Fototropisme verklaard

Je hebt je favoriete plant op een zonnige vensterbank geplaatst. Al snel merk je dat de plant naar het raam buigt in plaats van recht omhoog te groeien. Wat doet deze plant in de wereld en waarom doet hij dit??

Wat is fototropisme?

Het fenomeen dat u ziet, wordt fototropisme genoemd. Voor een hint over wat dit woord betekent, merk op dat het voorvoegsel "foto" "licht" betekent en het achtervoegsel "tropisme" betekent "draaien". Fototropisme is dus wanneer planten naar licht draaien of buigen.

Waarom ervaren planten fototropisme?

Planten hebben licht nodig om de productie van energie te stimuleren; dit proces wordt fotosynthese genoemd. Het licht dat wordt gegenereerd door de zon of uit andere bronnen is, samen met water en koolstofdioxide, nodig om suikers te produceren die de plant als energie kan gebruiken. Zuurstof wordt ook geproduceerd en veel levensvormen vereisen dit voor ademhaling.

Fototropisme is waarschijnlijk een overlevingsmechanisme dat door planten wordt toegepast, zodat ze zoveel mogelijk licht kunnen krijgen. Wanneer de plant in de richting van het licht opengaat, kan meer fotosynthese plaatsvinden, waardoor meer energie kan worden gegenereerd.

Hoe legden vroege wetenschappers fototropisme uit?

Vroege meningen over de oorzaak van fototropisme varieerden onder wetenschappers. Theophrastus (371 v.Chr. - 287 v.Chr.) Geloofde dat fototropisme werd veroorzaakt door de verwijdering van vloeistof van de verlichte zijde van de stengel van de plant, en Francis Bacon (1561-1626) stelde later dat fototropisme te wijten was aan verwelking. Robert Sharrock (1630-1684) geloofde dat planten gebogen waren in reactie op "frisse lucht" en John Ray (1628-1705) dacht dat planten leunden naar de lagere temperaturen dichter bij het raam.

Het was aan Charles Darwin (1809-1882) om de eerste relevante experimenten met betrekking tot fototropisme uit te voeren. Hij veronderstelde dat een in de punt geproduceerde stof de kromming van de plant veroorzaakte. Met testplanten experimenteerde Darwin door de uiteinden van sommige planten te bedekken en andere onbedekt te laten. De planten met bedekte uiteinden bogen niet naar het licht. Toen hij een onderste deel van de stengels van de plant bedekte maar de uiteinden aan het licht blootstelde, bewogen die planten in de richting van het licht.

Darwin wist niet wat de in de punt geproduceerde "substantie" was of hoe deze de stengel van de plant deed buigen. Nikolai Cholodny en Frits Went ontdekten echter in 1926 dat wanneer hoge niveaus van deze stof naar de schaduwzijde van een plantstengel bewogen, die stengel zou buigen en krommen zodat de punt naar het licht zou bewegen. De exacte chemische samenstelling van de stof, waarvan werd vastgesteld dat het het eerste geïdentificeerde plantenhormoon was, werd pas opgehelderd tot Kenneth Thimann (1904-1977) het isoleerde en identificeerde als indool-3-azijnzuur of auxine.

Hoe werkt fototropisme?

De huidige gedachte over het mechanisme achter fototropisme is als volgt.

Licht, op een golflengte van ongeveer 450 nanometer (blauw / violet licht), verlicht een plant. Een eiwit dat een fotoreceptor wordt genoemd, vangt het licht op, reageert erop en veroorzaakt een reactie. De groep van blauwlicht-fotoreceptoreiwitten die verantwoordelijk zijn voor fototrofie worden fototropines genoemd. Het is niet duidelijk hoe fototropinen de beweging van auxine signaleren, maar het is bekend dat auxine naar de donkere, gearceerde kant van de stengel beweegt als reactie op de blootstelling aan licht. Auxine stimuleert de afgifte van waterstofionen in de cellen in de schaduwzijde van de stengel, waardoor de pH van de cellen daalt. De verlaging van de pH activeert enzymen (expansines genoemd), waardoor de cellen opzwellen en de stengel naar het licht buigt.

Leuke weetjes over fototropisme

• Als een plant fototropisme in een venster ervaart, probeer de plant dan in de tegenovergestelde richting te draaien, zodat de plant weg buigt van het licht. Het duurt slechts ongeveer acht uur voordat de plant terugkeert naar het licht.
• Sommige planten groeien weg van licht, een fenomeen dat negatief fototropisme wordt genoemd. (Eigenlijk ervaren plantenwortels dit; wortels groeien zeker niet in de richting van licht. Een ander woord voor wat ze ervaren is gravitropisme --- buigen in de richting van een zwaartekracht.)
• Photonasty klinkt misschien als een foto van iets vies, maar dat is het niet. Het is vergelijkbaar met fototropisme omdat het de beweging van een plant als gevolg van lichtstimulus inhoudt, maar in fotonastie is de beweging niet in de richting van de lichtstimulus, maar in een vooraf bepaalde richting. De beweging wordt bepaald door de plant zelf, niet door het licht. Een voorbeeld van fotonastie is het openen en sluiten van bladeren of bloemen, vanwege de aanwezigheid of afwezigheid van licht.