SOVENDE: HOS DYR OG PLANTER (MED EKSEMPLER) - BIOLOGI - 2025

Begrepet dvalitet refererer til en serie fysiologiske prosesser som generelt ender i arrestasjonen av metabolisme, vekst og utvikling i varierende tidsperioder. Dette fenomenet blir presentert av mange arter av bakterier, sopp, protister, planter og dyr, både virveldyr og virvelløse dyr, selv om det for noen grupper aldri har blitt rapportert.

Dormancy er en tilpasnings- og overlevelsesmekanisme som normalt oppstår som respons på ekstreme miljøforhold som for eksempel sesongforandringer der individer kan møte ekstreme temperaturer, dehydrering, flom, mangel på næringsstoffer, blant andre.

Marmot (kilde pixabay.com)

Alle organismer, både stilige og de med evnen til å bevege seg fritt, møter på et tidspunkt i deres livshistorie en begrensende tilstand for deres reproduksjon, vekst eller overlevelse. Noen reagerer med populasjonsfenomener som migrasjoner, mens andre går inn i en sovende tilstand.

Faktorene som utløser igangsetting av denne prosessen, både ytre og indre, varierer fra en art til en annen, og det kan til og med være viktige forskjeller mellom individer av samme art som ligger i geografisk forskjellige områder.

Her er noen kjennetegn og eksempler mellom prosessen med dyr og planter.

Hos dyr

Sovende hos virvelløse dyr

I denne gruppen av dyr varierer sovetypene fra et lite egg til den modifiserte formen til en voksen. Det er klassifisert som ro og diapause, avhengig av faktorene som er involvert i starten og vedlikeholdet.

Quiescence refererer til alle former som er indusert av ugunstige miljøforhold. Formene for ro er dvalemodus, estivasjon, anhydrobiose (liv uten vann) og kryptobiose (skjult eller skjult liv).

Diapausen, mer enn av ytre forhold, opprettholdes av interne fysiologiske responser, iboende for hver art og individ.

Mange arter av porifers, cnidarians, flatworms, rotifers, nematodes, tardigrades, leddyr, bløtdyr, ringform, hemicordates og chordates, har enten stillestående eller diapause former.

Noen svamper produserer motstandsdyktigheter som hjelper dem å gjenopprette hele bestander når gunstige forhold er gjenopprettet. Enkelte arter av cnidarians produserer basal eggeplommer eller "sovende" sexegg som kan vare i flere uker til måneder.

Insekter kan gå inn i diapause i noen av stadiene (egg, larver, pupper eller voksne), avhengig av art og habitat de okkuperer. Myriapods kan kveile seg inne i små drivhus på bakken og motstå flom som voksne organismer.

Blant bløtdyr er det også blitt observert at toskall og prosobranker går i dvale ved å tette ventilene sine eller åpne skjellene. Samlinger kan vare flere måneder begravet på denne måten i sedimentet.

Det er viktig å nevne at dvalenhet er mye mer vanlig i arter av terrestriske, semi-terrestriske eller ferskvannsvirvelløse dyr enn hos marine arter, kanskje på grunn av den relative stabiliteten i disse miljøene med hensyn til terrestriske.

Sovende hos virveldyr

Hos virveldyr er de mest kjente tilfellene av dvaløsitet dvalemodus hos pattedyr som ursids og gnagere og hos fugler.

Imidlertid har mye forskning nylig fokusert på dvale hos tumorcellepopulasjoner av kreftpasienter, som er nært knyttet til utviklingen av metastaser.

Som hos resten av dyr og planter forekommer dvalerom hos pattedyr som en adaptiv mekanisme for å takle perioder med høyt energibehov, men lite energitilgjengelighet i miljøet.

Det har å gjøre med fysiologiske, morfologiske og atferdsendringer som gjør at dyret kan oppnå overlevelse under ugunstige forhold.

Dvale

Begynnelsen på en dvalesesong er preget av lange "skift" av torpor hvor metaboliske hastigheter gradvis avtar og hvor kroppstemperaturen bare er noen få grader over romtemperatur.

Disse "slapphetene" er ispedd øyeblikk av intens metabolsk aktivitet, som klarer å øke kroppstemperaturen før de går tilbake til slapphet. I løpet av denne perioden er alle kroppslige funksjoner redusert: hjertefrekvens, respirasjon, nyrefunksjon, etc.

Sesongforandringer forbereder dyret på dvalemodus. Preparatet, på fysiologisk nivå, oppnås sannsynligvis ved å endre stabilitetsnivåene for mange proteiner som tjener spesifikke funksjoner for å øke eller redusere forekomsten av noen mRNAer og deres tilsvarende proteiner.

