Question:
Qu'est-ce qui détermine la direction en spirale des plantes?
Joshua Lin
2015-04-18 05:26:39 UTC
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Certaines plantes et vignes tournent dans le sens des aiguilles d'une montre au fur et à mesure (direction droite) et d'autres dans le sens anti-horaire (direction gauche). Qu'est-ce qui détermine la direction dans laquelle ils évoluent? Au début, je pensais que c'était déterminé par l'hémisphère dans lequel vous vous trouviez (influencé par l ' effet Coriolis), et ce résultat pourrait être testé en trouvant des spirales dans les hémisphères nord et sud et en comparant leurs directions. Cependant, la toute première spirale que j'ai trouvée a semblé paralyser cette idée.

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La spirale que j'ai trouvée spirale d'abord dans la bonne direction, puis décide soudainement de tourner en spirale dans la gauche direction, puis plus loin encore dans la bonne direction. Puisque la Terre ne change pas arbitrairement sa direction de rotation, ce phénomène doit être expliqué par une autre explication. Le changement de direction de rotation semble être brutal, presque comme un événement catastrophique. Quelques-uns auxquels j'ai pensé:

1: Arbitraire. La spirale cherche simplement à s'accrocher à quelque chose et essaiera dans les deux sens pour voir si l'une ou l'autre fonctionne.

2: La spirale est en quelque sorte influencée par les cycles de jour de nuit. Puisque la spirale bascule de droite à gauche de l'arrière à droite après avoir subi deux changements brusques, le seul grand changement auquel je puisse penser est le cycle jour-nuit.

-Je vis en Australie au fait

Article pertinent: http://www.nasa.gov/vision/earth/livingthings/16jul_firemoss.html (la mousse pousse en spirale dans des conditions de microgravité).
Parfois appelée «spirale génétique». La direction de l'hélicité dans divers modèles hélicoïdaux chez les plantes et les animaux vivants dépend généralement uniquement de la constitution génétique.
En relation: https://en.wikipedia.org/wiki/Tendril_perversion
En relation: https://en.wikipedia.org/wiki/Helix
L'article de Wikipedia sur la perversion tendrill, le traite d'une manière qui n'est pas encore expliquée.
Lisez également les articles sur les vignes sinistrorse et dextrorse. sur http://www.biologydiscussion.com/shoot-system/stems/forms-of-stems-erect-and-weak-form-with-diagram/13189 et https://www.wordnik.com/words/sinistrorse .
Notez que la terminologie «dextrorse vine» indique une spirale gauchère !! et une "vigne sinistrorse" indique une spirale à droite !! . En effet, lorsque nous utilisons le terme «dextrorse» ou «sinistrorse» pour la vigne, nous considérons le dir L / R. de se pencher en grandissant vers le haut, c'est-à-dire que nous regardons vers le haut; considérant qu'en disant "spirale à droite ou spirale à gauche"; nous parlons de la direction «vis», c'est-à-dire dans quelle direction en tournant la vis elle se lèvera vers le haut, c'est-à-dire notre œil vers le bas. C'est à dire. le référentiel est opposé dans les 2 systèmes. Un peu délicat. N'est-ce pas?
En relation: https://en.wikipedia.org/wiki/Chirality#Biology
Cette question n'est «fausse» à aucun point de vue. Seules, les hypothèses en question peuvent être bonnes ou mauvaises ... c'est pourquoi ce sont des hypothèses, et incluses dans la question.
Six réponses:
#1
+12
aaaaa says reinstate Monica
2015-04-18 16:42:26 UTC
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Tout d'abord, vous supposez que semble être incorrect. Les plantes d'une même partie du monde peuvent s'enrouler dans des directions opposées.

On ne sait pas grand-chose exactement. La gravité n'a rien à voir avec la chiralité de la plante (ou "la main") ou la spirale:

Comment les plantes font cela est encore inconnue. Darwin a proposé qu'il était «induit de manière autonome». Ceci est venu pour être connu comme la théorie de l'oscillateur interne. Dans les années 60, la théorie du dépassement gravitropique expliquait mathématiquement comment la circumnutation pouvait se produire spontanément en raison de forces liées à la gravité et à la croissance. Des expériences récentes sur la navette spatiale ont démontré que la gravité n'est pas nécessaire pour la circumnutation.

Voici un autre lien vers un blog, mais il contient une référence à l'article original sur l'observation de la chiralité. La principale conclusion, tirée de le résumé, est:

La prédominance de la croissance hélicoïdale à droite chez les plantes grimpantes ne peut pas être expliquée par des hypothèses essayant de lier le comportement de croissance des plantes et emplacement mondial. Une autre hypothèse pour nos résultats est que le phénomène répandu de la torsion dans le sens anti-horaire se produit en fonction de l'orientation des microtubules opérant à un niveau subcellulaire.

Pour élaborer un peu là-dessus, rappelez-vous que les filaments d'actine comme ainsi que les microtubules sont tous des polymères chiraux. Autrement dit, ils forment des structures en spirale avec une orientation définie. De plus, les microtubules commencent tous à peu près du noyau à la membrane, ce qui pourrait suggérer un mécanisme cellulaire de préférence pour la chiralité volubile. Cependant, cela ne répond pas à votre observation selon laquelle une plante donnée change deux fois de direction de croissance.

Cette réponse est dépassée; Le mécanisme a été identifié récemment et publié dans Science. Voir ci-dessous pour une réponse de user42885 qui fournit l'explication.
#2
+10
CJ Dennis
2015-12-27 13:05:41 UTC
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Ayant fait pousser une citrouille auto-semée dans ma cour arrière, je peux vous dire ce qui s'est passé avec la vrille sur votre photo.

La vrille a commencé à pousser droite, avec quelques branches. Quand l'une des branches de la vrille a touché quelque chose (qui ressemble à celle du milieu sur votre photo), la pointe a commencé à s'enrouler à mesure qu'elle grandissait, afin de s'y accrocher. Peu de temps après, la section précédemment droite de la vrille a commencé à se contracter et, ce faisant, à s'enrouler.

Le curling aide énormément le processus de contraction. Pour chaque rotation dans un sens, une autre partie de la vrille doit s'enrouler dans l'autre sens, puisque les deux extrémités sont maintenant fermement attachées à quelque chose (le sol et quelle que soit l'extrémité touchée). Notez qu'en partant du bas, la vrille s'enroule trois fois dans un sens (étiqueté à droite), cinq fois dans l'autre sens (étiqueté à gauche) puis encore deux fois dans le premier sens (étiqueté à droite). Il y a un total de cinq rotations dans les deux sens.

Il serait intéressant de voir si chaque vrille commence à s'enrouler dans la même direction que toutes les autres, alors vous pouvez peut-être en vérifier quelques-unes différentes pour voir si cela C'est le cas.

L'ensemble du processus est sensible au toucher. Les pointes de la vrille pousseront dans la direction de ce qu'elles touchent, donc je suppose que la chiralité serait aléatoire, en fonction des particularités de la façon dont la vrille touchait l'autre objet. J'ai cependant vu les pointes repousser sur elles-mêmes, provoquant une couche dans une direction et une autre couche sur le dessus dans l'autre direction, donc cela semble environnemental, non prédéterminé.

Le calcul semble s'additionner. Explication intéressante!
Observation très intéressante. Ce serait intéressant, que ce soit cohérent avec la récente publication Science, mentionnée dans la réponse de user42885, qui a fourni une explication mécaniste du problème centenaire.
#3
+7
Bees
2018-05-27 05:59:57 UTC
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L'enroulement de la vrille se produit par contraction asymétrique d'un ruban de fibres internes de cellules spécialisées. Sous tension, les rubans de fibres extraites et les vieilles vrilles présentent un surenroulement sans torsion plutôt que de se dérouler, avec une réponse initialement douce suivie d'une forte rigidification en déformation sur de grandes extensions.

Source: Gerbode et al. 2012, Science, How the Cucumber Tendril Coils and Overwinds ( lien vers l'article scientifique) ( lien vers l'article de presse)

PS: I cherchait une explication à la torsion, et est tombé sur l'article ci-dessus avant celui-ci. Quel monde merveilleux que nous ayons tous observé ce phénomène, et que notre curiosité ait été excitée par l'observation. Merci pour l'article.

#4
+1
aliential
2019-07-07 12:10:44 UTC
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La meilleure lecture pour le sujet est "une comparaison des schémas de chiralité des plantes grimpantes au Pérou et au Brésil" à partir de "l'assymétrie dans les plantes" qui indique que:

La base mécanique ou physiologique de L'orientation dextre versus sinistrale de la circumnutation parmi les plantes à torsion apicale n'a pas été déterminée, malgré plusieurs articles sur le sujet ces dernières années ((Thitamadee et al.2002, Kitazawa et al.2005, Goriely et Neukirch 2006, Edwards et al.2007, Mugnai et al.2007, Edwards et Moles 2009, Isnard et Silk 2009, Stolarz 2009 Bastien et Meroz 2016, Smyth 2016). La majorité des données soutenant une hypothèse générale selon laquelle le jumelage est causé par l'orientation des microfibrilles et leurs microtubules sus-jacents est basée sur la recherche sur les racines et les plants de formes mutantes d'Arabidopsis thaliana ...

Le chapitre 12 déclare que 80% des plantes au Brésil de 20 espèces ont la même chiralité sinueuse .

#5
  0
Patrick O'Grady
2019-07-07 01:27:00 UTC
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Donc, cette discussion a commencé il y a plusieurs années maintenant. J'ai récemment décidé de grandir, plus que dehors, pour économiser de l'espace. Donc, j'ai plus essayé les grimpeurs. Lorsque j'ai fait pousser plusieurs plantes différentes, j'ai remarqué qu'elles montaient toutes dans le sens des aiguilles d'une montre.

Si l'auteur original vit toujours en Australie, je propose une expérience.

Je vis dans l'hémisphère nord, juste à l'extérieur de Vancouver, Canada. L'Australie et le Canada ont des saisons de croissance différentes. Si nous devions échanger des graines et observer les mêmes graines, des mêmes paquets, et documenter leur croissance, cela exclurait les effets hémisphériques. enter image description here enter image description here

Nous appelons cela une [** expérience de jardin commun **] (https://en.m.wikipedia.org/wiki/Transplant_experiment)
#6
-3
Joel C
2020-06-11 22:16:56 UTC
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On m'a dit que la direction de la torsion devrait être dans le sens des aiguilles d'une montre tant que la croissance est verticale. Cela signifierait que les vrilles qui sortent à l'horizontale pourraient aller dans les deux sens, mais les vignes qui se tordent devraient être dans le sens des aiguilles d'une montre à mesure qu'elles grandissent. La recherche d'images sur Google de vignes douces-amères américaines en est un bon exemple.

Les vrilles qui ont des torsions dans les deux sens sont mieux adaptées pour tenir sous tension car elles ont tendance à être capables de se détordre sans se plier lorsqu'elles sont tirées. Vous pourriez voir cela se produire lors de vents violents par exemple. Ce que je suggère, c'est que les vrilles peuvent être un cas particulier car elles ont une fonction unique et souvent une orientation non verticale.

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