπεριλαμβανομένων των δειγμάτων των ήδη δοκιμασμένων φυκιών, αλλά και των θρίλεων, του κηπουρού και του ρυζιού. Σε τέτοιες πτήσεις, η έλλειψη βαρύτητας επικρατεί στο αεροσκάφος για περίπου 20 δευτερόλεπτα. Οι συνέπειες αυτών των εκδρομών στις ρίζες των φυκιών ήταν σημαντικές, αναφέρουν "bild der wissenschaft": συνέχισαν να αναπτύσσονται, αλλά καθώς οι πέτρες δεν συλλέγουν από τη μία πλευρά, έχαναν τον προσανατολισμό τους και επεκτάθηκαν σε όλες τις πιθανές κατευθύνσεις.

Και οι βαρύτατες πτήσεις αποκάλυψαν κάτι άλλο στον βαρβατικό βιολόγο Braun: Όχι μόνο τα απλά άλγη, αλλά και τα υψηλότερα, πιο σύνθετα φυτά, αντιλαμβάνονται τη βαρύτητα χάρη στους βράχους και τους αισθητήρες επαφής - αλλά όχι τόσο γρήγορα. "Το μόριο του αισθητήρα, το οποίο ενεργοποιείται από την μετατόπιση των statoliths, αντιδρά πολύ πιο αργά από ό, τι στα ριζώματα. Επίσης, κλείνει πιο αργά εάν αποτύχει το ερέθισμα ", εξηγεί ο Braun. Επιπλέον, τα ανώτερα φυτά όπως το thail cress Arabidopsis thaliana δεν χρησιμοποιούν θειικό βάριο για τη μέτρηση της βαρύτητας, αλλά αμυλούχοι κόκκοι μέσα στα κύτταρα, που ονομάζονται αμυλοπλάστες.

Ωστόσο, οι ερευνητές δεν γνωρίζουν με ακρίβεια πώς τα φυτά προσαρμόζονται στην ανάπτυξή τους όταν αντιλαμβάνονται μεταβαλλόμενες σχέσεις βαρύτητας. Ο Μπράουν και η ομάδα του πιθανότατα θα πρέπει να πάει ακόμα πιο αβάσταχτη στο μέλλον. Ωστόσο, ένα πράγμα είναι βέβαιο: οι ορατές συνέπειες αυτής της προσαρμογής μπορεί να είναι πολύ εντυπωσιακές, όπως για παράδειγμα στα δέντρα των οποίων τα κούτσουρα μετατρέπονται από καταιγίδα ή χιόνι και ακόμη καταφέρνουν να σηκώσουν τις κορώνές τους στον ουρανό - ακόμα και αν βρίσκονται γύρω από τη γωνία πρέπει να μεγαλώσουν.

ddp / science.de - === Rüdiger Vaas

© science.de

Συνιστάται Επιλογή Συντάκτη