Sygnały chemiczne w organizmach roślinnych – hormony

Hormony roślinne, inaczej zwane fitohormonami, to regulatory wzrostu i rozwoju roślin. Są to drobnocząsteczkowe organiczne substancje o bardzo zróżnicowanej budowie. Hormony wykazują bardzo dużą aktywność fizjologiczną, mimo że syntetyzowane są przez rośliny w małych ilościach. Ze względu na działanie fitohormony można podzielić na dwie kategorie – aktywatorów i inhibitorów wzrostu i rozwoju roślin. Aktywatorami są auksyny, gibereliny i cytokiny, natomiast inhibitory to między innymi kwas abscysynowy i inhibitory fenolowe. Etylen natomiast zaliczany jest zarówno do aktywatorów, jak i inhibitorów.

Poza endogennymi hormonami wzrostu, roślinom mogą być dostarczane hormony egzogenne. Do tej grupy zaliczane są retardanty, inhibujące elongacyjny wzrost roślin, morfaktyny, hamujące rozwój organów, i herbicydy, czyli substancje chwastobójcze. Hormonami egzogennymi mogą być także sztuczne analogi hormonów endogennych, np. kwas naftylooctowy.

Hormony roślinne aktywujące wzrost i rozwój – aktywatory

Auksyny

Auksyny syntetyzowane są przez rośliny w merystemach wierzchołkowych pędu, młodych liściach, nasionach i owocach. Powstają również u niektórych grzybów. Transport auksyn odbywa się przez parenchymę. W zależności od kierunku może być to transport aktywny, gdy odbywa się z wierzchołka do podstawy pędu, lub na zasadzie dyfuzji, w przeciwnym kierunku. Auksyny pobudzają wzrost elongacyjny pędu oraz inicjację korzeni przybyszowych i bocznych. Odpowiadają za zjawisko dominacji wierzchołkowej – hamują rozwój pąków bocznych. Dzięki działalności auksyn stymulowany jest wzrost zalążni i powstawanie owoców beznasiennych. Takie zjawisko nazywane jest partenokarpią. Dodatkowo auksyny powstrzymują opadanie owoców i pobudzają podziały komórkowe. Odpowiadają za ruchy roślin – fototropizm i geotropizm.

Gibereliny

Kolejnymi hormonami stymulującymi wzrost i rozwój roślin są gibereliny. Syntetyzowane są w merystemach wierzchołkowych pędu, młodych liściach i nasionach, powstają również u niektórych grzybów i bakterii. Transport giberelin odbywa się przez łyko i drewno. Gibereliny odpowiadają za wydłużanie łodyg, pobudzają podziały komórkowe. Hormony te przyspieszają kwitnienie i rozwój owoców bez zapłodnienia (partenokarpia). Działają aktywująco na kiełkowanie nasion, przerywając ich stan spoczynku, co jest działaniem antagonistycznym do auksyn. Stymulują także proces fotosyntezy i oddychania. W odróżnieniu od auksyn odpowiadają za pobudzanie rozwoju pąków bocznych i nie stymulują tworzenia tkanki kalusowej.

Cytokiny

Cytokiny powstają w wierzchołkach wzrostu korzenia i niedojrzałych owocach i nasionach. Występują u niektórych grzybów. Transportowane są, podobnie jak gibereliny, przez łyko i drewno. Cytokiny pobudzają cytokinezę, a co za tym idzie – podziały komórkowe. Odpowiadają za stymulowanie wzrostu pędów bocznych i rozgałęzianie się pędu. W mniejszym stopniu niż gibereliny przerywają stan spoczynku i kiełkowanie nasion. Opóźniają starzenie się roślin.

Hormony roślinne hamujące wzrost i rozwój – inhibitory

Kwas abscysynowy, ABA

Kwas abscysynowy powstaje tylko w roślinach, w ich liściach, czapeczce korzeniowej, owocach i łodygach. Stymuluje opadanie liści i proces starzenia roślin. Opóźnia wzrost korzeni, kiełkowanie nasion, rozwój pąków i liści.

Etylen

Etylen jest gazowym regulatorem wzrostu syntetyzowany tylko w roślinach. Jest zarówno aktywatorem, jak i inhibitorem wzrostu i rozwoju roślin. Pobudza dojrzewanie i opadanie owoców. Stymuluje zrzucanie liści i proces starzenia rośliny. Aktywuje tworzenie zawiązków korzeniowych. Jego wytwarzanie i działanie stymulowane jest przez auksyny, a etylen z kolei hamuje ich produkcję i działanie.