Cảm ứng ở thực vật: hướng động và ứng động

Cây không di chuyển như động vật nhưng vẫn phản ứng

Thân non cong về phía sáng, tua cuốn quấn giá đỡ, lá trinh nữ cụp khi chạm. Đó là các đáp ứng của thực vật trước biến đổi môi trường.

Từ tiếp nhận đến đáp ứng

Cảm ứng gồm ba khâu chính: tiếp nhận kích thích → truyền, xử lí thông tin → tạo đáp ứng. Thực vật không có hệ thần kinh nhưng vẫn truyền tín hiệu giữa các tế bào. Đáp ứng có thể do hai phía sinh trưởng không đều hoặc do sức trương tế bào thay đổi. Vì vậy, tốc độ nhanh hay chậm không phải tiêu chí duy nhất để phân loại.

Hướng động: hướng phản ứng phụ thuộc hướng kích thích

**Hướng động** là vận động sinh trưởng có hướng phụ thuộc hướng tác nhân. Cơ quan cong về phía tác nhân là hướng động dương; cong tránh tác nhân là hướng động âm. “Dương” và “âm” chỉ chiều phản ứng, không mang nghĩa tốt hay xấu.

Nhận diện các kiểu hướng động

| Tác nhân | Ví dụ | |---|---| | Ánh sáng | Thân non hướng sáng dương | | Trọng lực | Rễ chính hướng trọng lực dương; chồi thường hướng trọng lực âm | | Nước | Rễ phát triển về vùng nước thích hợp | | Hóa học | Ống phấn được định hướng bởi tín hiệu hóa học | | Tiếp xúc | Tua cuốn quấn quanh giá đỡ | Một cơ quan có thể đồng thời chịu nhiều tác nhân. Cần bố trí thí nghiệm để tách chúng trước khi kết luận.

Vì sao thân non cong về phía sáng?

Mô hình ánh sáng một phía làm auxin phân bố nhiều hơn ở phía khuất sáng và thân non cong về phía nguồn sáng — Mô hình hướng sáng ở thân non: phía khuất sáng dãn dài mạnh hơn, làm thân cong về nguồn sáng.

Trong mô hình hướng sáng của thân non: **chiếu sáng một phía → auxin phân bố nhiều hơn ở phía khuất sáng → phía khuất sáng dãn dài mạnh hơn → thân cong về phía sáng**. Cây cong về phía nào không có nghĩa phía ấy dài nhanh hơn. Rễ nhạy với auxin khác thân; không lấy tác dụng trong thân non áp nguyên xi cho rễ hoặc suy “auxin càng nhiều thì mọi cơ quan càng dài”.

Xác định phía dãn dài nhanh hơn

**Ví dụ.** Thân non được chiếu từ bên trái và cong sang trái. Theo mô hình trên, phía phải là phía khuất sáng và dãn dài mạnh hơn, đẩy thân cong về nguồn sáng.

Đọc thí nghiệm hướng sáng

Hai nhóm cây non tương đương được giữ cùng nước, nhiệt độ và thời gian. Nhóm A nhận ánh sáng từ bên phải; nhóm B được chiếu sáng tương đối đều từ các phía. A cong sang phải, còn B mọc tương đối thẳng. Kết luận nào phù hợp?

AKết quả phù hợp với hướng sáng ở A; B là nhóm so sánh giúp kiểm tra vai trò của hướng chiếu sángBKết quả chứng minh trực tiếp nồng độ auxin bên trái của A cao gấp đôi bên phảiCB không cần thiết vì chỉ cần thấy A cong là xác định được mọi nguyên nhânDA cong sang phải vì tế bào phía phải dãn dài nhanh hơn phía trái

Ứng động: hướng vận động không do hướng kích thích quyết định

**Ứng động** là vận động có hướng không do hướng tác nhân quyết định. Lá trinh nữ cụp theo cấu tạo của lá, không nhất thiết cụp về phía ngón tay chạm. Cùng là kích thích tiếp xúc, tua cuốn quấn giá đỡ là hướng động; lá trinh nữ cụp là ứng động. Cần xét quan hệ giữa hướng kích thích và hướng vận động.

Ứng động có thể liên quan hoặc không liên quan sinh trưởng

| Kiểu ứng động | Cơ sở chính | Ví dụ | |---|---|---| | Sinh trưởng | Hai phía sinh trưởng không đều | Mở, khép ở một số hoa | | Không sinh trưởng | Sức trương tế bào thay đổi | Lá trinh nữ cụp; khí khổng đóng, mở | Ở lá trinh nữ, thay đổi vận chuyển ion và nước tại thể gối làm sức trương đổi nhanh; đây không phải một phía của lá lập tức ngừng lớn.

Cùng kích thích cơ học, cách phân loại vẫn khác

**Ví dụ.** Tua cuốn sinh trưởng quấn quanh điểm tiếp xúc là hướng tiếp xúc. Lá trinh nữ cụp nhanh khi chạm là ứng động không sinh trưởng. Tên tác nhân giống nhau nhưng cơ chế và quan hệ định hướng khác nhau.

Phân biệt hướng động và ứng động

Thân non cong về cửa sổ có ánh sáng từ một phía, còn cánh hoa mở khi trời sáng theo hướng do cấu tạo cơ quan quyết định. Cách phân loại nào đúng?

ACả hai đều là hướng sáng vì cùng chịu tác động của ánh sángBThân non là ứng động, còn cánh hoa là hướng độngCThân non là hướng động, còn cánh hoa là ứng độngDCả hai đều là ứng động vì cây không di chuyển khỏi vị trí

Đọc thí nghiệm hướng sáng

Hai nhóm cây tương đương được giữ cùng nước, nhiệt độ và thời gian. Nhóm A nhận ánh sáng từ một phía; nhóm B nhận ánh sáng tương đối đều. Nếu A cong về nguồn sáng còn B mọc tương đối thẳng, kết quả phù hợp với hướng sáng. Cần ghi cả hướng nguồn sáng và hướng cong. Thí nghiệm cho thấy phản ứng, chưa trực tiếp đo lượng auxin ở hai phía.

Tách hướng nước với hướng trọng lực

Đặt nước phía dưới hạt làm gradient nước cùng chiều trọng lực. Rễ mọc xuống trong bố trí này chưa tách được hai nguyên nhân. | Mục tiêu | Bố trí cần có | |---|---| | Kiểm tra hướng trọng lực | Giữ ẩm tương đối đều; thay hướng đặt hạt; theo dõi hướng rễ | | Kiểm tra hướng nước | Tạo gradient ẩm theo phương ngang; có nhóm đối chứng ẩm đều | Giữ ánh sáng, nhiệt độ, nền trồng và loại cây tương đương; dùng nhiều cây và theo dõi theo thời gian. Kết quả không có nghĩa rễ chỉ chịu một tác nhân duy nhất.

Từ cảm ứng đến chăm sóc cây

Làm giàn tạo nơi bám cho cây có tua cuốn; bố trí ánh sáng, nước và khoáng phù hợp hỗ trợ sinh trưởng. Khi giải thích, nối đủ ba ý: tác nhân → đáp ứng → lợi ích. Nước hay khoáng nhiều hơn không mặc nhiên tốt hơn vì còn phụ thuộc loài, nồng độ và độ thoáng của đất.

Kiến thức cần nhớ

Hướng động phụ thuộc hướng kích thích; ứng động không phụ thuộc theo cách đó. Sự cong có thể do sinh trưởng không đều, vận động nhanh có thể do đổi sức trương. Thí nghiệm cần đối chứng và phải tách các tác nhân cùng hướng.