CZY ROŚLINY LUBIĄ BYĆ DOTYKANE??

W środowisku naturalnym rośliny wystawione są na działanie wielu niesprzyjających czynników mechanicznych. Mogą zostać porwane przez deszcze lub wiatry. Narażone są na ataki szkodników i roślinożernych zwierząt. Biorąc pod uwagę że nie mogą zmienić swojego siedliska w toku ewolucji nauczyły się na swój własny sposób reagować na odbierane ze środowiska sygnały, również te mechaniczne jak dotyk. A najbardziej wrażliwe są najmłodsze liście, których reakcja na bodźce jest najintensywniejsza.

Od dawna wiadomo że roślina potrafi reagować na ruch w jej pobliżu i na dotyk. Jeśli owad potrąci dwukrotnie włosek czuciowy czyli mechanoreceptor muchołówki amerykańskiej, potrafi ona zamknąć zmodyfikowane w swoistą pułapkę liście w czasie mniejszym niż sekunda.

Mimoza wstydliwa po dotknięciu potrafi zwinąć się w czasie również krótszym niż sekunda. Czy zatem jeśli te rośliny potrafią w tak specyficzny sposób odpowiedzieć na bodźce zewnętrzne to czy każda inna roślina posiada takie możliwości? A jeśli tak, to w jaki sposób się objawia ich reakcja na nie?

Pierwsze wiadomości na ten temat pochodzą z połowy lat 70 kiedy M.Jaffe prowadził badania nad rzepieniem. Codziennie mierzył długość liścia aby sprawdzić jak przyrasta on na długość. Ku jego zdziwieniu okazało się że część codziennie dotykanych liści nigdy nie osiągnęła rozmiarów pozostałych liści a część obumarła.

Okazuje się że również rośliny nieposiadające wyspecjalizowanych komórek czuciowych jak muchołówka, również potrafią reagować na dotyk. Ich reakcja nie jest tak gwałtowna ale powoduje aktywację pewnych genów co skutkuje zmianami w morfologi i fizjologi rośliny.

W latach 90 Janet Braam przez przypadek odkryła grupę genów nazwanych TCH która odpowiada za reakcję komórki na dotyk. Aktywowały się ona po zroszeniu rośliny. Początkowo była przekonana że jest to reakcja na gibereliny zawarte w preparacie którego używała do oprysku, jednak po przeprowadzeniu próby kontrolnej z użyciem czystej wody okazało się że aktywowana była ta sama grupa genów. Postanowiła rozwinąć eksperyment i założyła hodowlę pospolitego na polach i łąka rzodkiewnika. Jedna część hodowli była trzy razy dziennie dotykana, drugą pozostawiono w spokoju. Wyniki okazały się być zadziwiające. Dotykane rośliny stały się karłowate, przysadziste i niechętnie kwitły. Nastąpiły również zaniki chlorofilu i nekrozy. Dotykane rośliny zdecydowanie szybciej się starzały i nigdy nie osiągały rozmiarów nietkniętych roślin.

Mechaniczna stymulacja roslin przez dotykanie ich trzy razy dziennie daje odpowiedzi charakteryzujące się zahamowaniem wzrostu, wydłużania kwiatostanu i opóźnieniem w przyjściu do kwitnienia w porównaniu z roślinami niestymulowanymi 

Journal of Experimental Botany

Tym którzy mają ochotę dowiedzieć się więcej zapraszam do lektury artykułu Janet Braam Tigmomorfogeneza. Wszystkich innych zachęcam do cieszenia się roślinami bez dotykania :)

Czytaj więcej »

VARIEGATY CZYLI SKĄD SIĘ BIORĄ KOLOROWE LIŚCIE

Nasze domy zapełniają coraz bardziej egzotyczne rośliny. Atrakcją wielu z nich są bajecznie wybarwione liście. Te tak zwane variegaty zyskują rzesze nowych wielbicieli, ale skąd tak naprawdę biorą się te wspaniałe wzory? Przyczyn powstawania przebarwień jest wiele. Mogą być genetycznymi chimerami w których obok siebie funkcjonują komórki o odmiennej informacji genetycznej, mogą mieć w swojej budowie struktury, które nadają im srebrny kolor, może się zmieniać skład barwników jaki eksponują na powierzchni liści i łodyg. Mogą też być wynikiem przypadkowej lub celowej infekcji wirusowej.

