Quimiotropismo on kasvu tai liike kasvin tai kasvin osan vasteena kemialliselle ärsykkeelle. Positiivisessa kemotropismissa liike on kohti kemikaalia; Negatiivisessa kemotropismiliikkeessä se on kaukana kemikaalista.
Esimerkki tästä voidaan nähdä pölytyksen aikana: munasarja vapauttaa sokereita kukkassa ja ne vaikuttavat positiivisesti siitepölyyn ja tuottavat siitepölyputkea.
Tropilaisuudessa organismin vaste johtuu usein sen kasvusta eikä liikkeestä. Tropismeja on monia muotoja, ja yhtä niistä kutsutaan kemotropismiksi.
Kemotropismin ominaisuudet
Kuten jo mainitsimme, kemotropismi on organismin kasvua, ja se perustuu sen reaktioon kemialliseen ärsykkeeseen. Kasvuvaste voi koskea koko organismia tai sen osia.
Kasvuvaste voi olla myös positiivinen tai negatiivinen. Positiivinen kemotropismi on sellainen, jossa kasvuvaste on kohti ärsykettä, kun taas negatiivinen kemotropismi on, kun kasvuvaste on kaukana ärsykkeestä.
Toinen esimerkki kemotrooppisesta liikkeestä on yksittäisten hermosolujen aksonien kasvu vasteena solunulkoisiin signaaleihin, jotka ohjaavat kehittyvää aksonia oikean kudoksen inervoimiseen.
Kemotropismin todisteita on havaittu myös hermosolujen regeneraatiossa, jossa kemotrooppiset aineet ohjaavat ganglioniset neuriitit rappeutuneeseen hermostokankaan. Myös ilmakehän typen lisääminen, jota kutsutaan myös typen kiinnitykseksi, on esimerkki kemotropismista.
Kemotropismi eroaa kemotaksista, pääasiallinen ero on, että kemotropismi liittyy kasvuun, kun taas kemotaksismi liittyy liikkeeseen.
Mikä on kemotaksi?
Amööba ruokkii muita protisteja, leviä ja bakteereja. Sen on kyettävä sopeutumaan sopivan saaliin väliaikaiseen puuttumiseen, esimerkiksi lepovaiheisiin siirtymiseen. Tämä kyky on kemotaksista.
Kaikilla amoeboilla on todennäköisesti tämä kyky, koska se antaisi näille organismeille suuren edun. Itse asiassa kemotaksista on osoitettu amyba proteus, acanthamoeba, naegleria ja entamoeba. Eniten tutkittu kemotaktinen amoeboidi-organismi on kuitenkin dictyostelium discoideum.
Termin "kemotaksis" keksi ensimmäisen kerran W. Pfeffer vuonna 1884. Hän teki niin kuvaamaan saniaisen siittiöiden vetovoiman munasoluihin, mutta siitä lähtien ilmiö on kuvattu bakteereissa ja monissa eukaryoottisoluissa eri tilanteissa.
Metazoanien erikoistuneet solut ovat säilyttäneet kykynsä indeksoida kohti bakteereja poistaakseen ne kehosta, ja niiden mekanismi on hyvin samanlainen kuin mekanismi, jota primitiiviset eukaryootit käyttävät bakteerien löytämiseen ruoasta.
Suuri osa kemotaksista tiedämme, on opittu tutkimalla dctyostelium discoideumia ja vertaamalla sitä omaan neutrofiilihimme, valkosoluihin, jotka havaitsevat ja kuluttavat tunkeutuvia bakteereja kehomme sisällä.
Neutrofiilit ovat erilaistuneita soluja ja suurimmaksi osaksi ei-biosynteettisiä, mikä tarkoittaa, että tavanomaisia molekyylibiologisia työkaluja ei voida käyttää.
Monin tavoin monimutkaiset bakteerien kemotaksisreseptorit näyttävät toimivan kuten alkeelliset aivot. Koska niiden halkaisija on vain muutama sata nanometriä, olemme kutsuneet niitä nanorajoiksi.
Tämä herättää kysymyksen siitä, mikä on aivot. Jos aivot ovat elimiä, jotka käyttävät aistitietoja motorisen toiminnan ohjaamiseksi, niin bakteeri-nanobrain sopisi määritelmään.
Neurobiologit kamppailevat kuitenkin tämän käsitteen kanssa. He väittävät, että bakteerit ovat liian pieniä ja liian primitiivisiä aivojen saamiseksi: aivot ovat suhteellisen suuria, monimutkaisia, koska ne ovat monisoluisia kokonaisuuksia neuronien kanssa.
Toisaalta neurobiologeilla ei ole mitään ongelmaa keinotekoisen älyn ja aivoina toimivien koneiden käsitteen kanssa.
Kun otetaan huomioon atk-älykkyyden kehitys, on selvää, että koko ja ilmeinen monimutkaisuus ovat huono mitta prosessointitehossa. Loppujen lopuksi nykypäivän pienet tietokoneet ovat paljon tehokkaampia kuin niiden suuremmat ja pinnallisesti monimutkaisemmat edeltäjät.
Ajatus siitä, että bakteerit ovat primitiivisiä, on myös väärä käsitys, johdettu ehkä samasta lähteestä, joka johtaa uskoon, että iso on parempi aivojen suhteen.
Bakteerit ovat kehittyneet miljardeja vuosia pidempään kuin eläimet, ja lyhyiden sukupolvien ajan ja valtavan populaatiokoon myötä bakteerijärjestelmät ovat luultavasti paljon kehittyneempiä kuin mikään eläinvaltio voi tarjota.
Yritettäessä arvioida bakteerien älykkyyttä kompastuu yksilöllisen käyttäytymisen peruskysymyksiin suhteessa väestöön. Yleensä otetaan huomioon vain keskimääräiset käytökset.
Koska bakteeripopulaatioissa on valtavan laaja ei-geneettinen yksilöllisyys, satojen bakteerien joukossa, jotka uivat houkuttelevassa kaltevuudessa, jotkut jatkuvasti uivat haluttuun suuntaan.
Suorittavatko nämä kaverit kaikki oikeat liikkeet vahingossa? Entä ne harvat, jotka uivat väärään suuntaan viehättävän kaltevuuden alapuolella?
Sen lisäksi, että bakteerit houkuttelevat ympäristönsä ravintoaineita, ne myös erittävät signalointimolekyylejä tavoilla, joilla on taipumus liittyä monisoluisiin kokonaisuuksiin, joissa on muita sosiaalisia vuorovaikutuksia, jotka johtavat prosesseihin, kuten biofilmien muodostumiseen ja patogeneesiin.
Vaikka kemotaksisysteemin komponenttien välisten vuorovaikutusten monimutkaisuudet ovatkin hyvin karakterisoituja, niiden on vasta alettu harkita ja arvioida.
Toistaiseksi tiede jättää avoimeksi kysymyksen siitä, millaiset älykkäät bakteerit todella ovat, kunnes sinulla on täydellisempi käsitys siitä, mitä he saattavat ajatella ja kuinka paljon he voivat puhua toistensa kanssa.
Viitteet
- Daniel J Webre. Bakteerikemotaksi (sf). Currenten biologia. cell.com.
- Mikä on Chemotaxis (sf).. igi-global.com.
- Kemotaksi (toinen). bms.ed.ac.uk.
- Tropilaisuus (maaliskuu 2003). Encyclopædia Britannica. britannica.com.