接触屈性

植物生物学において、接触屈性は、触覚刺激に対する機械感覚反応として生じる方向性のある成長運動である。接触屈性は、通常、巻きつく植物や巻きひげに見られるが、植物生物学者は、顕花植物や菌類にも接触屈性反応があることを発見している。この行動は、片側性の成長抑制により生じる。^{[1]つまり、触れている側の}茎の成長速度は、触れた側と反対側の成長速度よりも遅い。結果として生じる成長パターンは、植物に触れている物体に付着し、時にはその周囲に巻き付くことである。しかし、顕花植物は、Portulaca grandifloraのように、花に止まった花粉媒介者に向かって生殖器官を移動または成長させることも観察されている。^[2]

成長は複雑な発達過程であるため、触覚知覚と接触向性反応の両方が起こるためには、生物的および非生物的の両方の要件が実際に多く必要です。その 1 つがカルシウムです。1995 年にBryonia dioicaという巻きひげを使った一連の実験では、さまざまな拮抗薬を使用して触覚を感知するカルシウム チャネルがブロックされました。カルシウム チャネル阻害剤を投与された処理植物の触覚に対する反応は、対照植物と比較して減少しており、接触向性にはカルシウムが必要である可能性があることが示されています。2001 年後半には、カルシウムが関与する膜脱分極経路が提案されました。触覚が発生すると、カルシウム チャネルが開き、カルシウムが細胞内に流入して、膜全体の電気化学電位がシフトします。これにより、電位依存性塩化物およびカリウム チャネルが開き、触覚の知覚を知らせる活動電位が発生します。^[3]

植物成長ホルモンであるオーキシンも植物の接触向性行動に関与していることが観察されているが、その役割はよくわかっていない。非対称なオーキシン分布が他の向性に影響を及ぼすのではなく、対称的なオーキシン分布であっても一方向の接触向性反応が起こることが示されている。触覚刺激から生じる活動電位が細胞内のオーキシンの増加につながり、接触側に収縮性タンパク質が生成され、植物が物体をつかむことができるようになると提案されている。 ^[4]さらに、オーキシン（通常は局在側から離れて成長を引き起こす）と触覚刺激（局在側に向かう向性反応を引き起こす）をキュウリの胚軸の同じ側に適用すると、茎が接触側に向かって曲がることが示された。^[5]

エチレンという別の植物ホルモンも、シロイヌナズナの根における接触向性反応の重要な調節因子であることが示されています。通常、根のエチレン濃度が高いと、まっすぐな成長が促進されます。根が硬い物体に遭遇すると、接触向性反応が活性化され、エチレンの生成が抑制され、根はまっすぐに成長するのではなく、成長しながら曲がります。^[6]

光屈性と同様に、茎の接触屈性反応には光が必要です。植物生物学者のマーク・ジャッフェは、エンドウ豆の植物を使った簡単な予備実験を行い、この結論に至りました。^[7]彼は、エンドウ豆の植物から巻きひげを切り取って光の中に置き、その片側を繰り返し触ると、巻きひげが丸まり始めることを発見しました。しかし、同じ実験を暗闇で行った場合、巻きひげは丸まりませんでした。

根はまた、土壌中を進むために触覚に頼っています。一般的に、根は負の触覚反応を示します。つまり、物体を感じると、その物体から離れて成長します。これにより、根は最小限の抵抗で土壌を進むことができます。この動作のため、根は負の接触屈性であると言われています。研究によると、根によるこの能動的な障害物回避は極性オーキシン輸送によって駆動されます。^{[8]接触屈性は、主根の強い}重力屈性反応さえも無効にすることができるようです。チャールズ・ダーウィンは実験を行い、垂直の豆の根では、接触刺激によって根が垂直から離れることを発見しました。

ミモザ プディカは、植物が素早く動くことでよく知られています。葉は触れると閉じて垂れ下がります。しかし、これは屈性ではなく、似た現象であるナスティック運動です。ナスティック運動は、刺激 (温度、湿度、光照射など) に対する方向性のない反応であり、通常は植物に関連しています。

• つるにおける接触屈性