Geotropism sau gravitropism (în fiziologia plantelor ) - capacitatea diferitelor organe ale plantelor de a fi localizate și de a crește numai într-o anumită direcție față de centrul globului. Toată lumea știe că tulpina crește, iar rădăcina în jos. Dar, deoarece conceptele de „sus” și „jos” sunt relative, atunci mai precis acest fenomen ar trebui formulat după cum urmează: tulpina și rădăcina cresc în direcția razei pământului . Deja pe baza acestui fapt observat universal , se poate concluziona că motivul unei astfel de orientări constă în forța gravitației sau gravitația.
Experimentele lui Thomas Andrew Knight din 1806 au confirmat pe deplin acest lucru . Germinând semințe pe un cerc care se rotește rapid al unei mașini centrifuge, Knight a observat că rădăcinile plantelor tinere creșteau în direcția forței centrifuge (din centru), iar tulpinile în direcția opusă. Evident, în acest experiment, forța centrifugă a acționat în același mod ca în condiții normale, gravitația pământului acționează (pentru o descriere mai detaliată a experimentelor, vezi aici ).
Dacă organele, precum o rădăcină, cresc în direcția forței gravitaționale, adică spre centrul Pământului, atunci ele spun că au geotropism pozitiv; geotropismul organelor care cresc în direcția opusă, de exemplu, o tulpină, se numește negativ.
Pentru a elimina fenomenele de geotropism, ei recurg la ajutorul unui dispozitiv special, așa-numitul clinostat . Clinostatul constă dintr-o tijă metalică lungă care se rotește în jurul propriei axe folosind un mecanism de ceas. Tija poate fi instalată într-o poziție verticală, orizontală sau în orice poziție înclinată după dorință. Pe tijă se pune un cerc pentru așezarea plantelor. Dacă tija este rotită încet în poziție orizontală și semințele germinate sunt atașate de cerc (în acest caz, dintr-un dop), atunci se poate observa că plantele tinere vor crește în direcția în care au fost date la începutul experiment. Rezultatul este clar: cu rotația constantă a cercului, fiecare parte a plantei se mișcă în sus și în jos, prin urmare, gravitația pământului acționează asupra ei la intervale egale de timp în direcția opusă - de aici și neutralizarea gravitației.
Dacă o plantă tânără (încă în creștere) este plasată orizontal, atunci după o anumită perioadă de timp (diferită pentru diferite plante, de obicei câteva ore), capătul rădăcinii se va îndoi în jos, iar capătul tulpinii se va îndoi în sus. Astfel de coturi geotropice apar numai în regiunea unei secțiuni (zone) în creștere, în timp ce secțiunile care au încetat să crească nu se îndoaie; forma îndoirii depinde și de lungimea zonei de creștere: la rădăcini (cu o zonă de creștere scurtă) coturile sunt abrupte, la tulpini (cu zonă de creștere lungă) au forma unui arc blând. La cereale , îndoirea are loc la locul nodului , iar tulpina se ridică într-o linie întreruptă.
Pe baza acestor date și a multor alte date, se ajunge la concluzia că fenomenele de geotropism sunt fenomene de creștere. Tot ceea ce favorizează creșterea favorizează și geotropismul; orice intarzie cresterea intarzie si geotropismul.
Până acum, am vorbit despre geotropismul tulpinii principale și al rădăcinii principale. Geotropismul lor se numește vertical ( ortogeotropism ). Alte organe ale plantelor, de exemplu, rizomii subterani ai multor plante ( Sitnik ( Juncus )), ramurile unor copaci , cresc în direcție orizontală și, fiind scoase din această poziție, tind să se întoarcă din nou la ea. Un astfel de geotropism se numește transversal sau transversal ( diageotropism ).
Ramurile laterale și rădăcinile laterale cresc de obicei într-un unghi oblic față de axa principală, geotropismul lor este comparativ foarte slab, iar ramurile și rădăcinile ordinelor 2, 3 etc. nu mai prezintă deloc geotropism și cresc în toate direcțiile posibile.
În ciuda unui număr semnificativ de studii dedicate studiului fenomenelor de geotropism, acestea din urmă sunt încă foarte întunecate și misterioase. De ce aceeași forță de gravitație face ca rădăcina să tindă spre centrul Pământului, iar tulpina în direcția opusă - răspunsul la aceasta, după toate probabilitățile, trebuie căutat în diferența dintre structura acestor organe.
Cele mai geotropice coturi apar din cauza creșterii neuniforme în lungime a celor două laturi opuse ale organului. Când tulpina este îndoită, partea superioară devine mai puternică decât cea inferioară; când rădăcina este îndoită, exact opusul este adevărat. Că geotropismul negativ al tulpinii este un fenomen activ, vital este clar și de înțeles. În ceea ce privește rădăcina, s-ar putea presupune (cum au presupus de fapt unii) că îndoirea ei este pasivă, că se îndoaie numai din cauza propriei gravitații.
Experiența lui Julius Sachs ( germanul Julius Sachs ) a arătat că o astfel de viziune este nedreaptă. Saks a turnat un strat superficial de apă pe suprafața mercurului și apoi a atașat muguri de fasole tineri , astfel încât rădăcina lor să se așeze orizontal în acest strat de apă. Sub influența geotropismului pozitiv, rădăcina s-a aplecat și și-a înfipt vârful destul de adânc în mercur, deplasând astfel un volum de mercur egal cu volumul vârfului scufundat, în ciuda faptului că greutatea specifică a mercurului este de aproape 13,5 ori mai mare decât cea a mercurului. a vârfului rădăcinii.
Faptul că rădăcina pătrunde în solul dens este o altă dovadă similară a activității mișcării geotropicale a acestui organ. Potrivit lui Darwin , gravitația acționează ca un iritant în partea superioară a rădăcinii, de la care iritația este transmisă unei alte zone de creștere a rădăcinii, unde are loc îndoirea. Rădăcinile care sunt tăiate în partea de sus, potrivit lui Darwin, nu se pot îndoi geotropic. Experimentele ulterioare ale lui Wiesner ( germană: Julius Wiesner ), totuși, nu au confirmat acest punct de vedere.
Fenomenele descrise sunt de mare importanță pentru viața plantei. Supusa geotropismului pozitiv, rădăcina se repezi în sol, fixează planta și, pătrunzând din ce în ce mai adânc, intră în contact cu noi provizii de hrană. Rolul geotropismului negativ, care ridică tulpina în sus în zona hranei aerului, nu este mai puțin clar. Datorită aceluiași geotropism, cerealele care au fost doborâte (de vânt sau de ploaie) la pământ se ridică din nou și își iau poziția verticală obișnuită.
Geotropismul la animale constă și în dorința de a lua o anumită poziție față de direcția gravitației; poate fi, de asemenea, pozitiv și negativ, adică animalul tinde să țină capul sus (unele omizi, gărgări - Coccinella, gândaci) sau în jos (păianjen încrucișat - Epeira).