Tại sao cây len lén bò về phía ánh mặt trời? Giải thích tính hướng quang ở thực vật

Bạn đặt cây yêu thích của bạn trên bậu cửa sổ đầy nắng. Chẳng mấy chốc, bạn nhận thấy cây uốn cong về phía cửa sổ thay vì mọc thẳng lên trên. Bé cây này đang làm gì và tại sao nó lại làm như vậy?

Tính hướng quang là gì?

Hiện tượng bạn đang chứng kiến được gọi là phototropism. Đối với một gợi ý về ý nghĩa của từ này, lưu ý rằng tiền tố “ảnh” có nghĩa là “ánh sáng” và hậu tố “nhiệt đới” có nghĩa là “biến”. Vì vậy, phototropism là khi thực vật quay hoặc uốn cong về phía ánh sáng.

Tại sao thực vật trải nghiệm tính hướng quang?

Cây cần ánh sáng để kích thích sản xuất năng lượng; quá trình này được gọi là quang hợp. Ánh sáng được tạo ra từ mặt trời hoặc từ các nguồn khác là cần thiết, cùng với nước và carbon dioxide, để sản xuất đường cho cây sử dụng làm năng lượng. Oxy cũng được tạo ra, và nhiều dạng sống đòi hỏi điều này để hô hấp.

Tính hướng quang có khả năng là một cơ chế sinh tồn được thực vật áp dụng để chúng có thể nhận được càng nhiều ánh sáng càng tốt. Khi cây mở ra về phía ánh sáng, quá trình quang hợp có thể diễn ra nhiều hơn, cho phép tạo ra nhiều năng lượng hơn.

Làm thế nào mà các nhà khoa học giải thích tính hướng quang?

Ý kiến ban đầu về nguyên nhân của tính hướng quang khác nhau giữa các nhà khoa học. Theophrastus (371 B.C.-287 B.C.) tin rằng tính hướng quang là do loại bỏ chất lỏng từ phía được chiếu sáng của thân cây, và sau đó, Francis Bacon (1561-1626) cho rằng phototropism là do héo. Robert Sharrock (1630-1684) tin rằng thực vật cong vì phản ứng với “không khí trong lành” và John Ray (1628-1705) cho rằng thực vật nghiêng về phía nhiệt độ lạnh hơn gần cửa sổ.

Tùy thuộc vào Charles Darwin (1809-1882) để tiến hành các thí nghiệm có liên quan đầu tiên liên quan đến chủ nghĩa quang. Ông đưa ra giả thuyết rằng một chất được tạo ra trong đầu gây ra độ cong của cây. Sử dụng các nhà máy thử nghiệm, Darwin đã thử nghiệm bằng cách bao gồm các mẹo của một số nhà máy và để lại những người khác không bị phát hiện. Những cái cây có đầu bị che không uốn cong về phía ánh sáng. Khi anh che một phần dưới của thân cây nhưng để những đầu tiếp xúc với ánh sáng, những cây đó di chuyển về phía ánh sáng.

Darwin không biết “chất” được tạo ra trong đầu là gì hoặc nó đã khiến thân cây bị uốn cong như thế nào. Tuy nhiên, Nikolai Cholodny và Frits Went đã tìm thấy vào năm 1926 rằng khi mức độ cao của chất này chuyển sang phía bóng của thân cây, thân cây đó sẽ uốn cong và uốn cong để đầu mũi hướng về phía ánh sáng. Thành phần hóa học chính xác của chất, được tìm thấy là hoocmon thực vật đầu tiên được xác định, không được làm sáng tỏ cho đến khi Kenneth Thimann (1904-1977) phân lập và xác định nó là axit indole-3-acetic, hoặc auxin.

Tính hướng quang hoạt động như thế nào?

Những suy nghĩ hiện tại về cơ chế đằng sau tính hướng quang như sau.

Ánh sáng, ở bước sóng khoảng 450 nanomet (ánh sáng xanh / tím), chiếu sáng một nhà máy. Một protein gọi là tế bào cảm quang bắt ánh sáng, phản ứng với nó và kích hoạt phản ứng. Nhóm các protein quang thụ thể ánh sáng màu xanh chịu trách nhiệm cho hiện tượng quang điện được gọi là phototropin. Vẫn chưa rõ chính xác làm thế nào các phototropin báo hiệu sự chuyển động của chất phụ gia, nhưng người ta biết rằng chất phụ gia di chuyển đến phía tối hơn, bóng mờ của thân cây để đáp ứng với sự tiếp xúc với ánh sáng. Auxin kích thích giải phóng các ion hydro trong các tế bào ở phía bóng của thân cây, khiến độ pH của các tế bào giảm. Việc giảm pH kích hoạt các enzyme (được gọi là expansin), khiến các tế bào sưng lên và khiến thân cây uốn cong về phía ánh sáng.

Sự thật thú vị về tính hướng quang ở thực vật

  • Nếu bạn có một nhà máy gặp phải hiện tượng quang hướng trong cửa sổ, hãy thử xoay cây theo hướng ngược lại, để cây bị bẻ cong khỏi ánh sáng. Chỉ mất khoảng tám giờ để cây quay ngược về phía ánh sáng.
  • Một số thực vật mọc xa ánh sáng, một hiện tượng gọi là quang hướng âm. (Trên thực tế, rễ cây trải nghiệm điều này; rễ chắc chắn không phát triển về phía ánh sáng. Một từ khác cho những gì chúng đang trải qua là lực hấp dẫn — uốn cong về phía lực hấp dẫn.)
  • Photonasty nghe có vẻ giống như một bức tranh của một thứ gì đó xui xẻo, nhưng thực tế không phải vậy. Nó tương tự như phototropism ở chỗ nó liên quan đến sự chuyển động của cây do kích thích ánh sáng, nhưng trong quang điện tử, chuyển động không hướng tới kích thích ánh sáng, mà theo hướng xác định trước. Chuyển động được xác định bởi chính cây trồng, không phải bởi ánh sáng. Một ví dụ về photonasty là mở và đóng lá hoặc hoa, do sự hiện diện hoặc không có ánh sáng.

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở ngân hàng, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu! Nếu các bạn phát hiện sai sót gì trong bài, có thể liên hệ với anh ấy qua Facebook bên dưới. Hoặc nếu bạn muốn trò chuyện về Khoa học, hãy kết bạn luôn nào <3

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker