Soru:
Ağaçlar her yönde eşit şekilde büyümeyi nasıl başarır?
Amu
2012-04-18 18:57:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bu soru aklıma geldiğinde, bu güzel büyük ağaçların olduğu bir yolda yürüyordum.

Çok kalın dalları olan büyük ağaçlar her yöne eşit olarak büyümelidir, aksi takdirde devrilirler. Bu tek tip büyümeyi sağlamak için bir çeşit mekanizma var mı? Yoksa güneş ışığının her yönden eşit olarak bulunmasından kaynaklanan mutlu bir tesadüf mü? Bir ağacın bir dalı birçok alt dal nedeniyle çok ağırlaşırsa, bu bir şekilde ağacın karşı tarafında büyümeyi tetikler mi?

Evlerdeki saksı bitkilerinin güneş ışığına doğru büyüme eğiliminde olduğunu gördüm. Annem bitkilerin herhangi bir yönde eğilmemesini sağlamak için saksıları sık sık 180 derece döndürür. Bunun, güneş ışığının fotosentez oranını artırması ve meristemin hızlı büyümesine yol açması olduğunu varsayıyorum. Açık alanlarda büyüyen ağaçlar için bu sorun olmaz. Ancak, güneş ışığını alabilecekleri tek yön bu olsa da, binaların gölgesinde binalardan uzaklaşmadan büyüyen birçok büyük ağaç var. Bunun herhangi bir açıklaması var mı?

Burada iç içe geçmiş birçok soru var - ağaç büyümesi ve düzenlenmesi, reaksiyon odunu, heliotropizm - odaklanmak iyi olabilir.
Tropikal bitkimin duvara karşı gittikçe daha fazla eğildiği için barınağın tam kenarında dengede durduğunu gözlemlediğimde aynı soruyu soruyordum. Sihir yok, bir gün sadece düştü.
Dört yanıtlar:
Rik Smith-Unna
2012-06-16 04:32:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Resmin bir bölümünü oluşturan başka bazı iyi yanıtlar da var, ancak bence gözden kaçan temel bir düzenleme ilkesi var. Konrad cevabında buna değindi.

Ağaçların ve çoğu bitkinin her yönde eşit büyüme eğiliminde olmasının nedeni, geri bildirimde kontrol edilen yinelemeli olarak dallanma ve radyal simetri oluşturmalarıdır. büyümeyi teşvik eden hormon oksin ve okine duyarlı oksin taşıyıcılarının döngüsü. Bu, tüm dallanma büyümesini açıklayan zarif bir biyolojik algoritmadır.

Konrad'ın tanımladığı şeyler (fototropizm, gravitropizm, vb.) Bitkinin hangi eksenlerde büyüyeceğini belirlemesine yardımcı olan yönelim ipuçları işlevi görür. ama temelde süreç oksin gradyanlarıyla ilgilidir. Diğerlerinin yanıtlarında belirttiği gibi istisnalar var ve bunlar genellikle yönelim ipuçlarındaki ciddi dengesizliklerden kaynaklanıyor.

Büyüme sürecini net bir şekilde açıklamaya çalışacağım (ve bu bana bir fırsat veriyor tekrar diyagram oluşturmaya çalışın ^ _ ^) ...


Oksin bir bitki hormonudur (aslında bir hormon sınıfıdır, ancak çoğunlukla insanlar oksin dediğinde, indol-3'ü kastederler -asetik asit) hücre uzamasını ve bölünmesini teşvik eder. Oksinin düzenleyici şekilde hareket etmesine izin veren temel ilke, oksin hücrelerin içinde üretilir ve oksinleri bir hücreden ihraç eden proteinler, en yüksek oksin konsantrasyonuna sahip hücrenin yanında gelişir (aşağıdaki şekle bakın). / p>

cells export auxin more on the side which has the highest auxin concentration

Böylece oksin, oksin konsantrasyon gradyanına taşınır! Dolayısıyla, bir şekilde gelişen yüksek oksin konsantrasyonlu bir alan elde ederseniz, daha fazla oksin sonra o bölgeye taşındı. Çevreleyen dokuya göre yüksek oksin konsantrasyonuna sahip bir alan, oksin maksimum (çoğul 'maksimum') olarak adlandırılır.

Bitkinin ömrü boyunca oksin çoğu hücrede hemen hemen eşit şekilde üretilir. Bununla birlikte, embriyo gelişiminin çok erken aşamalarında, tercihen embriyonik eksen boyunca üretilir (aşağıdaki şekle bakın, bölüm 1 ). Bu, embriyonun her iki ucundaki oksin maksimumunda bir meristem (hücre bölünmesinin gerçekleştiği bir hücre grubu) oluşturur. Bu özel meristem, bitkinin tepesinde olduğu için, apikal meristem olarak adlandırılır ve genellikle bitkideki en güçlü meristemdir.

