Геотропизмом называется способность растительных
органов принимать определенное положение по отношению к вертикальной
линии. Положительно-геотропические органы – корни, а
отрицательно-геотропические – стебли.
Обнаружить отрицательный
геотропизм стеблей можно простым опытом. Цветочный вазон с
бальзамином (или с другим растением) ставим в темное помещение в
горизонтальном положении. Через несколько дней обнаруживается
геотропический изгиб: стебель направляет свой рост от земли. Опыт с
геотропизмом стеблей можно воспроизвести так, как показано на рисунках
1, 2.
Рис.1. Геотропический изгиб стебля (побег земляной груши, положенный
горизонтально, принял вновь вертикальное положение).
Рис.2. Геотропический изгиб стебля злака в узле:
1 – стебель пшеницы, изогнувшийся в узле; 2 –
строение изогнувшегося узла: а – стеблевой узел; б
– листовой узел; в – растущее междоузлие; г
– старая часть междоузлия.
Положительный
геотропизм корней можно легко обнаружить путем
прикрепления во влажной камере в горизонтальном положении проросших
семян гороха или конского боба. Корни изгибаются верхушкой вниз
(рис.3).
Рис.3. Геотропические изгибы корней, помещенных горизонтально во
влажную камеру:
1 – общий вид прибора: проросшие семена гороха с нанесенными
на них делениями укрепляют булавками на пробке, плавающей на воде; 2
– горизонтально растущий корень (а), начало геотропического
изгиба (б), тот же корень через 10 часов (в).
Опыты по наблюдению за направлением роста корней и стеблей на
вращающемся колесе, а также наблюдения за ростом растений на клиностате
(рис.4) доказывают, что явление геотропизма обусловливается земным
притяжением, сила которого является направляющей.
Рис.4. Клиностат для наблюдения за геотропизмом и фототропизмом
растений.
Если проростки семян поместить на вертикальное, быстро вращающееся
колесо, позаботившись об их увлажнении и благоприятной температуре, то
можно скоро заметить, что корни начинают расти по направлению действия
центробежной силы, то есть от колеса, а стебельки – против ее
действия, то есть к центру
колеса.
С помощью прибора клиностата, медленно вращая вокруг оси горизонтально
положенные проростки, можно легко показать, что всякие изгибы корней и
стеблей прекращаются, так как сила земного притяжения в этом случае
действует попеременно то на одну, то на другую сторону органа.
Клиностат состоит из металлической оси, медленно вращаемой часовым
механизмом. Ось может быть поставлена в горизонтальном или вертикальном
положении. Клиностатом можно воспользоваться также для устранения
фототропических изгибов. При этом клиностат устанавливают так, чтобы
вращающаяся ось была расположена строго вертикально. Медленное вращение
растения вокруг вертикальной оси устраняет фототропические изгибы, даже
если клиностат установить в фототропической камере против открытого
отверстия.
Наблюдения показывают, что геотропические изгибы корней и стеблей
происходят в растущих органах и вследствие неравномерного роста при
горизонтальном положении верхней и нижней сторон органа. Поэтому
большая часть растений, упавших в поле от бури или других причин, может
подняться лишь верхней своей растущей частью, и только злаки, обладая
вставочным ростом и стеблевыми узлами, при полегании поднимаются почти
на всем протяжении стебля, так как узлы соломины начинают сильно расти
на нижней стороне и искривляться в виде колена. Геотропические изгибы
слагаются: 1) из раздражения определенных клеток действием силы
тяжести; 2) возникновения в этих клетках возбуждений; 3) передачи
возбуждения в зону наиболее сильного роста и 4) реакции в виде
геотропического изгиба, то есть из тех самых процессов, которые мы
отметили и в случае фототропизма. Клетки, чувствительные к
геотропическим раздражениям, сосредоточены в самом конце корней, а
именно в корневом чехлике, что легко доказывается легким повреждением
кончика корня, после чего горизонтально положенные корни не дают
геотропических изгибов.
На корни и стебли, как и на все земные тела, действует постоянная сила
земного притяжения. Эта сила играет направляющую роль при росте органов
растения. Корни и стебли активно совершают геотропические изгибы, на
что указывает, например, способность корней раздвигать частицы почвы.
Земное притяжение является лишь освобождающей причиной или
раздражителем, а энергия для геотропических изгибов доставляется самим
корнем, обладающим энергичным дыханием и способностью расти
неравномерно той и другой стороной.
Причины геотропических изгибов стеблей и корней (так же, как и причины
фототропизма) объясняются неравномерным распределением гормонов роста
на верхней и нижней поверхности горизонтально расположенного органа. К
нижней поверхности стебля притекает такое количество ауксина, которое
вызывает ускорение роста клеток, вследствие чего стебель дает изгиб
вверх. У корня, горизонтально расположенного, на нижней поверхности
скапливается столь значительное количество ауксина, которое, наоборот,
задерживает рост клеток, в результате чего корень дает изгиб вниз. Не
отрицая роли гормонов при тропизмах, некоторые ученые (П. А. Генкель)
придают решающее значение протоплазме, которая в растущих частях
горизонтально расположенных стеблей скапливается на нижней поверхности
клеток, а в корнях на верхней. При вертикальном расположении органов
протоплазма располагается в клетках равномерно вдоль оболочек.
