Ce este fototropismul?

Ai așezat planta preferată pe un pervaz însorit. În curând, observați planta care se apleacă spre fereastră, în loc să crească drept în sus. Ce face în lume această plantă și de ce face asta?

Fenomenul la care asistați se numește fototropism. Pentru un indiciu despre ce înseamnă acest cuvânt, rețineți că prefixul „fotografie” înseamnă „lumină”, iar sufixul „tropism” înseamnă „cotitură”. Deci, fototropismul este atunci când plantele se îndreaptă sau se apleacă spre lumină.

Plantele au nevoie de lumină pentru a stimula producția de energie; acest proces este numit fotosinteză. Lumina generată de soare sau din alte surse este necesară, împreună cu apa și dioxidul de carbon, pentru a produce zaharuri pentru ca planta să poată folosi energia. Oxigen este, de asemenea, produs și multe forme de viață necesită acest lucru pentru respirație.

Fototropismul este probabil un mecanism de supraviețuire adoptat de plante, astfel încât acestea să poată obține cât mai multă lumină. Când frunzele plantei se deschid spre lumină, poate avea loc mai multă fotosinteză, permițând crearea mai multor energii.

Opiniile timpurii despre cauza fototropismului au variat în rândul oamenilor de știință. Theophrastus (371 B.C.-287 B.C.) credea că fototropismul a fost cauzat de îndepărtarea lichidului din partea iluminată a tulpinii plantei și Francis Bacon (1561-1626) au postat mai târziu că fototropismul se datora ofilirea. Robert Sharrock (1630-1684) credea că plantele curbate ca răspuns la „aerul curat” și John Ray (1628-1705) au crezut că plantele se apleacă spre temperaturi mai reci, mai aproape de fereastră.

A fost până la capăt Charles Darwin (1809-1882) pentru efectuarea primelor experimente relevante privind fototropismul. El a emis ipoteza că o substanță produsă în vârf a indus curbura plantei. Folosind plantele de testare, Darwin a experimentat acoperind vârfurile unor plante și lăsând altele neacoperite. Plantele cu vârfuri acoperite nu s-au aplecat spre lumină. Când a acoperit o parte inferioară a tulpinilor plantei, dar a lăsat vârfurile expuse luminii, acele plante s-au mutat spre lumină.

Darwin nu știa care este „substanța” produsă în vârf sau cum a determinat îndoirea tulpinii plantei. In orice caz, Nikolai Cholodny și Frits Went a constatat în 1926 că atunci când nivelurile ridicate ale acestei substanțe s-au mutat pe partea umbrită a unei tulpini a plantei, acea tulpină s-ar îndoi și se va curba astfel încât vârful să se deplaseze spre lumină. Compoziția chimică exactă a substanței, care s-a dovedit a fi primul hormon vegetal identificat, nu a fost elucidată decât până în prezent Kenneth Thimann (1904-1977) l-au izolat și identificat ca acid indol-3-acetic, sau auxină.

Gândirea actuală asupra mecanismului din spatele fototropismului este următoarea.

Lumina, la o lungime de undă de aproximativ 450 de nanometri (albastru / violet), luminează o plantă. O proteină numită fotoreceptor captează lumina, reacționează la ea și declanșează un răspuns. Grupul de proteine ​​fotoreceptoare cu lumină albastră responsabile de fototrofism sunt numite phototropins. Nu este clar exact modul în care fototropinele semnalează mișcarea auxinei, dar se știe că auxina se deplasează spre partea mai întunecată și umbrită a tulpinii ca răspuns la expunerea la lumină. Auxina stimulează eliberarea ionilor de hidrogen în celule din partea umbrită a tulpinii, ceea ce determină scăderea pH-ului celulelor. Scăderea pH-ului activează enzimele (numite expansine), care determină umflarea celulelor și duc tulpina să se aplece spre lumină.

• Dacă aveți o plantă cu fototropism într-o fereastră, încercați să întoarceți planta în direcția opusă, astfel încât planta să se îndoaie de lumină. Durează doar opt ore până când planta se întoarce spre lumină.
• Unele plante cresc departe de lumină, fenomen numit fototropism negativ. (De fapt, rădăcinile plantelor experimentează acest lucru; rădăcinile cu siguranță nu cresc spre lumină. Un alt cuvânt pentru ceea ce se confruntă este gravitropismul care se îndreaptă spre o atracție gravitațională.)
• Fotonastia ar putea suna ca o imagine cu ceva zdruncinat, dar nu este. Este asemănător fototropismului, deoarece implică mișcarea unei plante datorită stimulului ușor, dar în fotonastie, mișcarea nu este spre stimulul luminii, ci într-o direcție predeterminată. Mișcarea este determinată de planta însăși, nu de lumină. Un exemplu de fotonastie este deschiderea și închiderea frunzelor sau a florilor, datorită prezenței sau absenței luminii.