Geotropismo पौधों की आवाजाही पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव है। जियोट्रोपिज्म शब्द "भू" से आया है जिसका अर्थ है पृथ्वी और "त्रिपिज्म" जिसका अर्थ है एक उत्तेजना के कारण होने वाला आंदोलन (uluspik & Rolfe, 2005)।
इस मामले में, उत्तेजना गुरुत्वाकर्षण है और जो चल रहा है वह पौधे है। जैसा कि उत्तेजना गुरुत्वाकर्षण है, इस प्रक्रिया को गुरुत्वाकर्षण (चेन, रोसेन, और मेसन, 1999, हैंगर; 1997) के रूप में भी जाना जाता है।
कई वर्षों तक इस घटना ने वैज्ञानिकों की जिज्ञासा को जगाया है, जिन्होंने जांच की है कि पौधों में यह आंदोलन कैसे होता है। कई अध्ययनों से पता चला है कि पौधे के विभिन्न क्षेत्र विपरीत दिशाओं में विकसित होते हैं (चेन एट अल।, 1999; मोरीता, 2010; टोयोटा और गिलरॉय, 2013)।
यह देखा गया है कि गुरुत्वाकर्षण बल एक पौधे के भागों के उन्मुखीकरण में एक मौलिक भूमिका निभाता है: ऊपरी भाग, जो तने और पत्तियों द्वारा बनता है, ऊपर की ओर बढ़ता है (नकारात्मक गुरुत्वाकर्षण), जबकि निचले हिस्से में होते हैं जड़ें, गुरुत्वाकर्षण की दिशा में नीचे की ओर बढ़ती हैं (सकारात्मक गुरुत्वाकर्षण) (हैंगार्टर, 1997)।
ये गुरुत्वाकर्षण-मध्यस्थता आंदोलनों को सुनिश्चित करते हैं कि पौधे अपने कार्यों को ठीक से करते हैं।
ऊपरी हिस्सा प्रकाश संश्लेषण करने के लिए सूर्य के प्रकाश की ओर उन्मुख होता है, और निचला हिस्सा पृथ्वी के नीचे की ओर उन्मुख होता है, ताकि जड़ें पानी और पोषक तत्वों तक उनके विकास (चेन एट अल। 1999) तक पहुंच सकें।)।
भू-आकृतिवाद कैसे होता है?
पौधे पर्यावरण के प्रति बेहद संवेदनशील होते हैं, ये उनके विकास को प्रभावित कर सकते हैं जो उनके द्वारा देखे जाने वाले संकेतों के आधार पर हो सकते हैं, उदाहरण के लिए: प्रकाश, गुरुत्वाकर्षण, स्पर्श, पोषक तत्व और पानी (वोल्वर्टन, प्या और टोस्का, 2011)।
जियोट्रोपिज्म एक घटना है जो तीन चरणों में होती है:
डिटेक्शन: गुरुत्वाकर्षण की धारणा विशेष कोशिकाओं द्वारा की जाती है जिसे स्टैटोकॉस्टिस्ट कहा जाता है।
पारगमन और संचरण: गुरुत्वाकर्षण की भौतिक उत्तेजना एक जैव रासायनिक संकेत में परिवर्तित हो जाती है जो पौधे की अन्य कोशिकाओं में संचारित होती है।
उत्तर: रिसेप्टर कोशिकाएं इस तरह से बढ़ती हैं कि एक वक्रता उत्पन्न होती है जो अंग के अभिविन्यास को बदल देती है। इस प्रकार, पौधे की अभिविन्यास की परवाह किए बिना, जड़ें नीचे की ओर बढ़ती हैं और उपजी होती हैं (मैसन एट अल।, 2002; टोयोटा और गिलरॉय, 2013)।
चित्र 1. एक पौधे में भू-आकृति का उदाहरण। जड़ों और तने के उन्मुखीकरण में अंतर पर ध्यान दें। इसके द्वारा संपादित: कैथरीन ब्राइसोनो।
जड़ों में जियोट्रोपिज्म
गुरुत्वाकर्षण की ओर जड़ के झुकाव की घटना का अध्ययन कई साल पहले पहली बार किया गया था। प्रसिद्ध पुस्तक "द पॉवर ऑफ मूवमेंट इन प्लांट्स" में, चार्ल्स डार्विन ने बताया कि पौधों की जड़ें गुरुत्वाकर्षण (जीई एंड चेन, 2016) की ओर बढ़ती हैं।
जड़ की नोक पर गुरुत्वाकर्षण का पता लगाया जाता है और वृद्धि की दिशा बनाए रखने के लिए इस जानकारी को बढ़ाव क्षेत्र में प्रेषित किया जाता है।