Philodendron billietiae vriegated foto. Ilonka Cop

Mówi się że roślina jest chimerą, kiedy tkanka zawiera funkcjonujące obok siebie komórki o odmiennej informacji genetycznej, w naszym wypadku komórki potrafiące wytwarzać chlorofil i takie które tego nie potrafią. Najbardziej rozpowszechnioną formą chimer w naszym roślinnym otoczeniu są rośliny o różnobarwny zabarwieniu czyli variegaty. Komórki liści powstają z tkanek twórczych merystemu wierzchołkowego, ale niektóre z  nich charakteryzują się niezdolnością do syntezowania zielonego barwnika - chlorofilu. Aby zrozumieć proces powstawania tych przebarwień musimy zapoznać się co nieco z budową samego merystemu wierzchołkowego. Rozmieszczenie, częstotliwość podziałów i ich ułożenie w warstwach mają podstawowe znaczenie  dla określania wzoru danej variegaty a także jej stabilności.

Merystem wierzchołkowy to obszar na szczycie pędu w którym znajdują intensywnie dzielące się komórki dające początek tkankom łodygi, liści, pąkom pachwinowym oraz kwiatom. Komórki w tym rejonie są niezwykle delikatne dlatego chronią je okrywy łuskowe oraz zawiązki młodych liści.

Merystem wierzchołkowy w przekroju podłużnym. Widoczne na nim są zawiązki młodych liści oraz pąki boczne

Komórki w tym rejonie dzielą się na dwa sposoby: peryklinalnie czyli wypychając nowe, tworzące się komórki pod siebie w dół oraz antyklinalnie czyli kiedy komórki przemieszczane są na boki od komórek twórczych. Te które dzielą się pierwszym sposobem ułożone są zazwyczaj w dwie warstwy nazywane tuniką. Komórki pod nią nazywamy korpusem. I tak merystem możemy podzielić na trzy warstwy których znajomość przyda nam się bardzo przy poznaniu mechanizmu powstawania przebarwień na liściach.

Z komórek warstwy LI powstają warstwy skórki okrywające liście, łodygę, płatki kwiatu.Warstwa LII daje początek kilku warstwom łodygi i większości komórek blaszki liściowej. Warstwa LIII inicjuje powstanie komórek naczyń łodygi i nerwy liścia.

JAK POWSTAJĄ CHIMERY

Z tą wiedzą możemy przejść do dalszej części, a mianowicie skąd się biorą nasze variegatki. Chimera powstaje gdy któraś z komórek ulega mutacji czyli zmianie w obrębie materiału genetycznego. Ta mutacja może być spontaniczna lub wywołana mutagennymi  środkami chemicznymi. Spontaniczne mutacje występujące naturalnie u roślin, prowadzą do powstania tak zwanych sportów, z których wywodzi się wiele odmian roślin ozdobnych. Jeśli komórka która mutuje znajduje się na stożku wzrostu, wtedy wszystkie komórki które są produkowane przez nią przez podział również będą zmutowanym typem. Rezultatem będą komórki o różnej informacji genetycznej rosnące w obrębie tej samej tkanki.

Chimery możemy podzielić na trzy typy ze względu na to w jakim miejscu merystemu wierzchołkowego(a dokładnie w której warstwie) powstała komórka z mutacją. Będzie to miało wpływ na to jak variegata wygląda i jak stabilna jest.

