Движение – это изменение положения тела в пространстве. Активное движение характерно животным, они плавают, бегают, ползают, летают. Одни из них перемещаются быстро, другие – медленно. Растения, особенно высшие, как правило, прикреплены к субстрату и не обладают способностью к свободному перемещению в пространстве. Однако, растения тоже способны двигаться, хотя их движения коренным образом отличаются от движений животных. Что собой представляют движения растений и чем они определяются?

Движения растений — это не свободное перемещение всего организма с места на место, как у животных, а изменение положения отдельных органов, частей растения или клеточных структур. Растение обычно остается прикрепленным к почве или другому субстрату, но его побеги, корни, листья, цветки, усики, лепестки, устьица и даже органоиды внутри клеток могут изменять свое положение.

Главное отличие движений растений от движений животных в том, что у растений нет мышц, нервной системы и активного передвижения всего тела. Их движения чаще всего связаны с ростом, изменением тургорного давления в клетках, набуханием или высыханием тканей, а также с реакцией на внешние раздражители.

Растительные движения можно разделить на несколько основных типов.

1. Ростовые движения

Это движения, которые происходят за счет неравномерного роста разных сторон органа. Если одна сторона стебля, корня или листа растет быстрее другой, орган изгибается.

Например, побег изгибается к свету, потому что клетки на затененной стороне растут быстрее. В результате стебель наклоняется в сторону источника света. Корень, наоборот, обычно растет вниз, в сторону действия силы тяжести.

К ростовым движениям относятся тропизмы — направленные движения органов растения под влиянием раздражителя.

Основные виды тропизмов:

Фототропизм — движение под влиянием света.
Побеги большинства растений обладают положительным фототропизмом: они растут к свету. Это помогает листьям получать больше солнечной энергии для фотосинтеза.

Геотропизм, или гравитропизм — реакция на силу тяжести.
Корни обычно обладают положительным геотропизмом, то есть растут вниз. Побеги — отрицательным геотропизмом, потому что растут вверх, против силы тяжести.

Гидротропизм — рост в направлении влаги.
Корни могут расти туда, где больше воды.

Хемотропизм — движение под влиянием химических веществ.
Например, пыльцевая трубка растет в направлении семязачатка, реагируя на химические вещества, выделяемые тканями цветка.

Тигмотропизм — реакция на прикосновение.
Усики гороха, винограда, огурца и других вьющихся растений обвивают опору после соприкосновения с ней.

Эти движения обычно медленные, потому что зависят от роста клеток. Их трудно заметить сразу, но они хорошо видны при длительном наблюдении.

2. Настии

Настии — это движения органов растения, которые вызываются внешним раздражителем, но направление движения не зависит от направления раздражителя.

Например, цветок может закрываться при понижении температуры или при наступлении темноты. При этом он не «поворачивается» к источнику холода или темноты, а просто совершает определенное движение.

Примеры настий:

Фотонастии — движения, связанные с изменением освещения.
Многие цветки раскрываются днем и закрываются вечером или ночью.

Термонастии — движения, вызванные изменением температуры.
Например, цветки тюльпанов раскрываются в тепле и закрываются при похолодании.

Сейсмонастии — движения в ответ на сотрясение, удар или прикосновение.
Классический пример — мимоза стыдливая. При прикосновении ее листочки быстро складываются, а черешок опускается.

Тигмонастии — движения в ответ на прикосновение.
Например, венерина мухоловка захлопывает ловчий лист, когда насекомое касается чувствительных волосков.

Настические движения могут быть довольно быстрыми. Они часто связаны не с ростом, а с изменением тургора — внутреннего давления клеточного сока на клеточную стенку. Если одни клетки теряют воду и становятся менее упругими, а другие сохраняют тургор, орган изгибается или складывается.

3. Тургорные движения

Тургор — это давление содержимого клетки на ее оболочку. У растений он имеет огромное значение, потому что именно тургор поддерживает упругость листьев, молодых стеблей и других органов.

Когда вода входит в клетки, они набухают и становятся напряженными. Когда вода выходит, клетки теряют упругость. Если это происходит неравномерно в разных частях органа, возникает движение.

Так работают многие быстрые движения растений. Например, у мимозы в основании листочков находятся специальные двигательные участки — подушечки. При раздражении часть клеток быстро теряет воду, тургор падает, и лист складывается.

Тургорные движения также участвуют в открывании и закрывании устьиц. Устьица — это небольшие отверстия на поверхности листа, через которые растение испаряет воду и обменивается газами. Замыкающие клетки устьиц изменяют свою форму в зависимости от количества воды в них, поэтому устьице открывается или закрывается.

4. Гигроскопические движения

Некоторые движения происходят не в живых растущих клетках, а в мертвых или высыхающих тканях. Они связаны с тем, что разные части органа по-разному набухают или сжимаются при изменении влажности.

Например, сухие створки плодов могут раскрываться и разбрасывать семена. Чешуи шишек раскрываются в сухую погоду и смыкаются при повышенной влажности. У некоторых растений семена или плоды способны скручиваться, раскручиваться и таким образом углубляться в почву.

Такие движения определяются физическими свойствами тканей и их способностью поглощать или терять воду.

5. Автономные движения

Некоторые движения растений происходят не как непосредственный ответ на внешний раздражитель, а благодаря внутренним ритмам самого организма.

Например, листья некоторых растений днем занимают одно положение, а ночью — другое. Это называют «сонными движениями» листьев. У клевера, фасоли, кислицы листья могут складываться на ночь и снова раскрываться утром.

Такие движения связаны с внутренними биологическими часами растения, но обычно они также зависят от света, температуры и общего состояния растения.

Чем определяются движения растений

Движения растений определяются несколькими основными факторами.

Во-первых, они определяются внешними раздражителями: светом, силой тяжести, влагой, температурой, прикосновением, химическими веществами, сменой дня и ночи.

Во-вторых, они зависят от внутреннего состояния растения: содержания воды в клетках, уровня тургора, активности роста, возраста органа, обмена веществ.

В-третьих, большую роль играют фитогормоны — вещества, регулирующие рост и развитие растения. Особенно важны ауксины. Они могут распределяться неравномерно, из-за чего клетки одной стороны органа растут быстрее, чем клетки другой стороны. Так возникают изгибы побегов и корней.

В-четвертых, движения зависят от строения тканей. У некоторых растений есть специальные участки, способные быстро изменять тургор. У других движение обеспечивается особенностями клеточных стенок, способных набухать или высыхать.

Таким образом, движения растений — это в основном ростовые, тургорные и гигроскопические изменения положения органов или их частей. Они помогают растению приспосабливаться к условиям среды: получать больше света, находить воду и минеральные вещества, закрепляться на опоре, защищаться от повреждений, регулировать испарение воды, раскрывать цветки и распространять семена.

Хотя растения не бегают и не летают, их движения имеют большое значение для жизни. Они медленнее и менее заметны, чем движения животных, но не менее важны, потому что обеспечивают питание, рост, размножение и выживание растения.