На первый взгляд мир растений, кажется, недвижим. Но при наблюдении можно убедиться, что это не совсем так. Движение растений происходит очень медленно. Они растут, и это доказывает то, что они совершают определенные ростовые движения. Если посадить в почву семя фасоли, при благоприятных условиях оно начинает пускаться в рост, пробуравливая почву, выносить на свет две семядоли. Под воздействием тепла и света они начинают зеленеть и двигаться вверх. Уже через два месяца на растении появляются плоды.
Скорость роста растений
Чтобы заметить движение, можно провести специальную видеосъемку. В результате происходящее за сутки можно пронаблюдать за несколько секунд. Ростовые движения растений ускоряются в сотни раз: на глазах ростки пробивают себе путь через почву, распускаются на деревьях почки, набухают и расцветают цветочные бутоны. В реальности очень быстро растет бамбук – в минуту на 0,6 мм. Еще большей скоростью роста обладают некоторые плодовые тела грибов. Диктиофор увеличивается в размерах на 5 мм всего лишь за одну минуту. Наибольшей подвижностью обладают низшие растения – это водоросли и грибы. К примеру, хламидомонада (водоросль) может быстро при помощи жгутиков перемещаться в аквариуме на освещенную солнцем сторону. Также передвигаются многие зооспоры, которые служат для размножения (у водорослей и грибов). Но вернемся к более сложным растениям. Цветковые совершают различные движения, которые связаны с процессом роста. Они бывают двух видов – это тропизмы и настии.
Тропизмы
Тропизмами называют движения одностороннего типа, которые реагируют на какие-либо раздражающие факторы: свет, химические вещества, силу тяжести. Если разместить на подоконнике проростки зерен ячменя или овса, через какое-то время они все развернутся в сторону улицы. Такое движение растений к свету носит название фототропизма. Растения при этом лучше используют солнечную энергию.
У многих возникает вопрос: почему стебель тянется вверх, а корень растет вниз? Такие примеры движения растений называют геотропизмом. В этом случае стебель и корень по-разному реагируют на силу тяжести. Движение направлено в разные стороны. Стебель тянется вверх, в противоположную сторону от действия силы тяжести, – это отрицательный геотропизм. По-иному ведет себя корень, он растет по направлению движений силы тяжести – это положительный геотропизм. Все тропизмы подразделяются на положительные и отрицательные.
Например, в пыльцевом зерне прорастает пыльцевая трубка. На растении своего вида рост идет прямо и достигает семяпочки, это явление носит название положительный хемотропизм. Если пыльцевое зерно попало на цветок иного вида, то трубка при росте загибается, не растет прямо, такой процесс предотвращает оплодотворение яйцеклетки. Становится очевидным, что выделенные пестиком вещества на растениях своего вида вызывают хемотропизм положительный, на чужеродных видах – отрицательный.
Открытие Дарвина
Теперь понятно, что тропизмы играют большую роль в процессе движения растений. Первым изучать причины, которые вызывают тропизм, начал великий англичанин Чарльз Дарвин. Именно им было установлено, что раздражение воспринимается в точке роста, в то время как изгиб – ниже, в зонах растяжения клеток. Ученый предположил, что в точке роста возникает вещество, перетекающее в зону растяжения, там и происходит изгиб. Современники Дарвина не поняли и не восприняли эту его новаторскую мысль. Только в ХХ веке ученые опытным путем доказали правоту открытия. Оказалось, что в конусах нарастания (в стебле и корне) образуется некий гормон гетероауксин, иначе - бета-индолилуксусная органическая кислота. Освещение влияет на распределение этого вещества. На теневой стороне гетероауксина меньше, на солнечной – больше. Гормон ускоряет обмен веществ и поэтому теневая сторона стремится изогнуться в сторону освещения.
Настии
Познакомимся с другими особенностями движения растений, которые называются настии. Движения эти связаны с диффузными воздействиями окружающих условий. Настии, в свою очередь, могут быть положительными и отрицательными.
Соцветия одуванчика (корзинки) на ярком свете раскрываются, а в сумерках, при плохом освещении, – закрываются. Такой процесс называется фотонастией. У душистого табака все наоборот: цветы при уменьшении освещения начинают раскрываться. Здесь проявляется отрицательный вид фотонастии.
При снижении температуры воздуха цветки шафрана закрываются – это проявление термонастии. Настии в своей основе также имеют неравномерный рост. При сильном росте верхних сторон лепестков идет раскрытие, а если большей силой обладают нижние – закрытие цветка.
Сократительные движения
У некоторых видов движение частей растений происходит быстрее, чем ростовые. Например, у кислицы или стыдливой мимозы возникают сократительные движения.
Стыдливая мимоза произрастает в Индии. Она моментально складывает свои листья, если к ней прикоснуться. В наших лесах растет кислица, называют ее также заячья капуста. Еще в 1871 году профессор Баталин заметил удивительные свойства этого растения. Однажды, возвращаясь с лесной прогулки, ученый собрал букетик кислицы. При тряске по булыжной мостовой (он ехал на извозчике), листья растения сложились. Так профессор заинтересовался этим явлением и было открыто новое свойство: под воздействием раздражителей растение складывает листья.
Вечером листики кислицы также складываются, причем в пасмурную погоду это происходит раньше. При сильном солнечном свете происходит такая же реакция, но раскрытие листьев после этого восстанавливается примерно через 40-50 минут.
