Strona główna

Mądrość kwiatów

Numer 1/2018
Światło zmienia dystrybucję hormonów stymulujących wzrost – auksyn – powodując wyginanie się (fototropizm) siewek traw. Światło zmienia dystrybucję hormonów stymulujących wzrost – auksyn – powodując wyginanie się (fototropizm) siewek traw. Designua / Shutterstock
Rośliny wydają się całkowicie bierne i przez to być może niezbyt interesujące. Ale to tylko złudzenie, one bacznie obserwują swoje otoczenie.
Infografika Zuzanna Sandomierska-Moroz
Infografika Zuzanna Sandomierska-Moroz

Doświadczenie 1

Potrzebne będą doniczki z kwitnącymi krokusami lub tulipanami o pojedynczym zestawie płatków. Doświadczenie najlepiej przeprowadzić w słoneczny, ale chłodny (temp. 10–15°C) wiosenny dzień. Rośliny trzymaj całą noc w temperaturze pokojowej, w domu. Rankiem zrób zdjęcie kwiatów, a linijką zmierz rozwarcie płatków. Wyniki zapisz, a następnie wystaw rośliny na zewnątrz na 3–4 godz. Po tym czasie zrób zdjęcie roślin ustawionych dokładnie w takim samym położeniu jak rankiem. Linijką zmierz rozwarcie kwiatów. Następnie przenieś rośliny do domu, odczekaj kolejną godzinę do dwóch i ponownie oceń wygląd kwiatów.

Wyjaśnienie: Zmiany temperatury stymulują nierównomierny wzrost płatków. Jeśli temperatura rośnie, szybciej rośnie wewnętrzna strona płatka, a kwiat się otwiera. Jeśli temperatura się obniża, to szybciej rośnie strona zewnętrzna płatków, co prowadzi do ich stulenia. Oznacza to, że po każdej reakcji kwiat staje się coraz większy. Jednak w niższej temperaturze procesy biologiczne zwalniają i kwiaty zamykają się dłużej, a zatem w temp. poniżej 10°C może być ciężko stwierdzić, czy 3-godzinna zmiana temperatury wywołuje znaczącą różnicę. Dlatego warto przyjrzeć się zdjęciom. Natomiast reakcja w temperaturze pokojowej jest bardzo dobrze widoczna. Co więcej, powtarzając kilkukrotnie zabieg schładzania i ogrzewania kwiatów, można doprowadzić do niespotykanie szerokiego rozwarcia płatków tulipanów. W istocie w zainicjowaniu termonastii liczy się nawet nie sama temperatura, lecz jedynie fakt jej zmiany. Zamykanie kwiatów może więc spowodować spadek temperatury np. z 23°C do 19°C.

Uwaga! Do doświadczenia nadają się wyłącznie zdrowe egzemplarze, doświadczenie trudno przeprowadzić na egzemplarzach ciętych tulipanów. Na temperaturę reagują tylko w pełni rozwinięte (dojrzałe) kwiaty, które otworzyły się przynajmniej raz.

Doświadczenie 2

Do doświadczenia można wykorzystać sznur lampek choinkowych (koniecznie diod) lub dwa oświetlacze – z czerwoną i niebieską diodą – podłączone (przylutowane lub zabezpieczone taśmą izolacyjną) do baterii miedzianymi drutami. Dno dwóch pojemników na mocz wyściel zwilżonymi papierowymi ręcznikami i gęsto posiej rzeżuchę. Umieść pojemniki na parapecie i pamiętaj, żeby utrzymywać podłoże stale wilgotne. Mniej więcej po tygodniu, gdy siewki będą duże, przyklej czerwoną diodę do wewnętrznej ścianki pojemnika. W drugim pojemniku zamontuj niebieską diodę. Szczytowa część diody świeci najintensywniej i to właśnie ona powinna być skierowana ku roślinie. Jeśli przykleisz diodę odwrotnie, natężenie światła może być zbyt niskie, aby zaobserwować przekonującą zmianę. Zawiń pudełka jak najszczelniej w folię aluminiową i zostaw włączone diody na całą noc. Rankiem obejrzyj rośliny.

Wyjaśnienie: Fototropizm jest reakcją uzależnioną od receptorów światła niebieskiego i UVA – fototropin. Dlatego siewki wyginają się w stronę niebieskiej diody. Światło czerwone nie wywołuje takiego efektu. Może się jednak zdarzyć, że światło czerwone zawiera niewielką domieszkę światła niebieskiego – tak jak w przypadku zwykłych lampek choinkowych. Wtedy będzie się wydawać, że światło czerwone także stymuluje wyginanie się roślin.

