ما هو التوجه المائي؟ الآلية والأهمية - مادة الاحياء - 2025

إن hidrotropismo هو استجابة نمو النباتات لتركيزات المياه ؛ يمكن أن تكون الإجابة إيجابية أو سلبية. الجذور ، على سبيل المثال ، مائي إيجابي ، حيث يحدث نمو جذر النبات نحو مستوى أعلى من الرطوبة النسبية. النبات قادر على اكتشاف ذلك في غطاء الجذر ثم إرسال إشارات إلى الجزء الممدود من الجذر.

الاتجاه المائي الإيجابي هو الذي يميل فيه الكائن الحي إلى النمو باتجاه الرطوبة ، بينما الاتجاه المائي السلبي يحدث عندما ينمو الكائن الحي بعيدًا عنه.

تم استرداد الصورة من slideshare.net.

التوجه المائي هو شكل من أشكال الانتواء (وهو استجابة توجيهية لكائن حي لمحفز) يتميز بنمو أو استجابة حركة خلية أو كائن حي للرطوبة أو الماء.

آلية الاتجاه المائي

تقوم فئة من الهرمونات النباتية تسمى الأكسينات بتنسيق عملية نمو الجذور.

تلعب الأكسينات دورًا رئيسيًا في ثني جذور النباتات تجاه الماء لأنها تتسبب في نمو جانب واحد من الجذر بشكل أسرع من الآخر وبالتالي ينحني الجذر.

تبدأ عملية التوجه المائي بواسطة غطاء الجذر الذي يلتقط الماء ويرسل إشارة إلى الجزء الممدود من الجذر.

من الصعب ملاحظة الاتجاه المائي في الجذور تحت الأرض ، حيث لا يمكن ملاحظة الجذور بسهولة.

يتحرك الماء بسهولة في التربة ويتغير المحتوى المائي للتربة باستمرار ، لذا فإن أي تدرج في رطوبة التربة غير مستقر.

ما أهمية التوجه المائي للنباتات؟

تنمو الجذور في الماء

هذه القدرة على ثني الجذر وتنميته نحو التدرج الرطوبي الذي يوفره الاتجاه المائي ضروري لأن النباتات تحتاج إلى الماء لتنمو. تمتص جذور الشعر الماء مع العناصر الغذائية المعدنية القابلة للذوبان.

لذلك في نباتات الأوعية الدموية ، يتم نقل المياه والمعادن إلى جميع أجزاء النبات من خلال نظام نقل يسمى نسيج الخشب.

يسمى نظام النقل الثاني في النباتات الوعائية اللحاء. يحمل اللحاء أيضًا الماء ، ليس بالمعادن القابلة للذوبان ، ولكن بشكل أساسي مع العناصر الغذائية العضوية القابلة للذوبان بدلاً من ذلك.

هذا ذو أهمية بيولوجية ، حيث يساعد التوجه المائي على زيادة كفاءة النبات في نظامه البيئي.

المفاهيم الخاطئة حول الاتجاه المائي

التوجه المائي ونمو الجذور في المناطق الرطبة

إن نمو الجذور الأكبر في مناطق التربة الرطبة مقارنة بمناطق التربة الجافة لا يكون عادةً نتيجة الاتجاه المائي.

يتطلب التوجه المائي جذرًا ينحني من مجفف إلى منطقة رطبة من التربة. تتطلب الجذور الماء لتنمو حتى تنمو الجذور التي تحدث في التربة الرطبة وتتفرع أكثر بكثير من تلك الموجودة في التربة الجافة.

أمتصاص الماء

لا تستطيع الجذور الشعور بالمياه داخل الأنابيب السليمة من خلال التوجه المائي ويجب أن تكسر الأنابيب للحصول على الماء.

المسافة المطلوبة لامتصاص الماء

لا يمكن أن تشعر الجذور بالمياه على بعد عدة أقدام من خلال التوجه المائي وتنمو باتجاهها.

في أحسن الأحوال ، من المحتمل أن يعمل الاتجاه المائي على مسافة بضعة ملليمترات.

دراسات التوجه المائي

كان البحث في الاتجاه المائي في الأساس ظاهرة مختبرية للجذور التي تنمو في الهواء الرطب بدلاً من التربة. أهميتها البيئية في الجذور المزروعة في التربة غير واضحة. ساعد التعرف الأخير على نبات متحور يفتقر إلى الاستجابة المائية في توضيح دوره في الطبيعة.