यदि गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र के संबंध में अभिविन्यास में परिवर्तन होते हैं, तो कोशिकाएं अपना आकार बदलकर प्रतिक्रिया करती हैं, इस तरह से कि जड़ टिप गुरुत्वाकर्षण की एक ही दिशा में बढ़ती रहती है, सकारात्मक भू-आकृतिवाद (सातो, हिजाज़ी, बेनेट, विसेनबर्ग, और स्वरूप) पेश करती है।, 2017; वोल्वर्टन एट अल।, 2011)।
डार्विन और सेइसेल्स्की ने दिखाया कि जड़ों की नोक पर एक संरचना थी जो कि भू-आकृतिवाद के लिए आवश्यक थी, उन्होंने इस संरचना को "कैप" कहा।
उन्होंने पोस्ट किया कि टोपी गुरुत्वाकर्षण के बल (चेन एट अल।, 1999) के संबंध में जड़ों के उन्मुखीकरण में परिवर्तन का पता लगाने के प्रभारी थे।
बाद के अध्ययनों से पता चला कि टोपी में विशेष कोशिकाएँ होती हैं जो गुरुत्वाकर्षण की दिशा में तलछट बनाती हैं, इन कोशिकाओं को स्टैटोसिस्ट कहा जाता है।
सांख्यिकीविदों में पत्थर जैसी संरचनाएं होती हैं, उन्हें एमाइलोप्लास्ट कहा जाता है क्योंकि वे स्टार्च से भरे होते हैं। एमिलोप्लास्ट, बहुत घना होने के नाते, जड़ों की नोक पर तलछट (चेन एट अल।, 1999; सातो एट अल।, 2017; वोलवर्टन एट अल।, 2011)।
सेल और आणविक जीव विज्ञान में हाल के अध्ययनों से, रूट जियोट्रोपिज्म को नियंत्रित करने वाले तंत्र की समझ में सुधार हुआ है।
इस प्रक्रिया को ऑक्सिन नामक वृद्धि हार्मोन के परिवहन की आवश्यकता के लिए दिखाया गया है, इस परिवहन को ध्रुवीय ऑक्सिन परिवहन (चेन एट अल।, 1999; सतो एट अल।, 2017) के रूप में जाना जाता है।
इसका वर्णन 1920 के दशक में चोलोडेनी-वेन्ट मॉडल में किया गया था, जो प्रस्तावित करता है कि ग्रोथ वक्रता ऑक्सिन्स (auxpik & Rolfe, 2005) के असमान वितरण के कारण होती है।
तनों में जियोट्रोपिज्म
एक समान तंत्र पौधों के तनों में होता है, इस अंतर के साथ कि उनकी कोशिकाएं ऑक्सिन के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया करती हैं।
तनों की शूटिंग में, ऑक्सिन की स्थानीय एकाग्रता में वृद्धि से कोशिका के विस्तार को बढ़ावा मिलता है; इसके विपरीत मूल कोशिकाएं होती हैं (Morita, 2010; Taiz & Zeiger, 2002)।
ऑक्सिन के लिए विभेदक संवेदनशीलता डार्विन के मूल अवलोकन की व्याख्या करने में मदद करती है जो उपजी और जड़ें गुरुत्वाकर्षण के विपरीत तरीके से प्रतिक्रिया करती हैं। दोनों जड़ों और उपजी में, ऑक्सिन गुरुत्वाकर्षण की ओर बढ़ता है, नीचे की तरफ।
अंतर यह है कि स्टेम सेल जड़ कोशिकाओं के विपरीत तरीके से प्रतिक्रिया करते हैं (चेन एट अल।, 1999; मेसन एट अल।, 2002)।
जड़ों में, कोशिका के विस्तार को अंडरस्किड पर रोक दिया जाता है और गुरुत्वाकर्षण के प्रति वक्रता उत्पन्न होती है (सकारात्मक गुरुत्वाकर्षण)।
उपजी में, ऑक्सिन भी निचली तरफ जमा होता है, हालांकि, सेल विस्तार बढ़ता है और स्टेम के वक्रता के परिणामस्वरूप गुरुत्वाकर्षण (नकारात्मक गुरुत्वाकर्षण) के विपरीत दिशा में होता है (हैंगार्टर, 1997, मोरीटा, 2010; Taiz) ज़ीगर, 2002)।
संदर्भ
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