Doświadczenie 3

Dno dwóch pojemników na mocz wyściel zwilżonymi papierowymi ręcznikami (lub watą) i gęsto posiej nasiona cebuli. Odczekaj około 20 min i zamknij oba pojemniki, a jeden z nich owiń bardzo szczelnie trzema warstwami folii aluminiowej. Odłóż obie hodowle w jasne miejsce na 5 dni. Po upływie tego czasu policz wszystkie kiełki i nasiona, a następnie porównaj, jaki procent nasion wykiełkował w obu pojemnikach. Uwaga: Jeśli w hodowlach pojawiła się pleśń, nie otwieraj pojemników, tylko wyrzuć je i powtórz doświadczenie.

Wyjaśnienie: Nasiona także są wrażliwe na światło, ale ich reakcje mogą być bardzo zróżnicowane. W przypadku niektórych gatunków światło nie ma wpływu na kiełkowanie nasion i wtedy określa się je jako niefotoblastyczne. Co ciekawe, bardzo wiele spośród takich roślin to gatunki uprawiane przez człowieka. Ale większość gatunków, w tym chwasty, jest fotoblastyczna pozytywnie, tzn. światło stymuluje ich kiełkowanie. Niektóre, jak cebula czy por, mogą być fotoblastyczne negatywnie – w tym przypadku światło hamuje ich kiełkowanie. W ciemności może wykiełkować nawet dwa razy więcej nasion! Adaptacja ta ogranicza kiełkowanie jesienią, a także stwarza lepsze warunki do rozwoju cebul, które powinny być zagrzebane w glebie. Kiełkowanie nasion jest kontrolowane przez grupę receptorów światła zwanych fitochromami. Czasami na fotoblastyczność mogą mieć wpływ inne czynniki, jak temperatura. Na przykład nasiona sałaty mogą być fotoblastyczne powyżej ok. 20°C.

dr hab. Renata Szymańska
Katedra Fizyki Medycznej i Biofizyki AGH

mgr Paweł Jedynak
Zakład Fizjologii i Biochemii Roślin WBBiB UJ

***

Zestaw przyrządów i materiałów

pojemniki na mocz, wata, taśma klejąca, taśma izolacyjna, papierowy ręcznik, nasiona cebuli, nasiona rzeżuchy, lampki choinkowe (LED), folia aluminiowa, kwiaty doniczkowe (krokusy, tulipany)

Niewliczone w cenę: aparat fotograficzny

Koszt: 50 zł

***

Wiedza w pigułce

Zdaniem niektórych naukowców rośliny mogą nawet rozpoznać kolor naszych koszul. Bez informacji o otaczającym środowisku trudno by im było przetrwać w świecie bezlitosnych praw natury. Każdy liść naszpikowany jest drobnymi sensorami – białkami, które są receptorami światła, temperatury czy nacisku. Dzięki nim rośliny wyczuwają podmuchy wiatru i wzmacniają swoje tkanki, co dla rolników paradoksalnie może oznaczać straty plonów. Z ich punktu widzenia lepiej by było, gdyby roślina, zamiast usztywniać łodygę, inwestowała np. w produkcję większej liczby nasion.

Choć rośliny nie przepadają za dotykiem, to uwielbiają światło i wyginają się w jego stronę, a taki ruch określa się mianem fototropizmu dodatniego (fototropizm ujemny to wzrost w przeciwną stronę). Tym uwielbieniem światła zachwycał się już Karol Darwin, lecz musiało minąć ponad 100 lat, zanim rozszyfrowano naturę tego procesu. Dopiero kilkanaście lat temu zidentyfikowano tajemniczy receptor światła, trafnie nazwany przez odkrywców fototropiną. Receptor ten reaguje na światło niebieskie oraz UVA, a tymczasem wiele reakcji w tkankach roślinnych wyzwalanych jest także przez inne barwy światła oraz promieniowanie UVB. Jak łatwo się domyślić, oznacza to istnienie także innych fotoreceptorów. Dotychczas zidentyfikowano aż cztery typy takich białek, a każde z nich pełni trochę odmienną funkcję – regulują czas kwitnienia, kiełkowanie lub sprawiają, że roślina unika zacienionych miejsc. Rośliny wyczuwają także zmiany temperatury, a najbardziej rozpoznawalnym przykładem tzw. termonastii jest otwieranie się i zamykanie kwiatów krokusów i tulipanów. Wahania temperatury gleby stymulują także cebulki roślin do wypuszczania liści wczesną wiosną.

***

Uwaga!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody powstałe wskutek doświadczeń.

01.01.2018 Numer 1/2018

Czytaj także

Reklama
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną