ТРОПИЗМЫ, НАСТИИ И МИМОЗА СТЫДЛИВАЯ

Здравствуйте, друзья!

Сегодня я расскажу о необычном поселенце на моем подоконнике. Об этом растении я мечтала с детства. Хотелось своими глазами и своими руками ощутить эффект  мгновенного движения у растений. Но не было возможности найти в то время такую экзотику в нашем городе. И теперь я реализую эту маленькую детскую мечту.

Как вырастить мимозу стыдливую из семян

Особо ни на что не надеясь, я купила пакетик семян стыдливой мимозы и высадила в горшочек в смесь цветочной земли "Терра", с добавлением  геля и перлита для удержания воды. 

Размер семян около 3 мм в диаметре. Из 7 штук взошло 3. Посеяла я их 29 апреля, а 5 мая появился первый росток, второй - 6 мая, третий  - 8 мая, а 4 и 5 ростки - к 16 мая. То есть семена проросли на 7-18 день после высадки. При этом, я их не замачивала.

Настоящий листочек на первом ростке появился на пятый день от всходов и на 12-й день после высадки. Сначала его сложные листочки были плотно сомкнуты, но потом расправились, как зеленые пёрышки в хвосте птицы. На черешочке их 6. По 3 с каждой стороны. Так как лист венчает парочка перышек-листочков, то он называется парноперистосложным.

Мимоза стыдливая (Mimosa pudica) полукустарник родом из тропиков Южной Америки из семейства бобовых. Вырастает до 1,5 метров у себя на родине, на подоконнике же ее размеры скромнее - около 50 см. Цветет она сиреневыми шариками с весны до осени на солнечных окнах. 

Но что нам экзотика, то бразильцу сорняк. Стыдливую мимозу не любят на ее родине за ядовитость. Если коровы и овцы наедятся мимозы, то могут погибнуть. Нередко, это случается с попаданием травы мимозы в сено. 

А если животные начинают поедать мимозу в живую, из волосковидных микроскопических мешочков на корешках начинает выделяться неприятный запах сероводорода с примесью органических кислот. Мимоза - настоящий скунс среди растений! Причем к защитной газовой атаке растение может прибегнуть даже если возле ее корней начинают рыхлить землю. Запах отпугивает животных, как и колючки на стеблях.

Неудивительно, что крестьяне недолюбливают этот злостный сорняк. Представляете, если надо грядки от мимозы прополоть! Нужны  толстые перчатки и противогаз. Ядовитый сорняк, да еще и с запашком. По той же причине, не стоит заводить мимозу, если в доме маленькие дети. Я составила паспорт растения для выращивания мимозы.

Движение листочков мимозы стыдливой

У мимозы есть много народных названий - "робкая дева", "сонная голова". Называют так ее за способность очень быстро сворачивать листочки вниз, к черешку. И вот что замечательно - малюсенький листочек уже способен к движению! Причем двигается он весьма быстро. 

Зачем же мимоза так поступает? Эти движения вводят в замешательство растительноядных животных. Если движется быстро, значит, это не растение, а животное. К тому же быстрые движения позволяют стряхнуть насекомых вредителей. Букашек пугает движение, ведь это чревато тем, что шестиножками заинтересуется  некто насекомоядный. Лучше уж выбрать другое растение, без странностей.

Когда минует угроза, растение медленно расправляет свои листочки. Возврат к прежнему состоянию открытости занимает более продолжительное время, чем сворачивание. Интересно, можно ли измерить эти изменения в движении мимозы?

Измерение движения листьев мимозы стыдливой

Конечно, сейчас можно снять на камеру процесс, а затем ускорить его с помощью специальных программ. А можно ли это сделать проще? Измеряли же как-то люди движения растений раньше, до изобретения компьютера.

Сложных приборов нам не потребуется. Запасемся миллиметровой бумагой (если таковой нет, можно и обычную бумагу взять, с линейкой), карандашом с мягким грифелем, кусочком картона, ножницами, трубочкой для коктейля, секундомер.

1) Наклеим миллиметровку на картон, чтобы было удобно делать пометки.

2) От трубочки отрежем кусочек длиной 6-8 см И сделаем вертикальный двойной надрез сверху на 1,5 см, чтобы можно было в него вставить и укрепить картонку.

3) Вгоним трубочку за ростками, стараясь не задевать их. Вставим в прорезь картонку с миллиметровкой. 

4) Аккуратно отметим карандашом точку 0, которая соответствует положению высоты крайних листочков ростка. В качестве модели я взяла росток мимозы, которому на момент опыта 8 дней. 

5) Заденем карандашом листочки. И отметим точку 1, которая соответствует высоте опущенных листков и стебелька.

На видео хорошо видно, что стебелек прошел вниз 7 мм за 5 секунд.

6) Засечем 1 минуту и отметим точкой 2 как изменилось положение ростка.

За минуту росток прошел 3,5 мм, то есть половину пути.

7) Затем отметим точку 3, еще через минуту.

Росток вернулся в прежнее положение. 

Вывод: до восстановления прежнего состояния 8-дневному ростку потребовалось 2 минуты. Это в 24 раза дольше, чем листочки и стебелёк мимозы опускались.

