Heliotropismus

Gänseblümchen (Bellis Perennis) Zeigen Sie die Sonne nach dem Öffnen am Morgen und folgen der Sonne durch den Tag

Heliotropismus, eine Form von Tropismus, ist die tägliche oder saisonale Bewegung von Pflanzenteilen (Blumen oder Blättern) als Reaktion auf die Richtung der Sonne.

Die Gewohnheit einiger Pflanzen, sich in Richtung der Sonne zu bewegen, eine Form des Tropismus, war bereits von den alten Griechen bekannt. Sie nannten nach diesem Grundstück eine dieser Pflanzen Heliotropium, bedeutet "Sonne drehen". Die Griechen nahmen an, dass es sich um einen passiven Effekt handelte, vermutlich der Flüssigkeitsverlust auf der beleuchteten Seite, der keine weitere Untersuchung benötigte.[1] Die Logik von Aristoteles, dass Pflanzen passiv sind und unbewegliche Organismen herrschte. Im 19. Jahrhundert stellten Botaniker jedoch fest, dass Wachstumsprozesse in der Anlage beteiligt waren, und führten zunehmend eingehendere Experimente durch. A. P. de Candolle nannte dieses Phänomen in irgendein Pflanze Heliotropismus (1832).[2] Es wurde umbenannt Phototropismus 1892, weil es eher auf Licht als auf die Sonne reagiert, und weil der Phototropismus von Algen in Laborstudien zu dieser Zeit stark von der Helligkeit abhing (positiver Phototrop für schwaches Licht und negativer Phototrop für helles Licht wie Sonnenlicht) .[3][4] Ein Botaniker, der dieses Thema im Labor, auf zellulärer und subzellulärer Ebene oder künstliches Licht untersucht, verwendet eher das abstraktere Wort Phototropismus, ein Begriff, der sowohl künstliches Licht als auch natürlich umfasst Sonnenlicht. Der französische Wissenschaftler Jean-Jacques d'ORTOUS DE MAIRAN war einer der ersten, der den Heliotropismus studierte, als er mit dem experimentierte Mimosa Pudica Pflanze. Das Phänomen wurde von untersucht Charles Darwin und in seinem vorletzten Buch von 1880 veröffentlicht Die Kraft der Bewegung in Pflanzen , eine Arbeit, die andere Reize für pflanzliche Bewegung wie Schwerkraft, Feuchtigkeit und Berührung umfasste.

Blumenheliotropismus

Heliotrope Blumen verfolgen die Bewegung der Sonne über den Himmel von Ost nach West. Gänseblümchen oder Bellis Perennis Schließen Sie ihre Blütenblätter nachts, aber im Morgenlicht offen und folgen Sie dann der Sonne im Verlauf des Tages. Während der Nacht können die Blumen eine zufällige Ausrichtung annehmen, während sie sich im Morgengrauen wieder nach Osten wenden, wo die Sonne aufgeht. Die Bewegung wird von Motorzellen in einem flexiblen Segment direkt unterhalb der Blume durchgeführt, die als a genannt werden Pulvinus. Die Motorzellen sind auf das Pumpen spezialisiert Kalium Ionen in nahe gelegene Gewebe, wechseln Sie ihre Druckdruck. Das Segment bewegt sich, weil die Motorzellen auf der Schattenseite aufgrund a Turgor steigen. Dies wird als Turgor-vermittelter Heliotropismus angesehen. Für Pflanzenorgane, denen Pulvini fehlt, kann der Heliotropismus durch irreversible Zellausdehnung auftreten, die bestimmte Wachstumsmuster erzeugt. Diese Form des Heliotropismus gilt als wachstumsverhindert.[5] Heliotropismus ist eine Reaktion auf Licht der Sonne.

Erklärungen

Für das Auftreten von Heliotropismus in Blumen wurden mehrere Hypothesen vorgeschlagen:

  • Die Hypothese der Bestäuber -Anziehung ist der Ansicht, dass die mit vollständige Wärme verbunden ist Absolation der Blume ist eine direkte Belohnung für Bestäuber.[6]
  • Die Wachstumsförderungshypothese geht davon aus Absorption von Sonnenenergie und der daraus resultierende Temperaturanstieg hat einen günstigen Einfluss auf Pollenkeimung, Wachstum der Pollenröhrchen und Saatgutproduktion.[7]
  • Die Kühlhypothese, die Blumen in heißen Klimazonen angemessen ist, geht davon aus, dass die Position der Blüten angepasst wird, um eine Überhitzung zu vermeiden.[8]

Im Allgemeinen könnte Blumenheliotropismus den Fortpflanzungserfolg durch Erhöhen erhöhen Bestäubung, Düngung Erfolg und/oder Samenentwicklung,[9] Besonders in den Frühlingsblumen.

Einige Solarverfolgungsanlagen sind nicht rein heliotropisch: In diesen Pflanzen ist die Änderung der Orientierung eine angeborene zirkadiane Bewegung, die durch Licht ausgelöst wird, die für einen oder mehrere Perioden fortgesetzt wird, wenn der Lichtzyklus unterbrochen wird.

