オーキシン濃度のグラフの見方を教えてください。

植物体を水平にした場合の茎および値の屈地性を図の結果を用いて説明せよ、という問題です。この図というのはオーキシン濃度のグラフなのですが、下記のサイトの一番下のおまけと書いてあるグラフのことです。
stem茎、bud芽, root根です。
http://www.asahi-net.or.jp/~dz5y-mrt/omnis46.htm

解答は
植物体を水平にするとオーキシンは重力により下側の濃度が高くなる。図から茎は濃度の高い下側の成長が促進され、負の屈地性を示す。根では濃度が高くなる下側は成長が阻害され濃度の低い上側が成長するので、正の屈地性を示す。

とありますが、この説明が納得いきません。「茎は濃度の高い下側の成長が促進され、」とありますが、図によると根も芽も茎も濃度が濃くなると成長阻害されていると思います。

また、オーキシンは重力により下側の濃度が高くなる。
とありますが、オーキシンは、先端部でつくられ、下降する、極性移動すると習いましたが、重力により下側に移動するということは必ずしも極性移動だけするのではないということでしょうか。

なんだかややこしい質問ですが、どうかよろしくお願いいたします。

No.1 回答者： MIYD 回答日時： 2005/11/27 20:09

おそらく大学の専門基礎以上の講義での問題だと思いますが、

質問者さんはどのような立場で、どのような講義を受けた上でその問題を受けたのでしょうか。

>根も芽も茎も濃度が濃くなると成長阻害されていると思います。

この図から説明するのならば、
茎の成長促進のピークは根や芽のピークよりも、
オーキシン濃度が高いところにあることがわかります。
そのため、ある濃度(10^-4~-6M位？)においては茎では成長促進に、芽や根では成長抑制に働くのではないでしょうか。
屈地性を図から示すということなので、
in vitroのオーキシン濃度を知らない(もしくは示されていない)場合でも答えられるのではないでしょうか。

>必ずしも極性移動だけするのではない

輸送タンパク質についての説明は講義中にはなかったのでしょうか。
http://www.asahi-net.or.jp/~hi2h-ikd/biology/pla …

この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。
この問題は、大学受験用の参考書に載っているものです。ですので、輸送たんぱく質～など、はよくわからないです。

このグラフは、ある濃度のところを縦のラインでみるということでしょうか。つまり、真ん中あたりの、部位により阻害・促進が異なる濃度あたりをみるということでしょうか。
では、ある濃度であると仮定した場合、「茎では成長促進に、芽や根では成長抑制に働く」のだろうと思いますが、もし重力により濃度に差がでた場合、どれくらいの濃度の差がでるのでしょうか？このグラフでいうと一メモリくらいでしょうか。度々の質問で申し訳ありません。

お礼日時：2005/11/28 00:57

No.2 回答者： pome12 回答日時： 2005/11/29 10:16

受験生物の講師をしております。

この問題は，一般的に，暗黒中で水平に置かれた芽生えにとしての出題が多いようです。

原典のグラフは，人工オーキシンであるIAAを添加して作成したグラフで，自然状態でのオーキシン濃度は，これ程の広がり(10^-12～0)にはならないはずです。ただ，自然状態のオーキシン濃度範囲については私は知らず，参考文献を挙げることができません。

一般的な答えとしては，
1.水平に置かれた植物体の下部のオーキシン濃度が(例えば)10^-4付近になる。そのため，
2.茎側では下部の成長が促進され上方に屈曲し，
3.根側では下部の成長が抑制され下方に屈曲する。

1.におけるオーキシン濃度の仮定は，活発な成長段階である芽生えという条件を踏まえて，(問題中に指定がなければ)ご自身で設定するものだと思います。
問題には，芽生え時にふさわしいオーキシン濃度をグラフ中から選択させる，という狙いも含まれているかも知れません。

なお，別解としては，時間経過を念頭に置いて，
0.芽生え中の初期オーキシン濃度は低い値をとる。
1.オーキシン合成が進行するにしたがって，オーキシン濃度が増大していく。
2.根の方がオーキシンに対する感受性が高いため，茎より先に，成長に抑制的に働き始める。
3.茎の成長促進が最大になる濃度まで，オーキシン合成が進行する。これにより，根は下方に，また，茎は上方に屈曲する。