auxin patterning of plant growth

Dolayısıyla, her iki ucunda bir meristeme sahip olunan embriyo, hücre bölünmesi yalnızca bu noktalarda gerçekleşirken uzar. Bu, yukarıdaki görüntünün 2. kısmına götürür, burada iki meristem o kadar uzaklaşır ki, oksin gradyanı artık düzenleme etkisine (kırmızı karedeki alan) sahip olmayacak kadar zayıftır. Bu olduğunda, o bölgedeki hücrelerde üretilen oksin, başka bir nakil merkezi oluşturulana kadar kısa bir süre kaotik bir şekilde yoğunlaşır. Bu, birincisinin yaptığı gibi, dokunun belirli bir alanı biraz daha yüksek oksin konsantrasyonuna sahip olduğunda ve böylece çevre dokudaki oksin ona doğru taşındığında gerçekleşir. Bu, bitkinin kenarlarında ( yanal meristemler olarak adlandırılır) iki yeni meristemin yaratıldığı, şeklin 3. bölümüne götürür.

Yanal meristemler, bitkilerde dalların oluştuğu yerdir. O zaman bu sürecin tekrar tekrar yinelendiğini hayal ederseniz, dalların uzadıkça uçlarında ve yanlarında meristemler geliştireceklerini göreceksiniz. Ana gövde de uzamaya devam edecek ve daha fazla yanal gövde geliştirecektir. Kök dallanmaya başlayacak ve bu dallar dallanacak, vb. Bu zarif sistemin nasıl çalıştığını anlayabilirseniz, bitkilerin nasıl büyüdüğünü ve hayvanlar gibi vücut planlarının aksine neden tekrar eden birimler halinde büyüdüklerini anlarsınız.

Ayrıca, bir sapın ucunu keserseniz neden dallanmayı teşvik ettiğini de açıklar. Apikal meristemi kaldırarak, oksin gradyanından kurtulursunuz ve her biri dallara dönüşen çok sayıda küçük meristemin oluşturulmasını sağlarsınız.

Şimdiye kadar normal dallanmayı açıkladım, ancak aynı sistem radyal Ağaçları (genellikle) her yöne eşit olarak büyüten simetri ...

enter image description here

Bir sapın içinden bir enine kesiti aldığınızı ve oradan aşağıya baktığınızı hayal edin ( kabaca yukarıda tasvir edilmiştir). Oksin gradyanları bitkinin uzunluğu boyunca büyümeyi koordine etmek için hareket ettiği gibi, aynı zamanda onu radyal olarak koordine eder, çünkü maksimumlar birbirlerinden olabildiğince uzağa gitme eğiliminde olacaktır. Bu, dalların her yönde eşit şekilde büyümesine yol açar (ortalama olarak).

Bitki büyümesini anlamak için çok önemli olduğunu düşündüğüm için cevabımı geliştirmek istediğim için bu yanıtla ilgili yorumları memnuniyetle karşılıyorum. olabildiğince iyi.

Bu açıklama ilgimi çekse de, tersine doğru şeyler var. Belirtildiği gibi, model apikal meristemlerin oksin tüketicileri olduğunu ima eder, apikal meristemlerin birincil oksin üreticileri olduğu iyi bilindiğinde (ref. Thimann-Skoog). Bu nedenle, taşıma vektörüne bir '-' işareti uygulayın, böylece her şey belirtildiği gibi ters yönde gider ve belki hikaye hala çalışır.
Konrad Rudolph
2012-04-19 14:22:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bitkilerdeki büyüme, bitki hormonları olan oksinler tarafından sıkı bir şekilde kontrol edilir. Oksinin kendisi genellikle büyüme üzerinde engelleyici bir etkiye sahiptir [DÜZENLEME: yorumlara ve Richard'ın düzeltme yanıtına bakın]. Bildiğim kadarıyla, ters gittiğinde bitki simetrisini eski haline getirmek için aktif bir kontrol yok (ama yanılıyor olabilirim!), Ancak meristemde sentezlenen ve her yöne yayılan oksin inhibitör etkisi, simetrik bir inhibisyon ve aktivasyon modeline neden olur. , sürgün apikal meristeminin etrafında simetrik mesafelerde sürgünler oluşturur - bu, romanesco brokoli simetrisinde çok belirgindir:

Romanesco

Ayrıca, bitkinin genel büyümesini şekillendiren oksin içeren birkaç mekanizma vardır. En önemlileri şunlardır:

  • Bitkinin tepesinin (gövdesi) daha güçlü büyümesine neden olan Apikal hakimiyet bitkinin diğer kısımlarına göre büyümenin genel bir merkezlenmesini sağlar.

  • Fototropizm bitkinin Güneş ışığı. Sizin varsaydığınızın aksine, bu sadece daha fazla fotosentezden ve dolayısıyla ışığa bakan bitkinin önündeki daha hızlı büyümeden kaynaklanmıyor, aktif olarak kontrol ediliyor.

  • Yerçekimi bitkinin genel olarak yukarı büyümesine neden olan çok ilginç bir etkidir. Bu ilginç çünkü mekanizma aslında yerçekimini kullanıyor: Meristemde sentezlenen oksin, yerçekimi nedeniyle bitkide aşağıya doğru yayılır ve alt bölgelerdeki büyümeyi engeller (ancak kök apikal meristemde etkinin bir şekilde tersine döndüğüne dikkat edin).