Tropisch convolvulaceous Blumen zeigen eine bevorzugte Orientierung, die in die allgemeine Richtung der Sonne zeigt, aber nicht genau die Sonne verfolgt. Sie zeigten nein tagend Heliotropismus, aber stark saisonal Heliotropismus. Wenn die Sonnenverfolgung genau ist, würden die Sonnenstrahlen immer in das eintreten Corolla -Röhre und erwärmen die Gynocium, ein Prozess, der in a gefährlich sein könnte tropisches Klima. Durch die Übernahme eines bestimmten Winkels vom Sonnenwinkel wird dies jedoch verhindert. Die Trompetenform dieser Blüten wirkt somit als Sonnenschirm Schattieren des Gynäkiums in Zeiten von Maximum Sonnenstrahlungund nicht zuzulassen, dass die Strahlen auf die beeinträchtigen Gynocium.[10]

Sonnenblumen in voller Blüte sind nicht heliotropisch, daher folgen sie nicht der Sonne. Die Blumenköpfe sehen den ganzen Tag nach Osten, also sind sie am Nachmittag von der Sonne zurück.

Im Falle des Sonnenblumen, eine gemeinsame Missverständnis Ist diese Sonnenblumenköpfe die Sonne während des gesamten Lebenszyklus über den Himmel. Die einheitliche Ausrichtung der Blumen resultiert aus dem Heliotropismus in einer früheren Entwicklungsphase, die Knospe Bühne vor dem Auftreten von Blumenköpfen. Die apikale Knospe der Pflanze wird die Sonne tagsüber von Ost nach West verfolgen und über Nacht über Nacht schnell nach Westen nach Osten bewegen.[11] Die Knospen sind bis zum Ende der Knospenbühne heliotrop und stehen schließlich nach Osten. Phototrope Biegen kann in den Hypokotylen von Jugend -Sonnenblumensamen katalysiert werden, während die heliotrope Biegung in der Sprossspitze erst in den späteren Entwicklungsstadien der Pflanze auftritt, was einen Unterschied zwischen diesen beiden Prozessen zeigt.[11] Die Blume der Sonnenblume bewahrt die endgültige Ausrichtung der Knospe und hält so die reife Blume nach Osten.

Blatt Heliotropismus

Blattheliotropismus ist das Solarverfolgungsverhalten von Pflanzenblättern. Einige Pflanzenarten haben Blätter, die sich am Morgen senkrecht an den Sonnenstrahlen orientieren (Diaheliotropismus) und andere haben diejenigen, die sich am Mittag parallel zu diesen Strahlen orientieren (Paraheliotropismus).[12] Der florale Heliotropismus wird nicht unbedingt von denselben Pflanzen ausgestellt, die Blattheliotropismus aufweisen.

Verweise

  1. ^ Whippo, Craig W. (2006). "Phototropismus: Biegung in Richtung Erleuchtung". Die Pflanzenzelle. 18 (5): 1110–1119. doi:10.1105/tpc.105.039669. PMC 1456868. PMID 16670442.
  2. ^ Hart, J.W. (1990). Pflanzen Tropismen und andere Wachstumsbewegungen. Springer. p. 36. ISBN 9780412530807. Abgerufen 2012-08-08.
  3. ^ "Phototropismus und Photomorphogenese von Vaucheria".
  4. ^ Donat-Peter Häder; Michael Lebert (2001). Fotomovement. Elsevier. p. 676. ISBN 9780080538860. Abgerufen 2012-08-08.
  5. ^ Vandenbrink, Joshua P.; Brown, Evan A.; Harmer, Stacey L.; Blackman, Benjamin K. (Juli 2014). "Köpfe drehen: Die Biologie der Sonnenverfolgung in Sonnenblume". Pflanzenwissenschaft. 224: 20–26. doi:10.1016/j.Plantsci.2014.04.006. ISSN 0168-9452. PMID 24908502.
  6. ^ Hocking b.; Sharplin D. (1965). "Blütenkrankungen durch arktische Insekten". Natur. 206 (4980): 206–215. doi:10.1038/206215b0. S2CID 4209695.
  7. ^ Kevan, P.G. (1975). "Sonne-Tracking-Solaröfen in hohen arktischen Blüten: Bedeutung für Bestäubung und Insekten". Wissenschaft. 189 (4204): 723–726. doi:10.1126/science.189.4204.723. PMID 17792542. S2CID 20984125.
  8. ^ Lang A.R.G.; Begg J.E. (1979). "Bewegungen von Helianthus Annuus Blätter und Köpfe". J Appl Ecol. 16 (1): 299–305. doi:10.2307/2402749. JStor 2402749.
  9. ^ Kudo, G. (1995). "Ökologische Bedeutung des Blumenheliotropismus im Frühjahr kurzlebig Adonis Ramosa (Ranunculaceae)". Oikos. 72 (1): 14–20. doi:10.2307/3546032. JStor 3546032.
  10. ^ Patiño, S.; Jeffree, C.; Grace, J. (2002). "Die ökologische Rolle der Orientierung in tropischen Konvolvulaceous -Blüten" (PDF). Oecologia. 130 (3): 373–379. doi:10.1007/s00442-001-0824-1. PMID 28547043. S2CID 512722.
  11. ^ a b Vandenbrink, Joshua P.; Brown, Evan A.; Harmer, Stacey L.; Blackman, Benjamin K. (2014). "Köpfe drehen: Die Biologie der Sonnenverfolgung in Sonnenblume". Pflanzenwissenschaft. 224: 20–26. doi:10.1016/j.Plantsci.2014.04.006. PMID 24908502.
  12. ^ Häder, D.-P.; Lebert, M. (19. Juni 2001). Fotomovement. Elsevier. ISBN 9780080538860 - über Google Books.

Externe Links