NASTIAS: TYPER, EGENSKAPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

De Nasties , nastismos eller Nastic bevegelser er en form for bevegelse av planter som følge av den oppfatning av en ytre stimulus på en måte, men hvor retningen av den resulterende bevegelsen er uavhengig av det som oppfattes stimulus. De forekommer i praktisk talt alle planteorganer: blader, stengler og grener, blomster, kviser og røtter.

Blant mekanismene som planter har for å tilpasse seg omgivelsene som omgir dem, er noen former for bevegelser som, reversibelt eller irreversibelt, følger av oppfatningen av lys, termisk, kjemisk, vann, taktil, gravitasjonsstimuli, produkt av sår forårsaket av planteetere. når du mater blant annet.

Kjøttetende plante Drosera rotundifolia (Kilde: pixabay.com/)

Bevegelse i planter er tradisjonelt klassifisert i to typer: tropismer og nastier. I motsetning til nastier er tropismer funksjonelt definert som bevegelser eller vekstresponser av planteorganer på fysiske stimuli og er direkte relatert til retningen de oppfattes i.

Både nastier og tropismer kan være et resultat av bevegelser på grunn av vekst eller turgorforandringer i cellene i det bevegelige organet, slik at noen bevegelser kan anses som reversible og andre irreversible, slik tilfellet kan være.

Charles Darwin beskrev i sitt arbeid fra år 1881 - Kraften for bevegelse i planter - plantebevegelser som følge av miljøendringer, spesielt de som er knyttet til tropiske responser. Mekanismene som ligger til grunn for disse bevegelsene er imidlertid blitt beskrevet av forskjellige forfattere siden da og frem til i dag.

typer

En plante kan motta et stort mangfold av stimuli som den kan utløse et stort utvalg av svar. Klassifiseringen av de forskjellige nastiske bevegelsene har blitt gjort hovedsakelig på grunnlag av stimulansenes art. Imidlertid presenterer den vitenskapelige beskrivelsen av responsmekanismene mange uklarheter.

Blant de mest kjente typene nastier er:

• Nictinastia : når bladene til noen arter av belgfrukter utvider seg i løpet av dagen og brettes eller lukkes om natten.
• Thigmonastia / Seismonastia : bevegelser som er et resultat av stimuli ved direkte fysisk kontakt i visse organer av noen arter.
• Thermonastia : reversible bevegelser avhengig av termiske svingninger.
• Photonastia : det regnes som en spesiell type fototropisme; bladene til noen arter under forhold med høy lysintensitet kan ordnes parallelt med forekomsten av lys.
• Epinastia og hyponastia : de er bladbevegelser som noen arter har i møte med ekstreme fuktighetsforhold i røttene eller høye saltkonsentrasjoner i jorden. Epinasty har å gjøre med en overdrevet vekst av adaxialregionen mens hyponastia refererer til veksten av bladets bladområde.
• Hydronastia : bevegelse av visse planteorganer som er avhengig av hydriske stimuli.
• Chemionastia : bevegelsesrespons relatert til konsentrasjonsgradienter av noen kjemiske stoffer. Noen forfattere refererer heller til interne bevegelser og signalveier.
• Gravinastia / Geonastia : reversibel temporær bevegelse av noen planter som svar på gravitasjonsstimuli.

Funksjoner og eksempler

Mange av de nastiske bevegelsene er avhengige av eksistensen av et bestemt organ: pulvínulo. Pulvinules er spesialiserte motoriske organer som ligger ved foten av enkle blader i petiolene, og petioles og brosjyrer i sammensatte blader.

Anatomisk sett er de sammensatt av en sentral sylinder, omgitt av lag med kollenkym, og en motorisk kortikal sone som har parenkymceller som er mottagelige for endringer i størrelse og form.

Celler i den pulvinulære cortex som endrer seg i størrelse og form er kjent som motorceller, blant disse er ekstensor- og flexormotorceller. Normalt avhenger bevegelsen av disse av turgorendringer på grunn av inntreden og / eller utslipp av vann fra protoplasten.

Nedenfor er en kort beskrivelse av nastiene hvis tilfeller kan betraktes som klassiske eksempler.

