БІОФІЗИКА РОСЛИН - Ю. І. Посудін - 2004

IІ. ПРОЦЕСИ ПЕРЕНОСУ В СИСТЕМІ РОСЛИНА-ҐРУНТ-ПОВІТРЯ

11. ПЕРЕНОС ЕЛЕКТРИКИ

11.4. РЕАКЦІЯ РОСЛИНИ НА ЗОВНІШІ ПОДРАЗНЕННЯ

Вплив освітлення. Електричні сигнали генеруються в клітинах зелених рослин. Під час вмикання або вимикання світла сигнали генеруються лише у фотосинтетичних клітинах. Але було встановлено [Лютіте, Хігінботам, 1984], що при роботі з тканинами, що складаються із зелених та незелених клітин, існує електричний зв'язок між цими клітинами: якщо збуджувати зелену клітину, електричний потенціал можна зареєструвати в незеленій клітині.

Вплив температури. Реакцію рослини (помідора) на температурний стимул, прикладений до верхнього листка, наведено на рис. 11.4. Потенціал дії реєстрували на різних ділянках рослини - від верхівки до коріння. Було обрано такі режими експерименту: А - стимул - полум'я, прикладене до верхівки; індикаторний електрод прикладений до черешка, якщо опорний електрод занурений у ґрунт; В - стимул - нагрітий метал, прикладений до верхівки, каломельний індикаторний електрод прикладений до черешка; С-використання двох індикаторних електродів, розміщених на черешку на відстані 28 MM; D - індикаторний електрод прикладений до стеблини, опорний електрод занурений у ґрунт; Е - порівняння сигналів, що реєструються на черешку та стеблині; F - порівняння сигналів на коріннях, які занурені у воду або розчин (2 мМ) аспірину; стимул прикладний до верхівки, реєстрація сигналів на черешку.

Рис. 11.4. Реєстрація потенціалу дії у відповідь на температурний стимул на різних ділянках рослини (пояснення в тексті).

Електричний шок. Результати вимірювання електричних потенціалів, індукованих прикладеним електричним полем амплітудою 10 В, наведено на рис. 11.5. Швидкість поширення сигналу вздовж ситоподібних трубок у напрямку до основи рослини становить 3-5 см·с^-1.

Рис. 11.5. Реєстрація електричних потенціалів, індукованих електричним полем амплітудою 10 В.

Вплив хімічних стимулів. Обробка листя картоплі водним розчином пентахлорофенолу з подальшим вимірюванням електричних потенціалів на відстані 9 см на стеблині рослини свідчить про монотонне зменшення протягом однієї години амплітуди потенціалу від 30 мВ до 0 ± 3 мВ. Швидкість поширення сигналу при цьому дорівнювала 0,05 см-с¹.

Зміна водного режиму. Якщо рослина росте у достатньо вологому ґрунті, подальше додавання води не змінює параметри потенціалу спокою. Але якщо рослина росте у сухому ґрунті, додавання води або водне обприскування різко збільшують амплітуду потенціалу до 7 ± 2 мВ протягом 20-30 хв. (рис. 11.6).

Рис. 11.6. Різниця потенціалів між електродами, зануреними у стеблину картоплі внаслідок обприскування: а - 0,3 мл дистильованої води вологого ґрунту; б - 50 мл дистильованої води сухого ґрунту.

Вплив комах. Результати зміни параметрів електричних потенціалів, що вимірювалися на стеблині, внаслідок розміщення на листках колорадських жуків наведено нарис. 11.7. Сигнал поширюється від верхівки до бульби.

Рис. 11.7. Поява дзеркального відображення різниці потенціалів між електродами у відповідь на розміщення на листках картоплі колорадських жуків.

Таким чином, рослина здійснює обмін інформацією за допомогою електричних сигналів у відповідь на зміну різноманітних параметрів навколишнього середовища.

Контрольні запитання

1. Що таке ЗБУДЛИВІСТЬ РОСЛИННИХ КЛІТИН?

2. У чому полягає суть електрохімічних методів вимірювання потенціалів спокою та дії?

3. Як реагує рослина на зовнішні подразнення?