На багато питань ми знаємо відповіді з дитинства. Вражає те, що з віком ми рідко шукаємо розгорнуті відповіді на ці питання, а продовжуємо задовольнятися тим самим «залізним» дитячим відповіддю. І втрачаємо можливість дізнатися істину, яка часто виявляється цікавіше вигадок.
Серія публікацій «Недитячі відповіді» розглядає ряд подібних питань, і першим буде питання:
Чому рослини ростуть вгору?
На це питання більшість людей відповідять вам як зразкові школярі: «Тягнуться до тепла і світла». І це в кращому випадку. Були персонажі серед моїх знайомих, які вважали, що шкідливих комах важче дістатися до листя, якщо рослина стоїть вертикально.
Забудьте, викиньте з голови. Найбільш коректну відповідь на питання «Чому рослини ростуть вгору?» - це «внаслідок дії сили тяжіння». А тепер детальніше.
У 1806 році англійський ботанік (ботанік в сенсі ботанік, а не задрот) Томас Найт, досліджуючи розвиток рослин, задумався, а чому рослини прагнуть рости вгору? Що вказує їм «Ти туди не рости, ти сюди рости»? І Томас припустив: в цьому повинна бути замішана якась фундаментальна сила, швидше за все, сила тяжіння Землі.
Для перевірки гіпотези він провів геніально простий, але показовий експеримент. На обід колеса він прикріпив шматочки землі. посадив туди насіння рослин. І закрутив колесо зі швидкістю близько 2.5 оборотів в секунду. Такої швидкості було досить, щоб утворилася відцентрова сила, спрямована від центру колеса назовні і імітувала силу тяжіння Землі.
Найт крутив колесо (не саме звичайно, а за допомогою механізмів і сили води) протягом декількох діб. В результаті він із задоволенням побачив наступне. Коріння рослини кинулися назовні вздовж радіуса колеса, за напрямом «сили тяжіння», а стебла, навпаки, стали рости всередину, до центру колеса, проти напряму «сили тяжіння»! Все виявилося в точності як в природі (див. Картинку внизу).
Таким чином було доведено, що рослини дійсно ростуть по лінії дії сили тяжіння. І явище це було названо геотропізм (або гравітропізмом, кому як зручніше). Зростання коренів у напрямку сили тяжіння розумні люди назвали позитивним геотропізм, а ріст стебла проти напрямку сили тяжіння - негативним геотропізм.
Ну що ж, ми відповіли на питання чому рослини ростуть вгору - через гравітації. Але тепер постає питання, якого біса чому гравітація спрямована вниз, але рослина наполегливо тягнеться вгору?
Уявімо собі проростає насіння рослини, у якого і стебло, і корінь лежать горизонтально. На кінчиках стебла і кореня є конуси наростання, де все дуже активно і весело, як в Алматі по прибуттю студентів з канікул. Саме в цих конусах утворюються нові клітини і дуже важливі речовини під назвою Ауксини. Головна фішка ауксином в тому, що вони впливають на розтягнення клітин рослини.
Під действеім гравітації, ауксини спускаються вниз. У цьому їм допомагають статоліти - маленькі частинки (наприклад, крохмалю), які своєю вагою відчувають гравітацію і вказують рослині «Ей, низ там, куди ми падаємо!». Таким чином, ауксини скупчуються внизу:
І тут починається магія. Клітини стебла ніжніше і м'якше, від великої кількості ауксинов вони із задоволенням розтягуються. Таким чином, стебло знизу розтягується, і згинається вгору. Клітини ж кореня жорсткіше і сердиті, і зовсім по-іншому реагують на ауксини: попри велику кількість ауксину вони включають захисну реакцію і не розтягуються взагалі. Таким чином, клітини кореня ростуть тільки нагорі, але не ростуть внизу, і сам корінь згинається вниз:
І коли рослина вже випрямилася, вищеописаний ефект тільки посилюється:
Ось вам і відповідь на, здавалося б, простий дитячий питання: Чому рослини ростуть вгору. Істина часом дивовижніше очікуваної відповіді, чи не так. -))
Література і посилання:
Rubinstein and Prat. La réaction des plantes à la gravité (gravitropisme)
Рейвн П. Еверт Р. Айкхорн Е. Сучасна ботаніка