Nictinastias eller "søvnbevegelser" av planter

De ble opprinnelig oppdaget i Mimosa pudica og er veldig vanlige i belgfrukter. De har å gjøre med den "rytmiske" bevegelsen av bladene, som lukker om natten og utvider seg i løpet av dagen. De mest studerte har vært Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia og Phaseolus coccineus.

Fenomenet er godt kjent i planter og antas å ha tilpasningsdyktige årsaker: utvidelsen av bladbladene på dagtid gjør at maksimal lysenergi kan fanges opp under soleksponering, mens stengingen om natten søker å unngå kaloritap viktig.

Når bladene er utvidet, er pulvinulene i en horisontal stilling (dag) og når de er lukket har de en "U" -form (nattlig), eller det er relatert til en økning i turgor i ekstensorcellene under åpning, og en økning i turgor i flexorceller under stenging.

Grafisk beskrivelse av den nictinastic bevegelsen (Charles Darwin, LL.D., FRS assistert av Francis Darwin, via Wikimedia Commons)

Slike turgorendringer oppstår på grunn av bevegelse av vann som er avhengig av den intracellulære bevegelsen av ioner som K + og Cl-, malat og andre anioner.

K + kommer inn i motorcellene ved en økning i den negative ladningen på den indre overflaten av den cytoplasmatiske membranen, noe som oppnås gjennom virkningen av ATPaser som er ansvarlige for å utvise protoner fra cytoplasmaet.

Tapet av turgor oppstår på grunn av inaktivering av protonpumpen, som depolariserer membranen og aktiverer kaliumkanalene og fremmer utløpet av dette ionet mot apoplasten.

Disse bevegelsene avhenger av virkningen av fotoreseptorer sammensatt av fytokromer, siden eksperimenter har vist at langvarig stråling stimulerer bladåpning.

Nictinastic bevegelse har en viss "rytmitet", siden planter utsatt for permanent mørke presenterer disse bevegelsene hver 24. time, så en slags "biologisk klokke" må delta i reguleringen av turgorendringer i pulvinule motorceller.

Tigmonastier eller berøringsbevegelser

En av de mest populære tigmonastiske svarene i litteraturen er den som blir presentert av den kjøttetende planten Dionaea muscipula eller "Venus flytrap", der insektene blir fanget i de hengslede bilobede bladene.

Når et insekt klatrer mot den ventrale overflaten av bladet og møter tre ømfintlige hår som utløser motorens respons, genereres intercellulære elektriske signaler og initierer forskjellig forlengelse av cellene i hver bladlove, noe som resulterer i lukking av "Cheat" på mindre enn et sekund.

Dinoaea muscipula, Venus flytrap (Venus flytrap) (Kilde: pixabay.com/)

Kjøttetende gir D. muscipula nok nitrogen til å overleve, slik at disse plantene kan bosette seg uten problemer i jord som er dårlig i dette mineralet. Det er viktig å merke seg at denne bevegelsen er veldig spesifikk, noe som betyr at stimuli som regndråper eller sterk vind ikke utløser lukkingen av lobene.

En annen kjøttetende plante, Drosera rotundifolia, har hundrevis av slimete tentakler på overflaten av sine modifiserte blader, og tiltrekker seg oppmerksomheten til hundrevis av potensielle byttedyr, som blir fanget i "tentaklene".

De sensoriske tentaklene oppdager forekomsten av byttet og de tilstøtende tentaklene bøyer seg mot den som har blitt stimulert, og danner en koppformet felle som feller insektet inni.

Det antas å oppstå forskjellig vekst som styres av endringer i auxinnivåer siden tilsetningen av eksogene auxiner utløser lukningen av bladene, og ved å tilsette transportblokkere av samme hormon hindres bevegelse.

Mimosa pudica er også hovedpersonen i de best beskrevne tigmonastiske bevegelsene. Berøringen av en av brosjyrene fremmer øyeblikkelig lukking av sammensatte blader.

Det antas at denne responsen på taktile stimuli kan tjene til å skremme av mulige rovdyr eller som en forsvarsmekanisme som tillater eksponering av deres defensive ryggrader.

Brettingen av bladene avhenger av endringer i turgor. Pulvinulene mister i dette tilfellet turgor, spesifikt strekker flexorcellene seg som respons på tap av volum av ekstensorcellene.