Chimery peryklinalne są najważniejszą grupą, ponieważ variegaty przez nie tworzone są bardzo stabilne i mogą być rozmnażane wegetatywnie. Kiedy mutacja dotyka komórkę umieszczoną w pobliżu wierzchołka merystemu, kolejne podziały powodują powstanie całej warstwy zmutowanego typu.

Jeśli na przykład zmutowana komórka znajdzie się w warswie LII merystemu, to warstwa naskórka pędu który powstaje po mutacji jest nowym typem genetycznym.

Wynikiem tej częste mutacji są bardzo popularne variegaty z marginalnym zabarwieniem. Dzieje się tak ponieważ zawierająca barwinik warstwa LI tworzy naskórek środkowej części blaszki liściowej ale nie rozciąga się do jego krawędzi. Pozwala to na rozciągnięcie w części marginalnej zmutowanej, pozbawionej barwinka warstwy LII.

Begonia 'Darthvaderiana'

Trzmielina Fortune'a 'Emerald Gaiety'

Acer platanoides 'Drummondii

Pelargonium 'madame salleron'

Chimera meryklinalna - Powstaje gdy pochodne zmutowanej komórki nie pokrywają całej powierz stożka, a jedynie jego fragment.

Zmutowane komórki znajdują się tylko na części merystemu dając początek chimerycznym pędom, liściom lub kwiatom.

Philodendron Pink Princess

Chamacereus 'Unikum'

Sansevieria

Chimery meryklinalne są bardzo podobne to tych sektorialnych z tą różnicą, że zajmują tylko jedną warstwę komórek merystemu. To powoduje że są bardzo niestabilne i krótkotrwałe. W naturze nie jest niczym niezwykłym, że w ciągu życia rośliny sektory chimeryczne pojawiają się i znikają. Jest to spowodowane funkcjonowaniem w merystemie zmutowanych komórek które tylko czasem się ujawniają.

Chimery sektorialne - powstają gdy mutacji ulega grupa komórek rozciągająca się na kilka warstw. Jest to typ niestabilny, w wyniku którego powstają często pędy i liście pozbawione przebarwień.

Syngonium podophyllum 'Imperial White'

Na tym zdjęciu pokazującym Syngonium podophyllum Imperial White możemy zobaczyć sektorialny wzór chimery. Jeśli przyjrzymy się dokładnie możemy zaobserwować jak zmienia się wzór chimery wraz z kolejnym pojawiającym się liściem.

Philodendron Paradiso Verde

ZMIANA KOLORU MŁODYCH LIŚCI

Komórki roślinne posiadają specyficzne struktury zwane chloroplastami. Zawierają one zielony barwnik, chlorofil odpowiedzialny za przeprowadzanie fotosyntezy. Jednak nie zawsze na początku są obecne w młodej strukturze liścia. Mogą powstawać w wyniku przekształcania innych struktur w miarę dojrzewania rośliny. Z tego powodu u niektórych roślin młode liście zupełnie nie przypominają barwa tych dorosłych. Są czerwone, żółte, pomarańczowe, zielone lub zupełnie białe.

Philodendron 'Florida Ghost'

Philodendron 'Prince of Orange'

Innym przypadkiem są rośliny o czarnym zabarwieniu. Tutaj młody liść jest zazwyczaj zielony ale chlorofil w miarę życia rośliny jest maskowany przez inny, czerwony barwnik z grupy antocyjanów. Nie oznacza to oczywiście że chlorofil zanika, jest jedynie mniej widoczny.

Zamioculcas Zamiofolia 'Raven'

Colocasia 'Mojito'

Colocasia 'Black Magic'

WYSREBRZONE LIŚCIE

Niektore rośliny jak Scindapsus pictus, Begonia Wightii czy Philodendron Sodiroi posiadają wysrebrzony wzór na blaszkach liściowych. Jest to zmienność spowodowana tym, że górna napigmentowana warstwa komórek zostaje oddzielona od tej, która znajduje się pod nią. Powoduje to powstanie pomiędzy warstwami komórek kieszonki powietrznej. Światło odbija się od błon powstałej przestrzeni sprawiając że obszar wydaje się być srebrny. Zmienność ta ujawnia się na na blaszce liściowej, na nerwach lub między nimi. Ponieważ pojawianie się pęcherzyków jest cecha genetyczną danej rośliny jest przenoszona przy rozmnażaniu generatywnym przez nasiona.