يمكن أن يكون الاتجاه المائي مهمًا للنباتات المزروعة في الفضاء ، حيث يمكن أن يسمح للجذور بتوجيه نفسها في بيئة الجاذبية الصغرى. في الواقع ، ليس من السهل دراسة هذه الاستجابة لنمو النبات. التجارب ، كما ذكرنا ، تجرى في المعامل وليس في البيئة الطبيعية.

ومع ذلك ، يتم تعلم المزيد والمزيد حول الطبيعة المعقدة لعملية نمو النبات هذه.

النباتات الأكثر شيوعًا لدراسة هذا التأثير هي: نبات البازلاء (Pisum sativum) ونبات الذرة (Zea mays) والثالث الحامض (Arabidopsis thaliana).

تغيير اتجاه متجه الجاذبية

نهج آخر لدراسة الاتجاه المائي هو استخدام الأدوات لتغيير اتجاه ناقل الجاذبية الذي تتلقاه النباتات.

اتجاه نمو الجذر نحو الماء

على الرغم من أنه من غير الممكن القضاء على تأثير الجاذبية على الأرض ، إلا أن هناك آلات تقوم بتدوير النباتات حول محور أو ، في بعض الحالات ، في ثلاثة أبعاد في محاولة لتحييد آثار الجاذبية ، والتي تسمى آلات تحديد المواقع. عشوائي.

في الواقع ، كان الاتجاه المائي في الجذور أكثر وضوحًا عندما نمت نباتات البازلاء والخيار في إحدى هذه الآلات.

الجاذبية الصغرى

ومن الأساليب الأكثر إثارة للاهتمام في الدراسة استخدام ظروف الجاذبية الصغرى الموجودة أثناء رحلة الفضاء.

الفكرة هي أنه في حالة عدم وجود قوى جاذبية كبيرة ، يتم إبطال استجابات الجاذبية السائدة للجذور بشكل فعال ، بحيث تصبح المناطق المدارية الجذرية الأخرى (مثل التوجه المائي) أكثر وضوحًا ، فوق الجاذبية. هذه هي حركة الغزل أو النمو لنبات أو فطر استجابة للجاذبية.

صعوبات أخرى

هناك عقبة أخرى أمام دراسة الاتجاه المائي وهي صعوبة إنشاء نظام يوجد فيه تدرج رطوبة قابل للتكرار.

تضمنت الأساليب الكلاسيكية لعلماء النبات الألمان ، التي استخدمها داروين أيضًا ، وضع البذور في أسطوانة معلقة من نشارة الخشب الرطبة ، مما أدى إلى نمو الجذور أولاً للأسفل ، ثم النمو مرة أخرى في الركيزة الرطبة.

من الجدير بالذكر أن أحد أقل المناطق المدارية شهرة هو التوجه المائي ، وهو النمو الموجه استجابةً لتدرجات الماء أو الرطوبة.

على الرغم من دراسة التوجه المائي في جذور النباتات من قبل علماء النبات الألمان في القرن التاسع عشر وداروينز ، إلا أن وجود هذه المدارية كان موضع تساؤل حتى السنوات الأخيرة.

هذه العمليات تحتاج ببساطة إلى مزيد من الدراسة. ستزيد كل دراسة علمية من فهم هذه الآليات المعقدة.

المراجع

1. هيرشي ، د. (1992). "هل الاتجاه المائي رطب بالكامل؟" الأنشطة العلمية. 29 (2): 20-24.
2. كيس ، ج. (2007). "أين الماء؟ توجه مائي في النباتات ". تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.
3. فريق محرر دليل النبات والزهور. (2012). "التوجه المائي". تعافى من plant-and-flower-guide.com.
4. ميازاوا ، واي. ، يامازاكي ، ت ، موريواكي ، ت. ، وتاكاهاشي ، ج. (2011). "التوجه المائي". التقدم في البحوث النباتية. تعافى من sciencedirect.com.
5. فريق محرر علم الأحياء على الإنترنت. (2016). "التوجه المائي". تعافى من biology-online.org.
6. تاكاهاشي ، ن. ، يامازاكي ، واي ، كوباياشي ، أ ، هيجاشيتاني ، أ ، وتاكاهاشي ، هـ. (2003). "التوجه المائي يتفاعل مع الجاذبية عن طريق تحطيم أرومات الأميلوبلاست في جذور شتلة الأرابيدوبسيس والفجل". نبات فيزيول. 132 (2): 805 - 810.
7. فريق محرر القاموس. (2002). "التوجه المائي". تعافى من Dictionary.com.