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植物需要一个通过产生力来抵消重力来控制姿势的运动系统

从从Kourou河(法属圭亚那)的银行采取的圭亚那栗树(Pachira aquatica)的分支的解剖横断面的细节。在左边,髓。在它周围,木材,我们可以在那里制造出运输树液的船只。最后,在外面,树皮,纤维格子束以火焰形状(红色)组织,由薄壁细胞(蓝色)分开。

图片来源:Bruno Clair,Ecofog实验室(CNRS / AgroParisTech / Cirad / Inra /UniversitédeGuyane /UniversitédesAntilles)。

什么力量使树木直立?为了直接生长,植物需要一个通过产生力来抵消重力来控制姿势的运动系统。长期以来,科学家一直认为这种运动力只受木材内部力的控制。在2018年8月4日在新植物学家发表的一项研究中,来自CNRS和Cirad的研究人员表明,树皮也参与了几种树种的机械应力的产生。

由于垂直位置不稳定 - 对于树木和人类 - 需要机制来抵消重力的影响。为了确保它们垂直生长,树木既需要通过主干材料的刚度和强度实现的“骨架”系统,也需要通过产生抵消重力的力来控制其姿势的“马达”系统。虽然已经证明了树皮的骨骼功能,但其运动功能(如树的“肌肉”)在生物力学和生态学研究中一般被忽略,因为木材被认为是唯一具有活动机械功能的树木组织。

为了解树皮的作用,Ecofog实验室(CNRS / AgroParisTech / Cirad / Inra /UniversitédeGuyane /UniversitédesAntilles)和LMGC实验室(CNRS /UniversitédeMontpellier)[1]的研究人员以倾斜角度生长热带物种。一旦树桩被移除,在年轻树桩的茎中形成的力就会产生茎曲率。在某些物种中,当茎的树皮被移除时,这种曲率丧失,这表明负责茎向上的力位于树皮中。

产生这些力的机制与树皮的特定结构有关,其中纤维以网格的形式组织。[2]当茎生长时,木材层的发育增加了树皮的周长。树皮中纤维的网格结构使得该应力沿着茎产生力。如果茎标题,茎的上侧生长更快,导致不对称力的产生。正是这种不对称性使得茎向上弯曲。在所研究的九种树种中的五种中,使树木抵消重力的力的产生不仅仅是由于木材细胞壁的成熟,而且还因为这种巧妙组织的纤维网格中的木材生长。吠。

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