といった考え方があるはずです。いかがでしょうか。

オーキシンの移動の種類については，私はわかりかねます。ご了承ください。

この回答へのお礼

pome12さま、御回答ありがとうございました。回答がつかないようなので、閉めようと思っていたところで回答をいただき大変うれしく思います。

オーキシン濃度は自分で設定する、つまり成長段階の適度なオーキシン濃度を知っていなければいけないということですね。つまり、「10^-4付近」ということですね。

成長が促進されれば上方に屈曲、阻害されれば下方に屈曲というのはわかります。
ですが、現在の濃度もわからない、水平に倒したときに、上部のオーキシン濃度が低く、下部のオーキシン濃度が高くなる、その際の濃度の差もわからない、で、どうしてグラフを読んだらいいのかわからないのです。

また、私が参考urlとしてあげたグラフでは、茎、芽、根のグラフが重なるグラフがありますが、今回問題文に示されているグラフでは、グラフが途切れていて、三点が重なる濃度がありません。

ご回答いただいた内容、根はオーキシンに対する感受性が高いなど、を知っておかないと解けないということでしょうか。

お礼日時：2005/12/02 01:20

No.3 ベストアンサー 回答者： suiran2 回答日時： 2005/11/29 10:46

確かこの質問は２回目ですよね。

まだこの問題を考えていたのですね。誰からもすっきりとした回答が寄せられないことを不思議に思っているのではないかなと思います。それは，屈性に関しての部分は解らないことだらけです。教科書に載っているものは，過去のオーキシンのみで屈性を説明しようとした研究，つまり生物史を勉強している面があります。ですからすっきりとした回答が出来ないのです。

まずあのグラフは，すべてが実験から求められたものではありません。あくまでも仮定の話です。なぜかと言いますと，あなたが上げた参考URLにありますように，成長側(グラフのプラス側)は実験で求められます。しかし，抑制側はどのようにして求めればよいのでしょうか。ただ成長しなくなるだけです。ですから成長側のグラフを伸ばすことにより，ある濃度からは成長が抑制されると考えたわけです。つまり，グラフのマイナス側は仮定です。

また，横軸の濃度も論文の著者が言っているように，実際の植物の濃度をあらわしたものではありません。そのように仮定したわけです。

成長最適濃度が　茎＞芽＞根　であることは確からしいですし，自然状態では芽や根は成長を抑制されていると考えると，つまり，グラフの真ん中当たりを考えると，この考え方が事実かどうかは別にしまして，多くの現象を説明できます。例えば前回の質問での側芽抑制など良い例ですね。

さて本題の重力屈性ですが，オーキシンは極性移動しますが，それだけでは説明できないものですから，生産部位(茎の先端部)だけは，横移動できると考えるわけです。光屈性の場合と同じ考え方です。そうすると上の濃度が薄くなり，下が濃くなる。茎は濃い方が成長しやすいから下が成長し，根は薄い方が成長しやすいので上が成長する。

現実には，根は根冠を取り除くと重力屈性を示さなくなりますし，光屈性も本当にあるのかどうか疑問です。屈性にはアブシジン酸等の成長抑制物質の働きが関与していると思われる研究があります。あくまでも，受験生物としての話と思って良いのではと思います。何かの参考になりましたなら…

この回答へのお礼

suiran2さま、ご回答ありがとうございます。度々の質問で申し訳ありません。今回もあまり回答が得られず閉めようかと思っていたところでした。

授業でも先生もおっしゃっていましたが、生物はまだわからないことだらけなのですね。でも、だからおもしろいのですね。私も問題そのものを解くためでもありますが、それと同じくらい生物そのものに興味があります。勉強しているといろいろわかって楽しいです。

今回ご回答をいただいて思ったのは、
成長最適濃度に目をつけたらいいということですね。
私は、常に、茎そのものや芽のグラフそのもの、根のグラフそのものみて、どの濃度でよく働くのがわからん、と思っていましたが、そうではなくて、三つのグラフを並べてみて、その結果総合的に判断すると、成長最適濃度は、茎＞芽＞根　ということですね。これを念頭にもう一度考えてみたいと思います。ありがとうございました。

お礼日時：2005/12/02 01:30