Почему растения растут вверх против силы тяжести?

Как растения узнают, где верх, а где низ? Независимо от того, каким образом вы посадите семя в почву, оно всегда посылает свои корни вниз, а побеги вверх. (Если вы не находитесь в космосе — мы вернемся к этому позже.)

Ответ кроется в тропизме: движении в ответ на внешний раздражитель. Это довольно удивительно, учитывая, что в традиционном понимании растения не могут двигаться. В частности, растения подвержены геотропизму, фототропизму и гидротропизму. Другими словами, растения движутся навстречу гравитации, свету и соответственно воде. Но это не происходит просто так. За это отвечают статолиты и гормон ауксин.

Почему стебель любого растения обычно растет вверх, а корень вниз?

Растения растут вверх, пытаясь достичь источника света, чтобы начать фотосинтез.

Однако, даже будучи семенем в полной темноте, они все равно растут вверх, потому что у растений есть структуры, называемые статолитами. Статолиты плотно расположены в цитоплазме растения, структуры тонут под действием силы тяжести, что позволяет растениям знать, в каком направлении действует сила тяжести. Каждая часть растения по-разному реагирует на гравитацию, геотропизм (гео – земля, тропос – направление), корни растут вниз (положительный геотропизм), а побеги растут вверх (отрицательный геотропизм) в поисках света.

Когда побеги вырастают из почвы, растение меняет свою реакцию и использует интенсивность света, а не силу тяжести, чтобы определить, куда идти. Это явление называется фототропизм.

А что же происходит, когда тяжесть отсутствует?

Стебельки хаотично тянутся в разные стороны и не находя нужного направления, спустя две-три недели погибают. Такое явление можно наблюдать и на земле, при выращивании растений на специальном приборе – клиностате.

клиностат
Клиностат

Устройство клиностата таково: горизонтально установленная ось при помощи часового механизма приводится в очень медленное (один оборот в 15-20 минут), но непрерывное вращательное движение. Растение вращается вместе с осью и вместе с тем свободно растет. При вращении оси растение одной и той же стороной попеременно поворачивается то вверх, то вниз; растение продолжает расти в том направлении, в каком было прикреплено к оси клиностата. Так устраняется действие силы тяжести на направление роста. Эта установка не создает невесомости, но дает подобный ей эффект.

Если вращение клиностата прекращается на значительный период времени, то можно наблюдать, как кончик ствола изгибается и растет вверх, что доказывает, что кончик ствола имеет отрицательный геотропизм.

В условиях невесомости (где устранено одностороннее действие силы тяжести), растения не могут осуществить весь цикл своего развития и погибают.