De quimiotropismo is de groei of beweging van een plant of plantendeel als reactie op een chemische stimulus. Bij positief chemotropisme is de beweging in de richting van de chemische stof; in de negatieve chemotropische beweging is het verre van de chemische stof.
Een voorbeeld hiervan is te zien tijdens bestuiving: de eierstok geeft suikers af in de bloem en deze werken positief om stuifmeel te veroorzaken en een stuifmeelbuis te produceren.
In tropisme is de reactie van het organisme vaak te wijten aan zijn groei in plaats van zijn beweging. Er zijn veel vormen van tropismen en een daarvan wordt chemotropisme genoemd.
Kenmerken van chemotropisme
Zoals we al zeiden, is chemotropisme de groei van het organisme en is het gebaseerd op zijn reactie op een chemische stimulus. De groeirespons kan het hele organisme of delen van het organisme betreffen.
De groeirespons kan ook positief of negatief zijn. Een positief chemotropisme is er een waarbij de groeirespons op de stimulus gericht is, terwijl een negatief chemotropisme is wanneer de groeirespons weg is van de stimulus.
Een ander voorbeeld van chemotrope beweging is de groei van individuele neuronale celaxonen als reactie op extracellulaire signalen, die het zich ontwikkelende axon leiden om het juiste weefsel te innerveren.
Bewijs van chemotropisme is ook waargenomen bij neuronale regeneratie, waar chemotrope stoffen ganglionneurieten naar de gedegenereerde neuronale stam leiden. Ook de toevoeging van atmosferische stikstof, ook wel stikstoffixatie genoemd, is een voorbeeld van chemotropisme.
Chemotropisme is anders dan chemotaxis, het belangrijkste verschil is dat chemotropisme gerelateerd is aan groei, terwijl chemotaxis gerelateerd is aan voortbeweging.
Wat is chemotaxis?
De amoebe voedt zich met andere protisten, algen en bacteriën. Het moet zich kunnen aanpassen aan de tijdelijke afwezigheid van geschikte prooien, bijvoorbeeld door in ruststadia te gaan. Dit vermogen is chemotaxis.
Alle amoeben hebben waarschijnlijk dit vermogen, omdat het deze organismen een groot voordeel zou geven. In feite is chemotaxis aangetoond in amoebe proteus, acanthamoeba, naegleria en entamoeba. Het meest bestudeerde chemotactische amoeboïde organisme is echter dictyostelium discoideum.
De term "chemotaxis" werd voor het eerst bedacht door W. Pfeffer in 1884. Hij deed dit om de aantrekkingskracht van varensperma op eitjes te beschrijven, maar sindsdien is het fenomeen beschreven in bacteriën en veel eukaryote cellen in verschillende situaties.
Gespecialiseerde cellen binnen metazoans hebben het vermogen behouden om naar bacteriën te kruipen om ze uit het lichaam te verwijderen, en hun mechanisme lijkt sterk op dat dat wordt gebruikt door primitieve eukaryoten om bacteriën te vinden voor voedsel.
Veel van wat we weten over chemotaxis is geleerd door dctyostelium discoideum te bestuderen en dit te vergelijken met onze eigen neutrofielen, de witte bloedcellen die binnendringende bacteriën in ons lichaam detecteren en consumeren.
Neutrofielen zijn gedifferentieerde cellen en voor het grootste deel niet-biosynthetisch, wat betekent dat de gebruikelijke moleculaire biologische hulpmiddelen niet kunnen worden gebruikt.
In veel opzichten lijken complexe bacteriële chemotaxisreceptoren te functioneren als rudimentaire hersenen. Omdat ze maar een paar honderd nanometer in diameter zijn, hebben we ze nanobreinen genoemd.
Dit roept een vraag op over wat een brein is. Als een brein een orgaan is dat sensorische informatie gebruikt om motorische activiteit te beheersen, dan zou de bacteriële nanobrein aan de definitie voldoen.
Neurobiologen worstelen echter met dit concept. Ze stellen dat bacteriën te klein en te primitief zijn om hersenen te hebben: hersenen zijn relatief groot, complex, omdat ze meercellige assemblages zijn met neuronen.
Aan de andere kant hebben neurobiologen geen probleem met het concept van kunstmatige intelligentie en machines die als hersenen functioneren.
Gezien de evolutie van computerintelligentie is het duidelijk dat omvang en schijnbare complexiteit een slechte maatstaf zijn voor de verwerkingskracht. De kleine computers van tegenwoordig zijn tenslotte veel krachtiger dan hun grotere en oppervlakkig complexere voorgangers.
Het idee dat bacteriën primitief zijn, is ook een onjuist idee, misschien afgeleid van dezelfde bron die leidt tot de overtuiging dat groot beter is als het om hersenen gaat.
Bacteriën evolueren al miljarden jaren langer dan dieren, en met hun korte generatietijden en enorme populatiegroottes zijn bacteriële systemen waarschijnlijk veel verder ontwikkeld dan alles wat het dierenrijk te bieden heeft.
Bij het beoordelen van bacteriële intelligentie stuit men op de fundamentele vragen van individueel gedrag ten opzichte van de bevolking. Gewoonlijk wordt alleen rekening gehouden met gemiddeld gedrag.
Vanwege de enorme verscheidenheid aan niet-genetische individualiteit in bacteriepopulaties, tussen honderden bacteriën die in een aantrekkelijk verloop zwemmen, zwemmen sommigen voortdurend in de gewenste richting.
Doen deze jongens per ongeluk de juiste bewegingen? En hoe zit het met de weinigen die in de verkeerde richting zwemmen, de aantrekkelijke helling af?
Behalve dat ze worden aangetrokken door voedingsstoffen in hun omgeving, scheiden bacteriën signaalmoleculen af op manieren die de neiging hebben om te associëren in meercellige assemblages waar er andere sociale interacties zijn die leiden tot processen zoals biofilmvorming en pathogenese.
Hoewel goed gekarakteriseerd met betrekking tot zijn individuele componenten, zijn de complexiteit van de interacties tussen de componenten van het chemotaxis-systeem nog maar net begonnen te worden overwogen en gewaardeerd.
Voorlopig laat de wetenschap de vraag open hoe slimme bacteriën werkelijk zijn, totdat je een vollediger begrip hebt van wat ze misschien denken en hoeveel ze met elkaar praten.
Referenties
- Daniel J Webre. Bacteriële chemotaxis (sf). Huidige biologie. cell.com.
- Wat is Chemotaxis (sf) .. igi-global.com.
- Chemotaxis (zd). bms.ed.ac.uk.
- Tropism (maart 2003). Encyclopædia Britannica. britannica.com.