Philodendron Sodiroi

Begonia 'Wightii'

Scindapsus pictus 'Argyraeus'

 PODŁOŻE PATOLOGICZNE PRZEBARWIEŃ

Infekcje wirusowe są częstym powodem zmian w niektórych roślinach. Wirusy mozaikowe powodują częściowy rozpad chlorofilu co powoduje powstanie nieregularnych plam, zwykle białych lub żółtych na powierzchni liścia. Choroby wirusowe mogą być przypadkowe lub celowo wprowadzane do rośliny. Zwykle infekcja powoduje osłabienie lub śmierć rośliny ale w niektórych przypadkach jej skutki są mniej dotkliwe i rośliny nią dotknięte mogą przeżyć w dobrej kondycji.

Philodendron squamiferum

Colocasia esculenta

Czytaj więcej »

OEDEMA, TRANSPIRACJA I GUTACJA

Oeodema, czyli opuchlizna liścia jest częstym schorzeniem u roślin. Nie jest jednak spowodowana przez szkodniki ani czynniki zewnętrzne. Objawia się mokrymi plamami na liściach lub pęcherzykami z gromadzącym się płynem. Zjawisko często mylnie brane za przelanie jest faktycznie związane z nieprawidłowościami w gospodarce wodnej rośliny. Aby mówić o oedemie, musimy sobie uzmysłowić w jaki sposób odbywa się transport wody w roślinie, skąd się ona bierze, do czego służy i co się dzieje z jej nadmiarem. 

Rzeczą oczywistą dla każdego jest to, że roślina musi pobierać wodę. Ale do czego jest ona jej potrzebna? Otóż, jest niezbędnym składnikiem pozwalającym na zajście fotosyntezy, czyli wytworzenia substancji odżywczych, głownie cukrów z dwutlenku węgla i wody przy udziale energii słonecznej. Banalnie proste, prawda :) Oczywiste jest też to, że woda pobierana jest przez korzenie. Ale jak to się dzieje że transportowana jest z gleby do każdej żywej komórki?

Miejscem przenikania wody z gleby do korzeni są włośniki. Są to korzenie wyspecjalizowane w pobieraniu wody i soli mineralnych. W tym procesie uczestniczy kilka zjawisk, ale jednym z bardziej istotnych jest proces transpiracji czyli odparowania wody. Działa to trochę na zasadzie strzykawki - odparowanie powoduje ubytek wody i wytworzenie siły ssącej. Ta z kolei umożliwia podciąganie pobranej przez korzenie wody wraz ze składnikami mineralnymi i rozprowadzenie naczyniami zwanymi ksylemem po całej roślinie. Jest to tak zwany transport bierny.

Zajmijmy się chwilę samą transpiracją. Chroni ona roślinę przed przegrzaniem się, ponieważ woda zamieniając się w parę pobiera z tkanek energię cieplną. Może ona odbywać się poprzez aparaty szparkowe, znajdujące się w skórce zazwyczaj po spodniej stronie rośliny lub poprzez specjalne wytwory skórki jak na przykład żywe włoski zwiększające powierzchnię parowania (nie należy ich mylić z kutnerem który zbudowany jest z martwych włosków i pełni u roślin funkcję zupełnie odwrotną). Najczęściej procesem przeważającym jest transpiracja szparkowa, ale u niektórych roślin jak np. higrofity i hydrofity żyjące w bardzo wilgotnym środowisku dominuje odprowadzanie nadmiaru wilgoci przez skórkę. Natomiast u roślin żyjących w środowisku suchym jak np.u sukulentów, skórka często pokryta jest grubą warstwą wosków i kutnera utrudniającego transpirację.

