Εισαγωγή
ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ

Τα ανώτερα φυτά, καθηλωμένα με το ριζικό τους σύστημα στο έδαφος, δεν μπορούν να μετακινηθούν όπως οι ζωικοί οργανισμοί. Ωστόσο κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες (επίδραση εξωτερικών παραγόντων όπως η θερμοκρασία, το φως, η βαρύτητα, οι χημικές ουσίες κ.ά.) μπορούν να μεταβάλλουν τη θέση και τον προσανατολισμό κάποιων οργάνων τους. Οι μεταβολές αυτές αποτελούν προσαρμογές για την ευνοϊκότερη ανάπτυξή τους.

ΤΡΟΠΙΣΜΟΙ

Tροπισμοί χαρακτηρίζονται οι κινήσεις κατά τις οποίες η αύξηση των φυτού ή τμημάτων του φυτού γίνεται προς μία συγκεκριμένη κατεύθυνση που ορίζεται από το εξωτερικό ερέθισμα. Η αύξηση του φυτού μπορεί να προσανατολίζεται προς την πηγή προέλευσης του ερεθίσματος, θετικός τροπισμός ή προς την αντίθετη κατεύθυνση, αρνητικός τροπισμός.

Ανάλογα με το είδος του ερεθίσματος, διακρίνονται διαφορετικοί τύποι τροπισμού (φωτοτροπισμός, γεωτροπισμός, χημειοτροπισμός, υδροτροπισμός, απτοτροπισμός ή θιγμοτροπισμός) - εικ. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 και 8.


Εικόνα 1: Προσομοίωση φωτοτροπισμού στα φυτά



Εικόνα 2: Φωτοτροπισμός - Κινήσεις προσανατολισμού των φυτών ή τμημάτων τους που καθοδηγούνται από το φως. Τα κολεόπτιλα της βρώμης (Avena sativa) εμφανίζουν θετικό φωτοτροπισμό όταν εκτεθούν σε φως που προσπίπτει μονόπλευρα. Η κάμψη του κολεόπτιλου προς το φως είναι το αποτέλεσμα της κυτταρικής επιμήκυνσης της σκιαζόμενης πλευράς.



Εικόνα 3: Φωτοτροπισμός στα φύλλα του λούπινου (Lupinus arizonicus). Τα φύλλα "παρακολουθούν" την κίνηση του ήλιου κατά τη διάρκεια της ημέρας. Το πρωί (1) τα φύλλα στρέφονται προς την ανατολή (Α). Καθώς ο ήλιος μετακινείται από την ανατολή προς τη δύση (Δ), τα φύλλα "παρακολουθούν" την πορεία του (2, 3).


Εικόνα 4: Προσομοίωση γεωτροπισμού στα φυτά


Εικόνα 5: Γεωτροπισμός. Απεικονίζεται η επίδραση της βαρύτητας στην ανάπτυξη των φυτών. Οι ρίζες στρέφονται προς τα κάτω ενώ ο βλαστός προς τα πάνω. Το κύριο πλεονέκτημα του γεωτροπισμού είναι ότι ο βλαστός αναπτύσσεται προς το φως ενώ οι ρίζες μέσα στο έδαφος, ανεξάρτητα από το ποια είναι η θέση του σπέρματος στο έδαφος κατά τη φύτρωσή του.


Εικόνα 6: Προσομοίωση υδροτροπισμού στα φυτά


Εικόνα 7: Υδροτροπισμός. Απεικονίζεται η τάση που εκδηλώνουν οι ρίζες των φυτών να στρέφονται στα σημεία όπου υπάρχει διαθέσιμο νερό.


Εικόνα 8:
Απτοτροπισμός ή θιγμοτροπισμός - Κινήσεις που εκδηλώνουν κάποια φυτικά όργανα, όπως οι έλικες, όταν έρθουν σε επαφή με κάποιο σώμα. Οι έλικες (μεταμορφωμένα φύλλα) τυλίγονται γύρω από ένα αντικείμενο σχηματίζοντας μία ή περισσότερες σπείρες. Η περιέλιξή τουε είναι το αποτέλεσμα της συστολής της επιφάνειας της έλικας που έρχεται σε επαφή με το αντικείμενο και της επιμήκυνσης της αντίθετης πλευράς.
(Α) Pisum sativum, (B) Cucurbita pepo (Γ) Clematis columbiana

ΝAΣΤΙΕΣ

Ναστίες ονομάζονται οι κινήσεις των φυτών που οφείλονται στην επίδραση εξωτερικών παραγόντων (π.χ. μεταβολή της θερμοκρασίας ή της έντασης του φωτός) και συμβαίνουν πάντα κατά τον ίδιο τρόπο και την ίδια διεύθυνση, ανεξάρτητα από το είδος του ερεθίσματος και την κατεύθυνσή του.

Ανάλογα με το είδος του ερεθίσματος διακρίνονται διάφορες ναστίες (θερμοναστία, φωτοναστία, νυκτοναστία, σεισμοναστία κ.ά.) - εικ. 9, 10, 11.


