Bài 15. Cảm ứng ở thực vật

I. KHÁI QUÁT VỀ CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT

- Cảm ứng ở thực vật là sự thu nhận và trả lời đối với các kích thích từ môi trường của các cơ quan trên cơ thể thực vật.

- Các kích thích từ môi trường được tiếp nhận bởi thụ thể của tế bào ở các cơ quan của thực vật và truyền thông tin dưới dạng các dòng electron hoặc các chất hoá học. Thông tin trả lời được truyền đến bộ phận trả lời kích thích, gây nên các đáp ứng của cơ thể thực vật.

- Cảm ứng ở thực vật thường xảy ra chậm, khó quan sát và được biểu hiện thông qua sự vận động của các cơ quan trên cơ thể thực vật.

- Cảm ứng ở thực vật có thể xảy ra do sự thay đổi hàm lượng hormone (chủ yếu là auxin), gây tác động kích thích hoặc ức chế dẫn đến tốc độ phân chia và sinh trưởng không đều của các tế bào ở hai phía đối diện của cơ quan; hoặc do sự thay đổi độ trương nước, co rút chất nguyên sinh, biến đổi quá trình sinh lí - sinh hoá theo nhịp đồng hồ sinh học.

II. CÁC HÌNH THỨC BIỂU HIỆN VÀ VAI TRÒ CỦA CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT

Cảm ứng ở thực vật bao gồm hai hình thức biểu hiện là vận động hướng động (hướng động) và vận động cảm ứng (ứng động).

1. Vận động hướng động

- Vận động hướng động là hình thức phản ứng của các cơ quan thực vật đối với tác nhân kích thích theo một hướng xác định, trong đó, hướng của phản ứng phụ thuộc vào hướng của tác nhân kích thích.

- Dựa vào hướng phản ứng của thực vật đối với tác nhân kích thích, hướng động được chia thành hai loại: hướng động dương là sự vận động của các cơ quan hướng tới nguồn kích thích, hướng động âm là sự vận động của các cơ quan tránh xa nguồn kích thích.

- Dựa vào bản chất của tác nhân kích thích, thực vật có các dạng hướng động:

+ Hướng sáng là sự vận động của thân (cành) cây hướng về phía có ánh sáng. Nhờ tính hướng sáng dương của ngọn, cây có thể thu nhận ánh sáng cho quá trình quang hợp.

+ Hướng trọng lực là sự vận động của cây dưới tác động của trọng lực. Trong đó, rễ sinh trưởng theo chiều trọng lực còn thân sinh trưởng theo hướng ngược chiều trọng lực. Tính hướng sáng âm và hướng trọng lực dương đảm bảo cho rễ sinh trưởng trong đất để giữ cây đứng vững, hút nước và các chất dinh dưỡng cho cây.

+ Hướng nước và hướng hoá là phản ứng sinh trưởng của thực vật đối với nước và chất hoá học (muối khoáng, chất hữu cơ, hormone,...). Ví dụ: Rễ sinh trưởng hướng đến nguồn nước, các chất dinh dưỡng và tránh xa các chất độc hại, nhờ đó, cây lấy được nước và các chất dinh dưỡng.

+ Hướng tiếp xúc là phản ứng sinh trưởng của cây đối với sự tiếp xúc (tác động cơ học). Ví dụ: Các loài cây dây leo (nho, trầu bà, bầu, bí,...) có thân hoặc tua cuốn để quấn quanh giá thể (cọc, hàng rào, giàn,...). Nhờ tính hướng tiếp xúc, cây có thể vươn lên để thu nhận ánh sáng cho quá trình quang hợp.

2. Vận động cảm ứng

- Vận động cảm ứng là hình thức phản ứng của các cơ quan thực vật đối với tác nhân kích thích không định hướng.

- Vận động cảm ứng không phụ thuộc vào hướng của tác nhân kích thích mà phụ thuộc vào cấu trúc hình dẹp của các cơ quan (lá, cánh hoa).

- Tuỳ theo tác nhân kích thích, vận động cảm ứng được chia thành: quang ứng động, thuỷ ứng động, hoá ứng động, ứng động tiếp xúc, ứng động tổn thương, điện ứng động,...

- Dựa vào cơ chế phản ứng, vận động cảm ứng được chia thành hai loại:

+ Ứng động sinh trưởng là sự vận động của các cơ quan có liên quan đến sự phân chia và lớn lên của tế bào, kiểu vận động này thường diễn ra theo đồng hồ sinh học và có tốc độ phản ứng chậm. Ví dụ: Hoa bồ công anh nở vào ban ngày và khép lại vào ban đêm; hiện tượng “thức và ngủ” của lá theo nhịp ngày đêm ở một số loài thực vật (trinh nữ, muồng xanh,...).

+ Ứng động không sinh trưởng là sự vận động của các cơ quan không liên quan đến sự phân chia và lớn lên của tế bào, mà do sự thay đổi độ trương nước của tế bào. Các kích thích được lan truyền và gây ra phản ứng nhanh ở các miền chuyên hoá của cơ quan. Ví dụ: Khi bị va chạm, lá cây trinh nữ sẽ khép lại nhằm tự vệ tránh bị tổn thương, nguyên nhân là do tác động bên ngoài làm cho thể gối ở cuống lá và gốc lá chét giảm sức trương, các tế bào bị mất nước và co nguyên sinh làm lá khép lại; sự vận động của lá ở các loài cây bắt côn trùng; hoạt động đóng, mở khí khổng;...

- Vận động cảm ứng giúp thực vật thích nghi đa dạng với sự biến đổi của môi trường, đảm bảo cho thực vật tồn tại và phát triển.

III. ỨNG DỤNG CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT

Trong thực tiễn, dựa vào tính cảm ứng của thực vật, con người có thể chủ động điều khiển quá trình sinh trưởng của cây thông qua chế độ chiếu sáng, tưới nước và bón phân hợp lí, làm giàn,... để cây trồng cho năng suất cao và sản phẩm đạt chất lượng tốt, giảm thời gian thu hoạch, tiết kiệm chi phí và mang lại hiệu quả kinh tế cao.