Интересно, будет ли зависеть скорость движения от возраста растения? Вы тоже можете проделать такие опыты. Они совсем не сложные, а мимоза очень интересна для исследований. И если ее не есть, то вполне безопасна.

ПС: во время исследования мимоза вела себя хорошо, и не испускала неприятных ароматов.

Как листьям мимозы удается так быстро двигаться?

Прежде чем говорить о механизме движения мимозы, я хотела бы рассказать о классификации растительных движений в целом. Здесь царит некоторая путаница, поскольку одни и те же термины применяли как придется, к чему придется. А в учебниках обновленного образования сам черт ногу сломит, а не разберется кто кому брат.  Поэтому, я сделала свою схему, по которой можно ориентироваться и объяснять, почему у мимозы столько разнообразных типов движений.

В движении растений выделяют несколько параллельных классификаций. Выделяют первичную классификацию по механизмам движения (выделена на схеме зеленым цветом), которая легко и просто накладывается на классификацию типов движения: тропизмы, нутации и настии.

Выделяют два механизма движения растений - активный, с затратами энергии, и пассивный - без затрат таковой. К пассивным движениям относят гигроскопические движения. Вода беспрепятственно проходит в клетки, в пространство между целлюлозными волокнами. Так движутся чешуи у мертвой сухой шишки, набухает семя.

К активным процессам относят ростовые движения под действием гормона ауксина, например, у ПОДСОЛНЕЧНИКА. 

Также к активным движениям с затратами энергии относят тургорные изменения в особых клетках. В этих моторных клетках происходит перекачивание воды в нужном направлении. Именно этот способ движения мы наблюдаем у мимозы. У основания ее черешка в клетках есть особые водяные мембраны, а в листьях чувствительные клетки, улавливающие раздражитель. Вода устремляется к месту раздражения и листья опускаются под действием силы тяжести.

Отдельная группа в классификации типов движений применительно направленности раздражителя. Выделяют однонаправленные по отношению к раздражителю тропизмы, которые работают на активных способах движения - ростовых и тургорных изменений. Тропизмы бывают положительными и отрицательными и сопровождаются пояснительной частью в названии, связанным с раздражителем. Например, у корня отрицательный фототропизм (движение к свету), но положительный геотропизм (движение в глубь земли). Обычно тропизмы связывают с корнем и стеблем.

Нутации у усиков огурца

Нутации - связаны с круговыми движениями в направлении раздражителя. Как правило, ими обладают вьющиеся растения, с цепляющимися усиками.

Настии - это ответ на ненаправленный раздражитель. Здесь тоже намешаны вторичные параллельные классификации. Например, настии подразделяют по направлению движения изгиба - вверх (гипонастии) и вниз (эпинастии). У мимозы наблюдаем эпинастии.

Но также выделяют классификацию по типу раздражителя. У мимозы наблюдаются никтинастии. Ее листочки мило укладываются спать, когда темнеет. Кроме того, наблюдается тигмонастии - реакция на прикосновение и сейсмонастии - на сотрясение. И еще ТЕРМОНАСТИИ - в жару листочки мимозы складываются.

Способна ли мимоза к обучению?

У растений нет нервной системы, но это не означает, что в них не возникает электрических импульсов. Они характерны для всех живых организмов, не исключая бактерий. Но у животных, в силу отсутствия клеточной стенки, проведение импульсов оказалось более эффективным, и у них развились нейроны (чувствительные клетки с длинными отростками), которые сложились в нервную систему.
Раздражимость - универсальное качество для всего живого. У мимозы мы видим идиоадаптацию (видовое приспособление) на уровне клеток к проведению электрохимического сигнала.
Но мимоза способна запоминать. Австралийские ученые роняли горшки с мимозами с небольшой высоты в пенный субстрат. Сначала, раз 5-6, растение реагировало складыванием листочков, а потом прекратило. Так может, оно просто утомилось? Но когда горшок потрясли из стороны в сторону, мимоза послушно поникла. А вот на падение в пенный субстрат, она не реагировала, даже спустя месяц. Но как это удалось припомнить растению без мозгов? 

Все просто. Память - это и химический процесс. И обнаруживается за счет реакций цитозина на определенных участках ДНК. Поэтому не стоит недооценивать работу памяти на молекулярном уровне. 

Интересный эксперимент провели ученые Ф. Балушко, С. Манкузо. Они добавили к корням мимозы лидокаин, погрузив растение в наркоз. Растение потеряло на несколько часов способность складывать листочки. Это тоже химия. Лекарство заблокировало способность мембран воспринимать импульсы.

И для нашего мозга справедливы эти молекулярные механизмы работы памяти на уровне электро-химии. Поэтому работа мозга и способность к запоминанию, связана с полноценным питанием человека.

Название мимозы происходит от латинского "мим" - актер. Актриса мимоза еще та! В конце голливудских кинолент принято показывать дубли-ляпы. У меня их есть! На видео мимоза распознала карандаш, как нечто не слишком опасное, и не захотела сворачиваться и поникать в кадре. Пришлось снимать после этого другой росток-дублер.

Если Вам понравилось, поделитесь постом в социальных сетях, расскажите про "Магию биологии" хорошим людям. Желаю радости открытий!