Dorosłe drzewo potrafi odparować do 25kg wody w ciągu godziny

 Na szybkość transpiracji wpływa kilka czynników. Jednym z ważniejszych jest temperatura. Im wyższa, tym proces zachodzi z większą szybkością. Również ilość światła przyspiesza zachodzenie transpiracji.Na otwieranie aparatów szparkowych ma wpływ światło o tej samej długości co biorące udział w fotosyntezie (z zakresu czerwonego i niebieskiego) Nie dziwi więc, że najintensywniejsze  wydalanie wody możemy zaobserwować w okolicach południa. Natomiast nocą aparaty szparkowe są zamknięte. Kolejnym czynnikiem jest wilgotność powietrza. Jeśli będzie zbyt duża, roślina nie będzie w stanie przeprowadzać procesu transpiracji.

Aparaty szparkowe służą roślinie do wymiany gazowej i odparowania nadmiaru wody

W sytuacji kiedy transpiracja będzie niemożliwa, roślina ma jeszcze jedno wyjście awaryjne aby wody w skuteczny sposób się pozbyć. Nosi ono nazwę gutacji. Odbywa się ona przez wyspecjalizowane komórki zwane hydatodami lub wypotnikami. Odprowadzają nadmiar płynów a przede wszystkim soli mineralnych w warunkach, kiedy korzenie mają dużą wydajność a transpiracja małą. Efekty gutacji możemy zaobserwować w postaci niewielkich kropli płynu zbierającego się na brzegach liścia.

Co się jednak dzieje kiedy gospodarka wodna zostaje zachwiana? Kiedy za sprawą parcia korzeniowego i dyfuzji pobrane zostaje więcej wody, niż roślina ma możliwość zużyć do fotosyntezy lub odparować? Otóż dochodzi wtedy do gromadzenia się płynów w tkankach, zwłaszcza liści. Powstaje wtedy tak zwana odedema lub opuchlizna liściowa. W zależności od gatunku rośliny, objawia się pęcherzykami na powierzchni liścia, brązowymi plamkami lub charakterystycznym rozmoczeniem jego struktury. Kiedy zniszczenia tkanek nie są duże, liść może powrócić, po przywróceniu równowagi do stanu początkowego. Jeśli degradacji uległy całe komórki wraz ze ścianami komórkowymi dochodzi do miejscowych nekroz. O ile sama opuchlizna nie jest groźna dla rośliny, o tyle otwiera drogę do infekcji.

Oedema w postaci podsiąkniętych stref na liściu filodendrona

Oedema na liściu lilii amazońskiej

Sytuację taką często możemy zaobserwować w sztucznie doświetlonych stanowiskach o podwyższonej temperaturze i dużej wilgotności. Pobieranie wody osiąga w takiej sytuacji swoje maksimum, ale jednocześnie transpiracja jest zakłócona przez maksymalne wysycenie powietrza parą wodną. Dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie wtedy wentylatorów, które zmniejszą wilgotność powietrza. Inną przyczyną jest zbyt duże zasolenie spowodowane intensywnym nawożeniem. Kierunek dyfuzji zawsze jest wtedy skierowany do wnętrza komórki. Woda wnika do przestrzeni komórkowej aby rozcieńczyć stężenie soli. Dlatego kiedy jest ono zbyt duże, wody wnika tyle że komórka może zostać rozsadzona.

Ponieważ oedema nie jest chorobą rośliny, a jedynie sygnałem o nieprawidłowościach w gospodarce wodnej jest wiele sposobów aby sobie z nią radzić. Najrozsądniejszym rozwiązaniem jest zmniejszenie wilgotności wokół rośliny aby przywrócić naturalne procesy odprowadzania nadmiarów oraz chronienie jej przed intensywnym nasłonecznieniem. Również rośliny z deficytem potasu i wapnia są bardziej wrażliwe na to zjawisko.

Czytaj więcej »