Mimosa pudica eller den "følsomme planten" (Kilde: pixabay.com/)

Volumendringen skjer på grunn av utslipp av sukrose i floemet, som tvinger den osmotiske transporten av vann og den passive transporten av kalium og klorioner.

En elektrokjemisk gradient genereres også i denne bevegelsen takket være deltakelse av protonpumper i membranen (ATPases). Vekstfaktorer, cytoskjelett og aktinfilamenter, blant andre, er involvert.

Thermonasties

Det er blitt detaljert i krokusblomster og tulipaner. Det oppstår på grunn av en forskjellig vekst på motsatte sider av kronbladene som reagerer på den termiske stimulansen og ikke på grunn av endringer i turgor. Forskjellen i respons oppstår siden de to sidene av organet har vekstoptimum ved veldig forskjellige temperaturer.

Krokusblomster (Kilde: pixabay.com/)

Under denne bevegelsen forekommer ingen signifikante endringer i protoplastenes osmotiske, pH eller permeabilitetsverdier. Det er også observert betydelige økninger i intracellulært CO2, noe som ser ut til å være den faktoren som følsomgjør vev for temperaturendringer.

Lukkede tulipaner (Kilde: pixabay.com/)

Denne bevegelsen er uavhengig av lysintensiteten og er strengt avhengig av temperaturøkningen. Konvensjonen mellom forskjellige forfattere er at den termiske variasjonen må være mellom 0,2 ° C og 0,5 ° C for å observere en blomsters bevegelse. Et fall i temperatur i samme størrelsesorden fører til at det lukkes.

referanser

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentals of Plant Physiology (2. utg.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
2. Braam, J. (2005). Ved berøring: planters respons på mekanisk stimuli. Ny fytolog, 165, 373–389.
3. Brauner, L. (1954). Tropismer og nastiske bevegelser. Annu. Pastor Plant. Physiol. , 5, 163-182.
4. Brown, AH, Chapman, DK, & Liu, SWW (1974). Sammenligning av bladepinasti indusert av vektløshet eller ved klinostatrotasjon. Bioscience, 24 (9), 518–520.
5. Dubetz, S. (1969). En uvanlig fotonastisme indusert av tørke i Phaseolus vulgaris. Canadian Journal of Botany, 47, 1640–1641.
6. Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). "Vegetabiltdynamikk": Vannens rolle i plantebevegelser. Annu. Past Fluid Mech. , 44, 453-478.
7. Enright, JT (1982). Søvnbevegelser av blader: til forsvar for Darwins tolkning. Oecologia, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). Plantetropismer: gir kraften til bevegelse til en stilsikker organisme. Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
9. Firn, RD, & Myers, AB (1989). Plantebevegelser forårsaket av forskjellig vekst - enhet i mangfoldet av mekanismer? Miljø- og eksperimentell botanikk, 29, 47–55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Rask nastisk bevegelse av planter og bioinspirerte strukturer. JR Soc. Grensesnitt, 12.
11. Hayes, AB, & Lippincott, JA (1976). Vekst og gravitasjonsrespons i utviklingen av bladbladhyponasti. American Journal of Botany, 63 (4), 383–387.
12. Koukkari, WL, & Hillman, WS (1968). Pulvini som fotoreseptorene i fytokrom-effekten på Nyctinasty i Albizzia julibrissin. Plantefysiologi, 43 (5), 698–704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., & Romero-Puertas, MC (2016). Bladepinasti og auxin: En biokjemisk og molekylær oversikt. Plantevitenskap. Elsevier Ireland Ltd.
14. Schildknecht, H. (1983). Turgoriner, hormoner av de endogene daglige rytmer av høyere organiserte planter-påvisning, isolasjon, struktur, syntese og aktivitet. Angewandte Chemie International Edition på engelsk, 22 (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). Molekylær tilnærming til plantens nyctinastic bevegelse kontrollert av en biologisk klokke. International Journal of Molecular Sciences, 2 (4), 156–164.
16. Wood, WML (1953). Termonasti i Tulipan og krokusblomster. Journal of Experimental Botany, 4 (10), 65–77.