Inntreden og utgangen av torpor er snarere relatert til reversible og raske metabolske brytere, som fungerer mer øyeblikkelig enn endringer i kontrollen av genuttrykk, transkripsjon, translasjon eller stabilitet av produkter.

I planter

De mest kjente tilfellene av dvale hos planter tilsvarer dvalen til frø, knoller og knopper, som er karakteristiske for planter som er utsatt for sesongmessighet.

I motsetning til dvale hos dyr, går planter i dvale basert på temperatur, lengde på fotoperiod, lyskvalitet, temperatur i lys og mørke perioder, ernæringsmessige forhold og vanntilgjengelighet. Det regnes som en "arvelig" egenskap siden den også er genetisk bestemt.

Sovende i knoppene

Dette fenomenet forekommer i mange trær og inkluderer årlig tap og fornyelse av blader. Trær uten blader om vinteren sies å være sovende eller sovende.

De endelige knoppene, beskyttet av katafilene, er de som deretter gir opphav til de nye bladene og bladene.

Treknopper om vinteren (Kilde: pixabay.com)

Disse knoppene dannes omtrent to måneder før aktiv vekst opphører og bladene går tapt. I motsetning til dyr, i planter fortsetter fotosyntetiske, luftveiene, transpirasjon og andre fysiologiske aktiviteter gjennom året, det eneste som virkelig stopper er vekst.

Lysets bølgelengder (rød og langt rød) ser ut til å spille en veldig viktig rolle i etablering og nedbryting av dvalen i knoppene, samt akkumulering av hormonet abscisic acid (ABA).

Sovende i frø

Frøhval er veldig vanlig i ville planter, da det gir dem muligheten til å overleve naturkatastrofer, redusere konkurransen mellom individer av samme art eller forhindre spiring i feil årstid.

I frø kontrolleres denne prosessen ved regulering av genetisk ekspresjon, enzymatisk aktivitet og akkumulering av vekstregulatorer, med en grunnleggende rolle som ABA. Dette hormonet akkumuleres i frø og antas å bli syntetisert av endospermen og embryoet, snarere enn av planten som gir opphav til frøet.

Under dvalen er frøene motstandsdyktige mot lange perioder med uttørking. LATE-EMBRYOGENESIS ABUNDANT (LEA) proteiner har vist seg å virke som beskyttere av andre nødvendige proteiner i perioder med uttørking.

Dorly frø av spisskummen, Cuminum cyminum (Kilde: pixabay.com/)

I knollene er det også sovende. Meristemene til disse strukturene er under arrest i G1-fasen av cellesyklusen før DNA-syntese. Utgivelsen av denne arrestasjonen er avhengig av mange syklinavhengige kinaser og deres nedstrøms mål.

ABA og etylen er påkrevd for begynnelsen av dvalen i knollene, men bare AVA er nødvendig for å opprettholde dvalen. I denne tilstanden har knollene lave nivåer av auxin og cytokinin, som antas å delta i dets sammenbrudd og påfølgende spiring.

referanser

1. Alsabti, EAK (1979). Sovesvulst. J. Cancer Res. Clin. Oncol. , 95, 209–220.
2. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentals of Plant Physiology (2. utg.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
3. Cáceres, C. (1997). Sovende hos virvelløse dyr. Invertebrate Biology, 116 (4), 371–383.
4. Carey, H., Andrews, M., & Martin, S. (2003). Pattedyrdvalemodus: Cellulære og molekylære svar på deprimert metabolisme og lav temperatur. Physiologiske anmeldelser, 83 (4), 1153-1181.
5. Finkelstein, R., Reeves, W., Ariizumi, T., & Steber, C. (2008). Molekylære aspekter av såkvalitet. Årlig gjennomgang av plantebiologi, 59 (1), 387–415.
6. Koornneef, M., Bentsink, L., & Hilhorst, H. (2002). Frøsås og spiring. Nåværende mening i plantebiologi, 5, 33–36.
7. Perry, TO (1971). Sovende på trær om vinteren. Science, 171 (3966), 29-36. https://doi.org/10.1126/science.171.3966.29
8. Romero, I., Garrido, F., & Garcia-Lora, AM (2014). Metastaser i immunmediert medie: En ny mulighet for å målrette kreft. Kreftforskning, 74 (23), 6750–6757. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-14-2406
9. Suttle, J. (2004). Fysiologisk regulering av potet Tuber Dormancy. Amer. J. of Potato Res, 81, 253-262.
10. Vegis, A. (1964). Sovende i høyere planter. Annu. Pastor Plant. Physiol. , 15, 185–224.