Quimiotropismo je rast ali gibanje za rastline ali rastlinskega dela v odgovor na kemične dražljaje. Pri pozitivnem hemotropizmu je gibanje proti kemični; v negativnem gibanju hemotropizma še zdaleč ni kemično.
Primer tega je mogoče opaziti med opraševanjem: jajčnik sprošča sladkorje v cvetu, ti pa pozitivno delujejo na cvetni prah in tvorijo cvetni prah.
Pri tropizmu je odziv organizma pogosto posledica njegove rasti, ne pa njegovega gibanja. Obstaja veliko oblik tropizmov in ena izmed njih se imenuje hemotropizem.
Značilnosti kemotropizma
Kot smo že omenili, je hemotropizem rast organizma in temelji na njegovem odzivu na kemični dražljaj. Odziv na rast lahko vključuje celoten organizem ali njegove dele.
Odziv na rast je lahko tudi pozitiven ali negativen. Pozitiven hemotropizem je tisti, v katerem je rastni odziv proti dražljaju, negativni hemotropizem pa, kadar je rastni odziv stran od dražljaja.
Drugi primer kemotropnega gibanja je rast posameznih nevronskih celičnih aksonov kot odziv na zunajcelične signale, ki usmerjajo razvijajoči se aksoni v innerviranje pravilnega tkiva.
Dokazi o hemotropizmu so opaženi tudi pri regeneraciji nevronov, kjer hemotropne snovi ganglionske nevrite usmerjajo v degenerirano nevronsko steblo. Prav tako je dodatek atmosferskega dušika, ki se imenuje tudi dušična fiksacija, primer hemotropizma.
Kemotropizem se razlikuje od kemotaksije, glavna razlika je v tem, da je hemotropizem povezan z rastjo, medtem ko je kemotaksis povezan z lokomotiranjem.
Kaj je kemotaksija?
Ameba se prehranjuje z drugimi prosti, algami in bakterijami. Mora se biti sposoben prilagoditi začasni odsotnosti primernega plena, na primer v fazi počitka. Ta sposobnost je kemotaksija.
Vse ameje bodo verjetno imele to sposobnost, saj bi tem organizmom prinesle veliko prednost. Kemotaksi so se dejansko pokazali pri amebi proteus, acanthamoeba, naegleria in entamoeba. Vendar je najbolj preučevan kemotaktični ameboidni organizem dictyostelium discoideum.
Izraz "hemotaksis" je prvič uvajal W. Pfeffer leta 1884. To je storil tako, da je opisal privlačnost praprotnih spermijev do ovulov, a od takrat je bil pojav opisan v bakterijah in številnih evkariontskih celicah v različnih situacijah.
Specializirane celice v metazojih so ohranile sposobnost, da se plazijo proti bakterijam, da bi jih izločile iz telesa, njihov mehanizem pa je zelo podoben tistemu, ki ga primitivni evkarioti uporabljajo za iskanje bakterij za hrano.
Veliko tega, kar vemo o kemotaksiji, smo se naučili s preučevanjem dctyostelium discoideum in to primerjali z našimi lastnimi nevtrofilci, belimi krvnimi celicami, ki zaznajo in porabijo vdor naših bakterij v naša telesa.
Nevtrofili so diferencirane celice in večinoma ne biosintetične, kar pomeni, da običajnih molekulskih bioloških orodij ni mogoče uporabiti.
Zdi se, da zapleteni bakterijski receptorji za hemotaksi delujejo kot rudimentarni možgani. Ker so v premeru le nekaj sto nanometrov, smo jih poimenovali nanobrakovi.
To sproži vprašanje, kaj so možgani. Če so možgani organ, ki uporablja senzorične informacije za nadzor motorične aktivnosti, bi bakterijski nanobrain ustrezal definiciji.
Vendar se nevrobiologi borijo s tem konceptom. Trdijo, da so bakterije premajhne in preveč primitivne, da bi imele možgane: možgani so sorazmerno veliki, zapleteni, saj so večcelični sklopi z nevroni.
Po drugi strani pa nevrobiologi nimajo težav s konceptom umetne inteligence in stroji, ki delujejo kot možgani.
Glede na razvoj računalniške inteligence je očitno, da sta velikost in navidezna zapletenost slaba mera procesne moči. Navsezadnje so današnji majhni računalniki veliko močnejši od svojih večjih in površinsko bolj zapletenih predhodnikov.
Zamisel, da so bakterije primitivne, je tudi napačna predstava, morda izvira iz istega vira, ki vodi k prepričanju, da je velika, če gre za možgane.
Bakterije se razvijajo več milijard let dlje kot živali, bakterijski sistemi pa so verjetno s kratkimi generacijami in velikostjo prebivalstva veliko bolj razviti kot vse, kar lahko ponudi kraljestvo živali.
Pri poskusu ocenjevanja bakterijske inteligence se spopadamo s temeljnimi vprašanji posameznega vedenja do prebivalstva. Običajno se upošteva le povprečno vedenje.
Zaradi ogromne raznolikosti negenetske individualnosti bakterijskih populacij med stotinami bakterij, ki plavajo v privlačnem gradientu, nekatere nenehno plavajo v želeni smeri.
Ali ti fantje počnejo vse prave poteze po naključju? Kaj pa maloštevilni, ki plavajo v napačni smeri navzdol po privlačnem gradientu?
Poleg tega, da jih privlačijo hranila v njihovem okolju, bakterije izločajo signalne molekule na načine, ki se ponavadi združijo v večceličnih sklopih, kjer obstajajo tudi druge družbene interakcije, ki vodijo do procesov, kot sta tvorba biofilma in patogeneza.
Čeprav je glede na njegove posamezne sestavine dobro značilno, so kompleksnosti interakcij med komponentami sistema za kemotaksijo šele začeli upoštevati in ceniti.
Zaenkrat znanost pušča odprto vprašanje, kakšne so v resnici pametne bakterije, dokler ne boste bolj celovito razumeli, kaj si morda mislijo in koliko bi se med seboj lahko pogovarjali.
Reference
- Daniel J Webre. Bakterijska kemotaksa (sf). Currente biologija. cell.com.
- Kaj je kemotaksis (sf) .. igi-global.com.
- Kemotaksi (drugi). bms.ed.ac.uk.
- Tropisem (marec 2003). Encyclopædia Britannica. britannica.com.