为什么植物根朝下茎朝上生长

来源: 作者:创始人 2022-12-06 我要评论

2022年12月06日更新报导,一直以来,科学家们都很好奇:是什么力量促使植物选择根朝下、茎朝上的生长方向呢?直到上世纪20年代,美国植物生理学家弗里茨·温特从一个实验中才找到一丝答案。他将一株植物的胚芽鞘放在一个黑暗的屋子中,然后

FX农业网 12月06日报导。

一直以来,科学家们都很好奇:是什么力量促使植物选择根朝下、茎朝上的生长方向呢?

直到上世纪20年代,美国植物生理学家弗里茨·温特从一个实验中才找到一丝答案。他将一株植物的胚芽鞘放在一个黑暗的屋子中,然后用一支手电筒给胚芽鞘的一面提供"阳光",而另一面则完全处于黑暗中。一天一夜后,胚芽鞘的形状弯成了一把弓,而弓隆起的方向,正是手电光照射的方向。也就是说,这株植物的胚牙鞘受到遮阴的部分生长加快,而受到手电光照射的部分则生长明显变慢,从而导致了"弓"的形成。

实验表明,是光照给了胚芽鞘刺激,左右了它的生长。于是,弗里茨·温特再对胚芽鞘进行研究,几个月后,从胚芽鞘中分离出一种化合物--"植物生长素"。 弗里茨·温特发现,这种植物生长素具有促使植物生长的功能,由此他认为,植物的茎或叶片的弯曲是由于生长素在组织内的不对称分布造成的。当植物受到外界的刺激也就是光照的刺激时,植物组织下部也就是根部的生长素含量会大大增加,于是就使植物的根朝下生长,而茎则朝上生长了。

后来,美国俄亥俄州立大学的植物学家迈克尔·埃文斯又有一个新发现:无机钙也能影响植物的生长方向。他在研究中发现,在植物的弯曲生长过程中,无论是根的尾部还是芽的尖部,都存在着含量很高的无机钙。因为植物的根冠有着极为丰富的含淀粉体的细胞,而淀粉体就会把其内部的钙送到根冠下侧。这时,如果用特殊的实验手段去阻止钙的移动,植物马上就会表现出不按正常的方式去生长。同样,植物的芽虽然没有冠部,但也含有丰富的淀粉体,淀粉体也能将其内部的无机钙送到上侧的细胞中。这说明,无机钙对植物生长方向有着不可忽视的重要作用。

那么,既然淀粉体内有许多无机钙,而无机钙又能在植物体内来去自如,除了重力之外,又是哪一种力量使无机钙如此方便地上下移动呢?再后来,美国得克萨斯州立大学的研究人员斯坦利·鲁通过研究发现,这是由于细胞的上端和下端之间的电荷不同,两端电荷的不一致引起细胞极化。结果,为数众多被极化的细胞排列在一起,总电荷就强得足够吸引任何相反电荷的钙原子,驱使它们在体内移动。于是,斯坦利·鲁得出结论,由于细胞的极性带动钙的移动,从而导致植物茎干向上伸展,而根则朝地下延伸。

到底是哪一种因素控制了植物的生长方向?目前的科学研究,显然还没有给出一个确定的答案。揭开植物生长方向的秘密,是否会促使一项新技术的诞生,并且让人类从中受益?实则,这也正是让植物学家们最感兴趣的地方。(来源:网易网)

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2022-05-21 22:06:36

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