Εικόνα 9: Νυκτοναστικές ή υπνοναστικές κινήσεις. Α. ημερήσια θέση και Β. νυχτερινή θέση φύλλων.

 


Εικόνα 10:
Το γένος Mimosa (οικογένεια Leguminosae, υποοικογένεια Mimosoideae) περιλαμβάνει περίπου 400 είδη (δέντρα, θάμνους ή πόες) ιθαγενή κυρίως της τροπικής και υποτροπικής Αμερικής. Κάποια είδη του γένους έρπουν ή αναρριχώνται και συχνά φέρουν αγκάθια. Τα φύλλα τους είναι συνήθως σύνθετα, διπτεροειδή (το έλασμα διαμερισματοποιείται σε 2-14 μέρη, καθένα από τα οποία αποτελείται από 4-14 φυλλάρια). Σε μερικά είδη τα φύλλα είναι ατελώς ανεπτυγμένα και σχηματίζουν φυλλώδια.

Αν ο βλαστός του Mimosa pudica (Μιμόζα η ντροπαλή, "Μη μου άπτου") χτυπηθεί ή τιναχθεί ελαφρά, τα φυλλάρια διπλώνουν, τα φύλλα πλησιάζουν το ένα το άλλο και οι μίσχοι τους χαμηλώνουν. Η κίνηση που περιγράφεται αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα σεισμοναστίας και μετά από 15-20 λεπτά τα φύλλα επανέρχονται στην αρχική τους θέση. Η ίδια αντίδραση παρατηρείται και μετά από ένα μηχανικό ή ηλεκτρικό ερέθισμα, κάψιμο ή μείωση της έντασης του φωτός όταν βραδιάζει (υπνοναστία).



Εικόνα 11: Με σεισμοναστική κίνηση το είδος Dionaea muscipula αιχμαλωτίζει τα έντομα που επισκέπτονται τα φύλλα του.

ΗΜΕΡΗΣΙΟΙ ΡΥΘΜΟΙ

Τα φύλλα ορισμένων φυτικών ειδών (π.χ. ακακία, τριφύλλι, φασολιά) πραγματοποιούν περιοδικές κινήσεις κατά τη διάρκεια της μέρας, σε συντονισμό με τη φυσική εναλλαγή του φωτός με το σκοτάδι. Στις φωτεινές ώρες της ημέρας, τα ελάσματα των φύλλων στρέφονται προς το φως, ενώ όταν βραδιάζει "διπλώνουν" (εικ. 12). Οι παραπάνω επαναλαμβανόμενες καθημερινά κινήσεις αναφέρονται ως ημερήσιοι ρυθμοί.



Εικόνα 12: Η καθημερινά επαναλαμβανόμενη κίνηση των φύλλων στη διάρκεια του εικοσιτετράωρου μπορεί να καταγραφεί και πραγματοποιείται ακόμα και αν το φυτό βρεθεί σε συνθήκες συνεχούς φωτισμού. Στη γραφική παράσταση απεικονίζεται η καταγραφή της ρυθμικής αυτής κίνησης σε ένα περιστρεφόμενο τύμπανο στη διάρκεια πέντε ημερών.


Εικόνες:

- προσομοίωση φωτοτροπισμού: virtualastronaut.jsc.nasa.gov
- φωτοτροπισμός (Avena sativa): www.uta.edu/.../classnotes/ 1442/Chapter_39.htm - Προσαρμογή από το Κ.Π.Ε. Καστοριάς

- φωτοτροπισμός (Lupinus arizonicus): Καράταγλης Στ., 1992, "ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ", σελ. 263
- προσoμοίωση γεωτροπισμού: virtualastronaut.jsc.nasa.gov
- γεωτροπισμός: www.macleans.school.nz & Leftwitwich R.,, "THE BIOLOGY SERIES: PLANTS - ANGIOSPERMS", διαφάνεια 12
- προσoμοίωση υδροτροπισμού: virtualastronaut.jsc.nasa.gov
- υδροτροπισμός: www.macleans.school.nz & Leftwitwich R.,, "THE BIOLOGY SERIES: PLANTS - ANGIOSPERMS", διαφάνεια 12
- Pisum sativum: caliban.mpiz-koeln.mpg.de/ ~stueber/thome/band...

- Cucurbita pepo: www.fuerstenhaus.li/ t_37.0.html?&lang=en
- Clematis columbiana: www.nps.gov/plants/ cw/watercolor/img/clco2-a.jpg
- νυκτοναστικές ή υπνοναστικές κινήσεις: Καράταγλης Στ., 1992, "ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ", σελ. 281
- Mimosa pudica: www.lyghtforce.com/.../ text/mueller2.htm & Καράταγλης Στ, 1992, "ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ", σελ. 274 & Lazier Ch., 1995, "Η ΦΥΣΗ - ΑΣΥΝΗΘΙΣΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ", σελ. 122
- Dionaea muscipula: www.swsbm.com/.../Walcott/ Dionaea_muscipula.jpg
- ημερήσια κίνηση φύλλων: Καράταγλης Στ, 1992, "ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ", σελ. 282