گرایش عکس العملی از طرف گیاهان که در پاسخ به محرک خارجی انجام می گیرد و در آن بخشی از گیاه از طریق خم شدن به سمت منبع محرک نزدیک می شود و یا  از آن دور می شود، را جاذبه گرایی می گویند. اگر گیاه به محرک نزدیک شود، پاسخ مثبت و اگر از محرک دور شود پاسخ منفی نامیده می شود. در این مطلب راجع به یکی از گرایش های شناخته شده در گیاهان، به نام جاذبه گرایی توضیح خواهیم داد.

جاذبه گرایی

یکی از گرایش های شناخته شده در گیاهان، جاذبه گرایی است که در پاسخ به جاذبه زمین صورت می گیرد. برای مثال، اگر یک دانه رست (دانه رُست به معنی دانه رویش یافته می‌باشد) روی زمین قرار داده شود، ریشه به سمت پایین (جاذبه گرایی مثبت) و ساقه به سمت بالا (جاذبه گرایی منفی) رشد خواهند کرد. (شکل 1)

توجیه اولیه برای این فرآیند، انتشار مجدد اکسین (اکسین‌ها گروهی از هورمون‌های گیاهی هستند که در رشد گیاهان مؤثرند) از نیمه فوقانی به نیمه زیرین ساقه یا ریشه بود به طوریکه، غلظت بالای اکسین در سطح زیرین ساقه، باعث گسترش سلولی بیشتر در این بخش از ساقه شده و در نتیجه ساقه به سمت بالا خم می شود. همین تفاوت غلظت اکسین در ریشه اثری متفاوت از خود برجای می گذارد. سلول های ریشه در مقایسه با ساقه، حساسیت بالاتری نسبت به اکسین دارند. به همین دلیل، غلظت بالای اکسین در سمت تحتانی ریشه، باعث توقف رشد این بخش شده و رشد بیشتر فوقانی ریشه، باعث حرکت رو به پایین ریشه می شود.

ژن های القا شونده توسط اکسین در تعدادی از گونه های گیاهی، شناسایی و کلون سازی شده اند. افزایش میزان رونویسی برخی از این ژن ها که در پاسخ به اکسین رخ می دهد، تنها در بخشی از ساقه که دارای رشد بیشتر است، دیده می شود. هنوز به طور قطعی مشخص نشده است که دلیل این افزایش رونویسی، افزایش غلظت اکسین است یا افزایش میزان حساسیت بافت نسبت به اکسین موجود.

ساقه و ریشه چگونه قادر به درک جاذبه هستند؟ درک جاذبه در ارتباط با رسوب آمیلوپلاست ها (پلاستید های ذخیره ای محتوی نشاسته) در سلول های خاصی از ریشه و ساقه است. آمیلوپلاست هایی که به عنوان گیرنده های جاذبه عمل می کنند، استاتولیت نام داشته و سلول های محتوی استاتولیت را استاتوسیت می گویند. در کولئوپتیل (لایه محافظ محور روی لپه در برخی تک لپه ای ها) و ساقه، درک جاذبه توسط داخلی ترین لایه کورتکس به نام غلاف نشاسته ای انجام می گیرد. سلول های این لایه، بافت های آوندی را محاصره می کنند. علی رغم ارتباط تنگاتنگ بین غلاف نشاسته ای و آندودروم (درونی ترین لایة کورتکس (پوست) گیاهان که مانند غلافی بافت آوندی ریشه ها و برخی ساقه ها را در برگیرد)، سلول های آندودرمی فاقد آمیلوپلاست هستند. موتان (جهش یافته) های آرابیدوپسیس فاقد آمیلوپلاست در غلاف نشاسته ای، دارای ساقه ای بودند که فاقد پاسخ گویی به جاذبه بود، درحالی که ریشه آنها نسبت به جاذبه، پاسخ طبیعی نشان می داد.

در ریشه، استاتوسیت ها در درون ستونک یا ستونک یا ستون مرکزی کلاهک استقرار دارند. ستونک متشکل از سلول های شدیدا قطبی است. در شرایطی که سلول های ستونک در وضعیتی عمودی قرار دارند، آمیلوپلاست ها در نزدیکی قاعده سلول و در نزدیکی دیواره عرضی سلول رسوب می کنند. البته در این شرایط، آمیلوپلاست ها توسط توده ای از شبکه آندوپلاسمی لوله ای، از دیواره جدا می شوند. هسته در قطب مخالف سلول قرار داشته و سایر اندامک ها نیز غالبا در بخش مرکزی سلول قرار دارند. شبکه ای از رشته های ظریف اکتینی (رشته ای نازک از اکتین تشکیل می شوند) در سرتاسر سلول حضور دارند.

هنگامی که ریشه در وضعیت افقی قرار داده می شود، آمیلوپلاست هایی که در حالت عادی در دیواره های عرضی سلول های ستونک مشاهده می شدند، به سمت پایین غلتیده و به موازات دیواره های طولی سلول (که هم اکنون به سمت زمین قرار گرفته اند) قرار می گیرند. (شکل 2 – آمیلوپلاست ها و جاذبه)

چند ساعت پس از این تغییرات، ریشه به سمت پایین خم شده و آمیلوپلاست ها به جایگاه اولیه خود، یعنی دیواره های عرضی سلول، بر می گردند.

بخشی از شواهد تایید کننده فرضیه نشاسته-استاتولیت، یعنی درک جاذبه از طریق آمیلوپلاست های موجود در استاتوسیت ها، حاصل مطالعاتی بود که در آنها حذف سلول های ستونک ریشه در گیاه آرابیدوپسیس به وسیله تابش های لیزری، باعث ممانعت از خمیدگی ریشه در پاسخ به جاذبه می شد. یکی دیگر از شواهد، مربوط به مطالعات انجام گرفته بر روی موتان های آرابیدوپسیس فاقد نشاسته بود و موتان های دارای نشاسته ناقص، در مقایسه با گیاهان شاهد، (در گروه هایی که یک یا چند تا متغیر را تغییر میدهند یک گروه بدون تغییر و در حالت طبیعی قرار میگیرد که در این شرایط مشاهده کنند تغییر متغیر چه تاثیری بر گیاه نسبت به حالت طبیعی داشته است) حساسیت کمتری نسبت به جاذبه داشتند. در موتان های فاقد نشاسته نیز، حساسیت به مراتب کمتری مشاهده می شد. هنوز توجیه مناسبی برای نحوه ترجمه جابه جایی آمیلوپلاست محتوی نشاسته به رشد افتراقی ارائه نشده است.

گرچه در ابتدا تصور می شد که خمیدگی ریشه در پاسخ به جاذبه ناشی از، طویل شدگی نیمه تحتانی ریشه است، ولی امروزه مشخص شده است که فرآیند خمیدگی یا خمش در ناحیه ای دور از ناحیه طویل شدگی اصلی (متمایل به راس ریشه) رخ می دهد.

منبع:

گیاهشناسی ریون - جلد سوم