重力屈性のメカニズムを見ていきましょう。

重力屈性とは、重力に対して植物が示す屈性です。
重力屈性には、オーキシンという植物ホルモンが関与しています。

次の図を見てください。
これは水平に置かれた芽ばえです。

図では、オーキシンが点で描かれています。
通常の芽ばえは、先端にも根にもほぼ一様にオーキシンが存在しています。
しかし、芽ばえを水平に置くとオーキシンは地面側で高濃度になるのです。
なぜこのような変化が見られるのでしょうか。

植物細胞の細胞膜には、オーキシンを輸送するタンパク質があります。
オーキシンを細胞外へ排出する輸送するタンパク質はPINタンパク質でした。
PINタンパク質は、重力などの影響を受けて分布が変化することが特徴です。

芽ばえが水平に置かれると、PINタンパク質は細胞膜の地面側に偏って分布します。
そのため、オーキシンは次々と地面側へ輸送されるのです。

図で、先端も根も地面側でオーキシンが高濃度になっていますね。
すると、先端と根はそれぞれ異なる成長を示すのです。
次のグラフを見てください。

グラフは、縦軸が成長の度合い、横軸がオーキシン濃度です。
先端では、オーキシン濃度が高いときに成長が促進されます。
根では、オーキシン濃度が低いときに成長が促進され、濃度が高くなると成長が抑制されるのです。

水平に置かれた芽ばえは、どのように成長するのでしょうか？

先端は、地面側でオーキシンが高濃度になっています。
すると、この領域では成長が促進されます。
根も、地面側でオーキシンが高濃度になっています。
すると、この領域では成長が抑制されるのです。

先端も根も地面側でオーキシンが高濃度になっていますが、それぞれ異なる成長を示すということですね。

右下の図は、水平に置かれた芽ばえが成長した様子です。

先端では、地面側がより成長します。
一方、地面の反対側はあまり成長しません。
そのため、重力方向に逆らい、上方向へ成長するのです。
先端では負の重力屈性が見られます。

根では、地面の反対側がより成長します。
一方、地面側はあまり成長しません。
そのため、重力方向にしたがい、下方向へ成長するのです。
根では正の重力屈性が見られます。

芽ばえは、縦にしたときも水平にしたときも、先端は重力に逆らう方向へ、根は重力にしたがう方向へ伸長するということですね。

植物は、何らかの原因で水平になったとしても、先端は光が当たる方向へ、根は地面へと成長することができるのです。
オーキシンによる重力屈性のメカニズムをおさえましょう。