Механизм движения
Так каким же образом листья кислицы и стыдливой мимозы совершают сократительные движения? Этот механизм связан с сократительным белком, который приходит в действие при раздражении. При сокращении белков тратится энергия, вырабатываемая в процессе дыхания. Накапливается она в растении в виде АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). При раздражении АТФ разлагается, распадается связь с сократительными белками, высвобождается энергия, заключенная в АТФ. Вследствие этого процесса листья складываются. Только через определенное время АТФ снова образуется, связано это с процессом дыхания. И только тогда листья вновь могут раскрыться.
Мы выяснили, какие движения совершают растения (мимоза и кислица), отвечая на раздражающие факторы. Стоит заметить, что сокращение происходит не только при изменениях в окружающей среде, связано это и с внутренними факторами (процессом дыхания). Кислица складывает листья с наступлением темноты, но раскрывать их она начинает не с восходом солнца, а уже ночью, когда в клетках накапливается достаточное количество АТФ и восстанавливается связь с сократительными белками.
Особенности
Приведенное в примере движение растений имеет и свои особенности. Наблюдение за кислицей в природе принесло некоторые неожиданности. На поляне с массой растений этого вида, когда у всех растений листья раскрыты, попадались экземпляры с закрытыми листиками. Как оказалось, растения эти в это время цвели (хотя летом цветы имеют невзрачный вид). При цветении кислица тратит множество веществ для образования цветков, для раскрытия листьев у нее просто не хватает энергии.
Если сравнивать животных и растения, то стоит отметить, что на сократительные движения у них влияют одинаковые причины. Есть сходные реакции на раздражитель, при этом имеется скрытый период раздражения. У кислицы он составляет 0,1 с. У мимозы при длительном раздражении он составляет 0,14 с.
Реакция на прикосновение
Рассматривая движения растений, стоит отметить, что есть экземпляры, которые способны изменять напряжение тканей при прикосновении к ним. Всем известный бешеный огурец в зрелом состоянии при раздражении способен выплевывать семена наружу. Тургор внутренней ткани околоплодника неравномерно повышается при потере воды или при надавливании, и плод сразу раскрывается. Подобная картина возникает и при касании растения недотроги. Возможно, что в настиях в большей степени преобладают не ростовые, а сократительные движения, но это еще исследуют ученые.
Общая классификация движений растений
Движения растений учеными в целом классифицируется следующим образом:
- Движение цитоплазмы и органоидов – внутриклеточные движения.
- Локомоторные передвижения клеток с использованием специальных жгутиков.
- Рост на основе растяжения клеток роста - сюда включается удлинение корней, побегов, осевых органов, рост листьев.
- Рост корневых волосков, пыльцевых трубок, протонемы мхов, то есть верхушечный рост.
- Движения устьиц – тургорные оборотные движения.
Локомоторные движения и движения цитоплазмы присущи как растительным, так и животным клеткам. Остальные типы принадлежат исключительно растениям.
Движение животных
Основные движения растений мы рассмотрели. Как же движутся животные и в чем проявляются отличия этих процессов у животных и растений?
Любые виды животных имеют способность перемещения в пространстве, в отличие от растений. Во многом это зависит от среды обитания. Организмы способны передвигаться под землей, на поверхности, в воде, в воздухе и так далее. У многих способности к движению во многом схожи с человеческими. Все зависит от различных факторов: строения скелета, наличия конечностей, их формы и многого другого. Движение животных подразделяется на несколько типов, к основным относятся следующие:
- Амебное. Такое движение характерно для амеб - одноименных организмов. Тело таких организмов одноклеточное, оно перемещается при помощи ложноножек – специальных выростов.
- Простейшее. Аналогично амебному передвижению. Простейшие одноклеточные организмы перемещаются при помощи вращательных, колебательных, волнообразных движений вокруг собственного туловища.
- Реактивное. Такой тип движения также характеризует простейшие организмы. В этом случае движение вперед происходит благодаря выбросу особой слизи, который толкает организм.
- Мышечное. Самый совершенный тип движения, который свойственен всем многоклеточным. Сюда же включается и человек – высшее создание природы.
Чем отличается движение растений от движения животных
Каждое животное в своем движении преследует какую-то цель – это поиск пищи, смена места, защита от нападений, размножение и многое другое. Главное свойство любого перемещения – движение всего организма целиком. Иными словами, животное движется полностью всем телом. Это главный ответ на вопрос о том, чем отличаются движения растений от движений животных.
Подавляющее большинство растений ведет прикрепленное существования. Корневая система – необходимая для этого часть, расположена она неподвижно в конкретном месте. Если растение отделить от корня, оно просто погибнет. Самостоятельно передвигаться в пространстве растения не могут.
Многие растения способны совершать какие-либо сократительные движения, о чем рассказывалось выше. Они способны раскрывать лепестки, складывать при раздражении листья и даже ловить насекомых (мухоловка). Но все эти движения происходят в определенном месте, где произрастает данное растение.
Выводы
Движения растений во многом отличаются от движений животных, но все-таки они существуют. Рост растений - наглядное этому подтверждение. Основные отличия между ними следующие:
- Растение находится в одном месте, в большинстве случаев имеет корень. Любые виды животных способны передвигаться в пространстве самыми разными способами.
- В своих движениях животные всегда имеют определенную цель.
- Животное передвигается всем телом, целиком. Растение способно к движению отдельными своими частями.
Движение – это жизнь, всем известно это высказывание. Все живые организмы на нашей планете способны к движению, пусть оно даже и имеет какие-либо отличия.
