Tendril - Tendril

En krøllende senke

I botanikk er en tendril en spesialisert stamme , blad eller petiole med en trådform som brukes av klatreplanter for støtte og festing, samt mobil invasjon av parasittiske planter som Cuscuta . Tendrils reagerer på berøring og på kjemiske faktorer ved å krølle, twine eller feste seg til passende strukturer eller verter.

Historie

Den tidligste og mest omfattende studien av tendrils var Charles Darwins monografi On the Movements and Habits of Climbing Plants, som opprinnelig ble utgitt i 1865. Dette arbeidet myntet også begrepet circumnutation for å beskrive bevegelsen til voksende stilker og ranker som søker støtte. Darwin observerte også fenomenet som nå er kjent som tendril-perversjon , der tendrils adopterer formen av to seksjoner med motviklede spiraler med en overgang i midten.

Biologi av ranker

I hagearten er det bare de endelige brosjyrene som modifiseres til å bli stenger. I andre planter som den gule vikken ( Lathyrus aphaca ), blir hele bladet modifisert til å bli ranker mens stipulene blir forstørret og utfører fotosyntese . Atter andre bruker rachisene til et sammensatt blad som en rank, for eksempel medlemmer av slekten Clematis .

Tendril av en vanlig klatreplante

De spesialiserte kannefellene til Nepenthes -planter dannes på enden av rankene. Senkene til antenne kanner er vanligvis kveilet i midten. Hvis rillen kommer i kontakt med et objekt lenge nok, vil det vanligvis krølle rundt det og danne et sterkt forankringspunkt for muggen. På denne måten hjelper rankene til å støtte plantens voksende stamme. Tendrils of Cuscuta , en parasittisk plante, ledes av luftbårne kjemikalier, og bare hyssing rundt passende verter.

Evolusjon og arter

Klatrevaner i planter støtter seg til å nå kalesjen for å motta flere sollysressurser og øke diversifiseringen i blomstrende planter. Tendril er et planteorgan som er avledet fra forskjellige morfologiske strukturer som stilker, blader og blomsterstander. Selv om klatrevaner er involvert i angiospermene , gymnospermene og bregnen , er renner ofte vist i angiospermer og lite i bregner. Basert på deres molekylære grunnlag for tendrilutvikling, viste studier at tendrils spiralformede vekstytelse ikke er korrelert med ontogenetisk opprinnelse, i stedet er det flere ontogenetiske opprinnelser. 17 typer tendrils har blitt identifisert av deres ontogenetiske opprinnelse og vekstmønster, og hver type tendrils kan være involvert mer enn en gang innen angiospermer. Vanlige frukter og grønnsaker som har av trær inkluderer vannmelon ( Citrullus lanatus ) 's avledet fra modifisert stamme, erter (Pisum sativum) er avledet fra modifiserte endelige brosjyrer og vanlige drue vintreet (Vitis vinifera) er modifisert fra hele blomsterstand.

Spolemekanisme

Sirkulasjon

Mekanismen for tendril coiling begynner med sirkumnutasjon av tendril der den beveger seg og vokser i et sirkulært oscillerende mønster rundt sin akse. Sirkulasjon er ofte definert som den første hovedbevegelsen til tendrilen, og den tjener formålet med å øke sjansen for at anlegget kommer i kontakt med et støttesystem (fysisk struktur for ranken å spole rundt). I en studie fra 2019 utført av Guerra et al., Ble det vist at uten en støttestimulering, i dette tilfellet en innsats i bakken, vil rankene sirkulere mot en lett stimulans. Etter mange forsøk på å nå en støttestruktur, vil senken til slutt falle til bakken. Imidlertid ble det funnet at når en støttestimulus er tilstede, oppstår tendrilens sirkumnutasjonsoscillasjon i retning av støttestimulusen. Derfor ble det konkludert med at tendrils er i stand til å endre retningen for sirkulasjonen sin basert på tilstedeværelsen av en støttestimulus. Det er viktig å merke seg at prosessen med sirkumnutasjon i planter ikke er unik for rankplanter, siden nesten alle plantearter viser sirkumnutasjonsatferd.

Kontakt Coiling

Tigmotropisme er grunnlaget for inngangssignalet i tendril coiling -mekanismen. For eksempel har erterørn svært følsomme celler i overflatene på cellevegger som er utsatt. Disse sensibiliserte cellene er de som starter det tigmotropiske signalet, vanligvis som en kalsiumbølge. Det primære berøringssignalet induserer en signalkaskade av andre fytohormoner, særlig gamma-aminosmørsyre (GABA) og Jasmonate (JA). I vinranker har det nylig blitt vist at GABA uavhengig kan fremme tendril coiling. Det har også blitt vist at jasmonatfytohormoner tjener som et hormonalt signal for å starte tendril coiling. Denne kaskaden kan aktivere plasmamembranen H+-ATPase , som også spiller en rolle i kontaktspolingsmekanismen som en protonpumpe. Denne pumpeaktiviteten etablerer en elektrokjemisk av H+ -ioner fra innsiden av cellen til apoplasten , noe som igjen skaper en osmotisk gradient. Dette fører til tap av turgortrykk; forskjellene i cellestørrelse på grunn av tap av turgortrykk i noen celler skaper spiralresponsen. Denne kontraktile bevegelsen påvirkes også av gelatinøse fibre, som trekker seg sammen og ligner som svar på den tigmotropiske signalkaskaden.

Selvdiskriminering

Selv om rankene hysser rundt verter basert på berøringsoppfatning , har planter en form for selvdiskriminering og unngår twinning rundt seg selv eller naboplanter av samme art-noe som demonstrerer kjemotropisme basert på kjemoresepsjon . Når en seterrille kommer i kontakt med en nærliggende konspecifikk plante (av samme art), binder signalmolekyler som frigjøres av vertsplanten til kjemoreceptorer på klatreplantens sener. Dette genererer et signal som forhindrer den tigmotropiske banen og forhindrer derfor at tendrilen ruller rundt den verten.

Studier som bekrefter denne veien har blitt utført på klatreplanten Cayratia japonica . Forskning viste at når to C. japonica -planter ble plassert i fysisk kontakt, ville rankene ikke spole rundt den spesifikke planten. Forskere testet denne interaksjonen ved å isolere oksalatkrystaller fra bladene på en C. japonica -plante og belegge en pinne med oksalatkrystallene. Senene til C. japonica- planter som kom i fysisk kontakt med den oksalatbelagte pinnen ville ikke spole, noe som bekrefter at klatreplanter bruker kjemorecept for selvdiskriminering.

Selvdiskriminering kan gi en evolusjonær fordel for klatreplanter for å unngå å snurre rundt spesifikke planter. Dette er fordi nærliggende klatreplanter ikke gir like stabile strukturer å spole rundt sammenlignet med mer stive planter i nærheten. Videre, ved å kunne gjenkjenne og unngå å spole rundt spesifikke planter, reduserer plantene deres nærhet til konkurranse, slik at de får tilgang til flere ressurser og dermed bedre vekst.

Galleri

• 

  Nepenthes rafflesiana øvre mugge med spiral.

• 

  Virginia Creeper vintreet som begynner på trærne

• 

  Agurk tendril

• 

  Squash vintret kveilet tendril

Referanser

Eksterne linker

• Media relatert til Tendrils på Wikimedia Commons