  • Hidrotropizm bitkinin suya doğru büyümesine neden olur.

Hepsi Bu etkiler birleştiğinde bitkinin genellikle yukarı doğru, yanal olarak dağılmış bir şekilde büyümesine neden olur.

Bu mantıklı. Yerçekimi olayı gerçekten ilginç! Büyümeyi tetikleyen bir hormon da yok mu? Ne dendiğini hatırlayamıyorum. Belki de kökte daha baskındır. Yine, sadece varsayımda bulunmak.
Gibberellic asit, diğer birçok fonksiyonun yanı sıra bitki hücresi büyümesini veya uzamasını indükleyebilen başka bir bitki hormonudur.
@Amu Var, evet. Yine de tam isimleri unuttum. Doğru hatırlıyorsam, farklı oksin türleri zaten farklı etkilere sahiptir.
Konrad, geriye doğru oksin rolüne sahipsiniz - büyümeyi önlemek yerine büyümeyi teşvik eder. Bitki simetrisini eski haline getirme konusunda kaçırdığınız şeylerle cevap vermeye çalışacağım.
@Richard Her ikisi için de oksinler olduğundan oldukça eminim ve etkileri diğer faktörlere bağlı olarak farklılık gösterir (bu yüzden "genellikle" yazdım). Şimdi, bitkiler hakkında benden çok daha fazlasını bildiğinden eminim (kuşkusuz, bu zor değil). Ama düşündüğüm belirli işlev gerçekten de engelleyici. Düşündüğüm belirli bir oksinin adını hatırlayamıyorum, diğer bilgisayarımda bir yerde var. Bu arada, Cambridge'de doktora yapmak üzere olduğunuzu anladım, tebrikler ve hoş geldiniz!
@KonradRudolph Teşekkürler, EBI'da olduğunuzu gördüğüm gibi size e-posta gönderecektim. Oksin ile belki de yüksek oksin konsantrasyonu gerçeğini düşünüyorsunuz. büyümeyi engelleyen absisik asidi uyaran etilen üretimini uyarabilir mi? Bu, yanal meristem oluşumunu engelleyerek apikal baskınlığın korunmasına yardımcı olur. IAA, açık farkla en önemli oksin ve genellikle büyümeyi koordine edendir ve spesifik etkisi hücre uzamasını teşvik etmektir.
Yine de engelleyen bir oksin olup olmadığını görmek isterim.
Dünya döndükçe güneş ışığının yönü değişiyor, bu yüzden güneş ışığının yönü değişiyor ... sonra sanırım yoğunluğun daha fazla olduğu yerde ağaç eğiliyor. bütün gün.
Ilmari Karonen
2012-04-19 03:11:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Her zaman değiller. Örneğin, bu elma ağacı penceremin hemen dışında büyüyor:

Tilted apple tree

Şimdiye kadar henüz düşmedi. Bu şekilde büyümesinin nedeni, tüm ışığın resmin sağ tarafından gelmesidir: ağaç kabaca güneydoğuya doğru eğilirken, bina güneybatı yönündedir ve bahçenin ortasına büyük bir gölge düşürür. gün. Ayrıca, solda, bu yönden dağılmış tüm ışıklıkların hemen hemen tamamını kapatan diğer daha uzun ağaçların dallarını görebilirsiniz.

Ağacı beğendim. :)
bu aynı zamanda kuvvetli rüzgarlı bölgelerde de olur
Ağaç için +1! :) Sanırım kökler de güneydoğuya doğru yayılır, böylece ağacın kütle merkezi köklerin üzerinde kalır.
J. Musser
2012-04-19 06:27:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

@IlmariKaronen’in yanıtında gösterildiği gibi, durum her zaman böyle değildir. binaların gölgeli kenarlarının yanında büyüyen ağaçların çoğu binadan uzaklaşma eğilimindedir. Bazı ağaçlar diğerlerinden daha fazla gölgede durabilir ve bunlar dalları binaların gölgesine gönderir. Gölgede asla yoğun veya sağlam büyümezler. Bitkilerin ışığa doğru büyümesinin nedeni fototropizmdir. Işık bitki gövdesine çarptığında, gövdenin uzunluğunu belirleyen oksinler yok edilir ve gövdenin o tarafındaki büyüme miktarı azalır. Bu olduğunda, gövdeler, gövdedeki oksinlerin dengesizliği nedeniyle ışık kaynağına doğru eğilir. Gölgeli tarafın daha zayıf olmasının nedeni, tüm ağaçların enerjileri için fotosenteze güvenmesidir. Elbette, doğrudan güneş ışığı almayan taraf o kadar fotosentez yapmayacaktır ve dolayısıyla büyümek için çok daha az enerjiye sahiptir. Ayrıca, birçok büyük ağaç dengesizdir, bazen tüm ağırlık tek taraftadır. Kökler onları tutar.



Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...