Фототропизмом называется способность движения
растений в зависимости от направления лучей света. Положительным фототропизмом
обладают стебли, а корни и усики – отрицательным. Листья
располагаются обычно перпендикулярно к падающим лучам (трансверсальной
фототропизм). Фототропизм имеет огромное значение в жизни растений, так
как благодаря ему стебли и листья оказываются в положении наиболее
выгодного освещения. Фототропизм особенно развит у этиолированных
растений.
Наблюдать фототропизм удобно в фототропической камере, представляющей
собой темный ящик с отверстием в одной из стенок. Если в такую камеру
поставить цветочный вазон с посевом ячменя или вики, то через несколько
часов можно заметить изгибы растений к свету, причем изгибы появляются
в местах наиболее сильного роста стебля. У проростка горчицы,
закрепленного на марле, натянутой на горлышко склянки с водой, и
поставленного в фототропическую камеру, вскоре же происходит изгиб
стебля к свету и отклонение корня от света.
Отрицательный
фототропизм корней можно хорошо подметить при проращивании
семянок гречихи между двумя стеклами на пропускной бумаге. Стекла
располагаются вертикально, ребром к свету, который проникает к
проросткам в щелевидное отверстие между стеклами. Со всех остальных
сторон стекла прикрываются черной фотографической бумагой. При резко
одностороннем освещении корни проростков сильно отклоняются от света, а
стебли – к свету (рис.1).
Рис.1. Отрицательный
фототропизм корней гречихи.
Интересный опыт по фототропизму можно провести с проростками проса. В
цветочный вазон или в малый кристаллизатор, наполненный песком,
высевают десятка два всхожих семян проса, которые располагают рядами и
заделывают на небольшую глубину. Проращивание проводят в темноте. Когда
проростки достигнут длины 2 см, у половины ростков проса верхушки
затеняют колпачками из станиоля. Вазон помещают в фототропическую
камеру, отверстие которой закрыто. Через сутки отверстие
фототропической камеры открывают. Камеру следует держать на окне
отверстием к свету. Уже через несколько часов можно заметить, что все
проростки без колпачков дают обычные фототропические изгибы, а
проростки с колпачками остаются в вертикальном положении.
На опыте с фототропизмом проростков проса мы видим, что у проростков
злаков воспринимает световое раздражение верхушка проростка, так
называемое колеоптиле, а изгибы появляются в местах наиболее сильного
роста, удаленных от верхушек.
Фототропический изгиб слагается из процессов: 1) раздражение светом
определенных клеток; 2) возникновение в этих клетках возбуждения; 3)
передача возбуждения к месту реакции; 4) реакция в виде изгиба.
Для объяснения фототропических изгибов стебля многие ученые пользуются
гормональной теорией (Н. Г. Холодного – Ф. Вента). На
освещенной стороне стебля скапливается отрицательный заряд
электричества, а на затененной – положительный. Фитогормоны,
притекающие из верхушки стебля и несущие отрицательный заряд,
скапливаются на затененной стороне, которая вследствие этого начинает
расти быстрее, и стебель изгибается к свету. У проростков злаков
гормоны роста притекают из верхушки колеоптиле, и первый лист
изгибается в направлении источника света.
Более ускоренный рост клеток на затененной стороне стебля некоторые
ученые (П. А. Генкель и др.) объясняют тем, что на этой стороне
скапливается больше протоплазмы и гетероауксина, ускоряющих все
физиологические процессы, а следовательно, и рост.
Понятно значение для растений положительного и отрицательного
фототропизма. Зеленым стеблям и листьям нужен свет для усвоения
углерода. Многие цветки обладают положительным фототропизмом; так,
соцветия подсолнечника и череды до распускания корзинок все время
поворачиваются к солнцу.
Благодаря отрицательному фототропизму боковые корни растений,
отклоняясь от света, зарываются в землю. Выращивая растения в темноте,
можно наблюдать появление боковых корней на поверхности земли.
