Геотропи́зм , или гравитропи́зм (в физиологии растений ) — способность различных органов растения располагаться и расти только в определённом направлении по отношению к центру земного шара. Всем известно, что стебель растёт вверх, а корень вниз. Но так как понятия «вверх» и «вниз» относительны, то точнее это явление нужно формулировать так: стебель и корень растут по направлению земного радиуса . Уже на основании этого повсеместно наблюдаемого факта можно заключить, что причина такой ориентировки кроется в силе земного притяжения, или силе тяжести.

Опыты Найта

Опыты Томаса Эндрю Найта ( англ. Thomas Andrew Knight ) в 1806 году подтвердили это вполне. Проращивая семена на быстровращающемся круге центробежной машины, Найт заметил, что корни молодых растений росли по направлению центробежной силы (от центра), а стебли — в противоположную сторону. Очевидно, что в этом опыте центробежная сила действовала так, как при нормальных условиях действует (более подробное описание опытов см. тут ).

Положительный и отрицательный геотропизм

Если органы, как например, корень, растут по направлению действия силы земного притяжения, то есть к центру Земли, то говорят, что у них положительный геотропизм; геотропизм же органов, растущих в обратном направлении, например, стебля, называют отрицательным.

Клиностат

Чтобы устранить явления геотропизма, прибегают к помощи особого прибора, так называемого клиностата . Клиностат состоит из длинного металлического стержня , вращающегося вокруг своей оси при помощи часового механизма. По желанию стержень может быть установлен в вертикальном, горизонтальном или любом наклонном положении. На стержень надевается кружок для помещения растений. Если стержень медленно вращать в горизонтальном положении, а к кружку (в этом случае из пробки) прикрепить булавками проросшие семена, то можно заметить, что молодые растения будут расти в том направлении, какое им дали в начале опыта. Результат понятен: при постоянном вращении кружка каждая часть растения перемещается то вверх, то вниз, следовательно, земное притяжение действует на неё в равные промежутки времени в противоположном направлении — отсюда нейтрализация силы тяжести.

Геотропизм и рост растений

Если молодое (ещё растущее) растение положить горизонтально, то через некоторый промежуток времени (различный для разных растений, обычно несколько часов) конец корня загнётся вниз, а конец стебля — вверх. Такие геотропические изгибы происходят лишь в области растущего участка (зоны), участки же, переставшие расти, не изгибаются; от длины растущего участка зависит и форма изгиба: у корней (с коротким участком роста) изгибы круты, у стеблей (с длинной зоной роста) они имеют форму пологой дуги. У злаков изгиб происходит на месте узла , и стебель поднимается вверх ломаной линией.

На основании этих и многих других данных приходят к выводу, что явления геотропизма — явления роста. Всему, что благоприятствует росту, благоприятствует и геотропизм; всё, что задерживает рост, задерживает и геотропизм.

До сих пор речь шла о геотропизме главного стебля и главного корня. Их геотропизм называют вертикальным ( ортогеотропизм ). Другие растительные органы, например, подземные корневища многих растений ( Ситник ( Juncus )), ветви некоторых деревьев , растут в горизонтальном направлении и, будучи выведены из такого положения, стремятся снова к нему возвратиться. Такой геотропизм называют поперечным , или трансверсальным ( диагеотропизм ).

Боковые ветви и боковые корни растут обычно под косым углом к главной оси, геотропизм их сравнительно весьма слаб, а ветки и корни 2-го, 3-го и т. д. порядков уже совершенно не обнаруживают геотропизм и растут во всевозможных направлениях.

Изучение геотропизма

Несмотря на значительное число исследований, посвящённых изучению явлений геотропизма, последние остаются всё ещё весьма тёмными и загадочными. Почему одна и та же сила земного притяжения заставляет корень стремиться к центру Земли, а стебель в противоположную сторону — ответ на это, по всей вероятности, нужно искать в различии строения этих органов.

Геотропические изгибы растений

Самые геотропические изгибы происходят вследствие неравномерного роста в длину двух противоположных сторон органа. При изгибе стебля верхняя сторона растёт сильнее, нежели нижняя; при изгибе корня — как раз наоборот. Что отрицательный геотропизм стебля — явление активное, жизненное — это ясно и понятно. Относительно же корня можно было бы предположить (как и на самом деле некоторые предполагали), что изгиб его пассивен, что он склоняется вниз лишь вследствие собственной тяжести.

Опыт ( нем. ) показал, что такое воззрение несправедливо. Сакс наливал на поверхность ртути неглубокий слой воды и затем прикреплял молодые проростки бобов так, что корень их ложился горизонтально в этом водяном слое. Под влиянием положительного геотропизма корень загибался вниз и вонзался верхушкой довольно глубоко в ртуть, вытесняя таким образом объём ртути, равный объёму погрузившейся верхушки, несмотря на то, что удельный вес ртути почти в 13,5 раз более удельного веса вершины корня.

Факт проникновения корня в плотную почву служит другим аналогичным доказательством активности геотропического движения этого органа. По мнению Дарвина , земное притяжение действует как раздражитель на верхушку корня, от которой раздражение передаётся уже далее растущей зоне корня, где и происходит изгиб. Корни, у которых верхушка отрезана, по Дарвину, неспособны изгибаться геотропически. Позднейшие опыты ( нем. ) не подтвердили, однако, этого воззрения.

Описываемые явления имеют громадное значение для жизни растения. Подчиняясь положительному геотропизму, корень устремляется в почву, закрепляет растение и, проникая всё глубже и глубже, приходит в соприкосновение с новыми запасами пищи. Не менее понятна роль отрицательного геотропизма, поднимающего стебель кверху в область воздушной пищи. Благодаря тому же геотропизму поваленные (ветром или дождём) наземь злаки снова поднимаются и принимают обычное вертикальное положение.

Геотропизм у животных

Геотропизм у животных также заключается в стремлении принимать определённое положение относительно направления силы тяжести; он тоже может быть положительный и отрицательный, то есть животное стремится держаться головой кверху (некоторые гусеницы, божьи коровки — Coccinella, тараканы) или вниз (паук-крестовик — Epeira).

Литература

• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907. , по:
  • Sachs . Die Vorlesungen über Pflanzenphysiologie (Лейпциг, 1882 (нем.) )
  • Van-Tieghem . Traité de Botanique (Париж, 1891 (фр.) )
  • Фаминцын А. С. Учебник физиологии растений. — СПб., 1887
  • Палладин В. И. Физиология растений. — Харьков, 1891
  • Ротерт . Курс физиологии. — Казань, 1891