Question

Каким образом дарвин доказал влияние соединений на рост и развитие растений?

Answer 1

Качестве дополнительной причины, влияющей на направление роста корней, Найт признал влажность. Он показал, что она также вызывает те реакции изменения в направлении роста корней, которые в настоящее время называют гидротропизмом. Найт доказывал в своих работах, что растительные органы могут развиваться по всем направлениям, но успешно растут лишь те из них, которые находят благоприятные условия, а это и создает впечатление, будто корни одного растения разыскивают воду, а корни другого (сухолюбивого растения) избегают ее.

Опыты Найта сняли покров таинственности с явления определенной направленности роста основных органов растений, но они не могли до конца разрешить вопрос: каким образом растение воспринимает силу земного притяжения и каким воздействие этой силы отражается на процессе роста растительных клеток?

Ботаники Немец и Габерландт высказали мнение, что в растительных клетках существуют особые тельца, аналогичные отолитам животных. Такими тельцами они считали крупинки крахмала, обнаруженные ими в клетках кончика корня (клетки так называемого калиптрогенного слоя в центральной части чехлика), а также у проростков злаков в верхушке перышка.

По их мнению, эти крупинки при перемене положения растущего органа в пространстве перекатываются внутри клетки и надавливают на разные участки пленчатого слоя протоплазмы клеток (пленчатый слой протоплазмы ботаники считали особо чувствительным ко всякого рода раздражениям и передавать ростовые раздражения в соседние клетки). Увлечение поисками в растительном организме образований, аналогичных органам чувств животных, привело Габерландта к сенсационному открытию органов восприятия световых раздражений на листьях многих растений. Эти образования Габерландт называл «глазами» растения. Он приписывал им ту же роль, какую выполняет хрусталик в глазу животного. Так же, как хрусталик или оптическая двояковыпуклая линза, эти образования собирают лучи света, падающие на поверхность эпидермальной клетки листа, в одну точку (фокус). Эта точка располагается на пленчатом слое протоплазмы, выстилающей внутренние стенки эпидермальной клетки. По мнению Габерландта, центральное положение этого фокуса воспринимается растением как состояние равновесия, всякое же перемещение фокуса вызывает раздражение, передающееся соседним клеткам и приводящее к ростовым изгибам и фототропическим изменениям положения всего органа. Последовавшие затем исследования других ученых сильно поколебали теорию органов чувств у растений, разработанную Немецем и Габерландтом.

В 1910 г. Нордгаузен предпринял ряд опытов с той же самой бегонией, у которой Габерландт нашел световые линзы, или «глаза». Нордгаузен механически разрушал клетки эпидермиса на поверхности листьев, уничтожая таким образом и все световые линзы. После этого для защиты листовой ткани он покрывал поверхность листьев равномерным слоем вазелина. На оперированных таким образом листьях фототропическая реакция растения протекала нормально. Этот опыт показал, что «глаза», или органы восприятия световых раздражений, здесь ни при чем или, во всяком случае, они играют в процессах фототропизма второстепенную, подчиненную, роль.

Та же участь постигла и теорию статолитного крахмала. Исследования Бишофа и Пекельгаринга показали, что некоторые растительные объекты, совсем не содержащие крахмала, несмотря на это к вполне нормальной геотропической реакции. Поэтому пришлось признать крахмальные статолиты лишь одним из факторов, который может усиливать реакцию, но отнюдь не является необходимым условием для восприятия направления силы тяжести.

Оживление интереса к вопросу о причинах явлений фото- и геотропизма заставило вспомнить кое-что ценное, но позабытое и недооцененное, из научного наследия Исследуя историю фототропических движений, ботаники обратили внимание на одну замечательную работу Чарльза Дарвина, проведенную им еще в 1880 г. совместно со своим сыном Фрэнсисом и опубликованную под названием «О к движению у растений». В этой работе Дарвину впервые удалось доказать, что у проростков овса и других растений действие света воспринимается в одном месте органа, а двигательная реакция в форме фототропического изгиба наблюдается в другом месте, часто удаленном от первого на довольно значительное расстояние (от одного до нескольких сантиметров). Пространственное разделение сенсорной и моторной функций Дарвин доказал следующим опытом. Верхушки проростков он покрыл тонкими стеклянными колпачками, из которых одни были прозрачны, а другие зачернены, и выставил проростки в место с односторонним (боковым) освещением. Проростки, накрытые прозрачными колпачками, изогнулись в свободной от колпачка нижней своей части, проростки же с зачерненными колпачками остались почти прямыми. После этого Дарвин поставил обратный опыт: нижняя часть проростков засыпалась песком, верхушки же оставались свободными. В результате изгибалась нижняя, затемненная, часть растения.