DORMANCIA: ÁLLATOKBAN ÉS NÖVÉNYEKBEN (PÉLDÁKKAL) - BIOLÓGIA - 2026

A nyugalmi állapot olyan fiziológiai folyamatok sorozatára utal, amelyek általában az anyagcserének, a növekedésnek és a fejlődésnek a különböző időtartamokra történő leállításával végződnek. Ezt a jelenséget számos baktériumfaj, gombák, protisták, növények és állatok mutatják be, mind gerinces, mind gerinctelen állatokat, bár egyes csoportokról soha nem számoltak be.

A nyugalmi képesség olyan alkalmazkodási és túlélési mechanizmus, amely általában szélsőséges környezeti körülményekre reagál, például például az évszakos változásokra, ahol az egyének szélsőséges hőmérsékletekkel, kiszáradással, áradásokkal és tápanyagok hiányával szembesülnek.

Marmot (forrás pixabay.com)

Az összes organizmus, mind ülő, mind pedig a szabadon mozogni képes organizmusok élettörténetének bizonyos pontjain a reprodukció, a növekedés vagy a túlélés korlátozott feltételeivel néznek szembe. Egyesek olyan népességi jelenségekkel reagálnak, mint például a migráció, mások pedig nyugalmi állapotba lépnek.

A folyamat megindítását kiváltó tényezők - mind külső, mind belső - fajonként változnak, és fontos különbségek is lehetnek ugyanazon faj egyének között, akik földrajzilag eltérő területeken találhatók.

Itt található néhány jellemző és példa az állatok és a növények folyamata között.

Állatokban

Dormancia gerinctelenekben

Az állatok ebben a csoportjában a lemaradás típusa változik egy kis tojástól a felnőtt módosított formájáig. A nyugalomra és a tartományra osztályozzák, az induláshoz és a fenntartáshoz szükséges tényezőktől függően.

A nyugalom minden olyan formát jelent, amelyet a kedvezőtlen környezeti feltételek okoznak. A hibernáció, az estiválás, az anhidrobiózis (víz nélküli élet) és a kriptobiózis (rejtett vagy rejtett élet) a nyugalom egyik formája.

A hatótávolságot, többek között a külső körülményektől függ, az egyes fajokra és egyénekre jellemző belső fiziológiai válaszok fenntartják.

Számos porifér, cnidarianus, laposhernyó, rotheri, fonálférgek, tardigrádák, ízeltlábúak, puhatestűek, annelidák, hemicordate és chordate fajok nyugodt vagy tartományos formában vannak jelen.

Néhány szivacs rezisztencia gemulusokat állít elő, amelyek segítenek a teljes populáció helyreállításában, miután a kedvező feltételek helyreálltak. Bizonyos cnidarianus-fajok alapja tojássárgáját vagy "alvó" nemi tojást termel, amelyek hetektől hónapokig tarthatnak.

A rovarok bármely szakaszában (tojás, lárva, báb vagy felnőtt) bejuthatnak a tartományba, a fajtól és az általuk használt élőhelytől függően. A myriapodok a földön található kis üvegházakban tekercselhetnek, és felnőtt szervezetekként ellenállhatnak az áradásoknak.

A puhatestűek körében azt is megfigyelték, hogy a kéthéjú és a félszárúak szelepeik lezárásával vagy héjaik kinyitásával nyugalmi állapotba kerülnek. A kagylók több hónapig is eltemethetők az üledékbe.

Fontos megemlíteni, hogy a nyugalmi helyzet sokkal gyakoribb a szárazföldi, félig földi vagy édesvízi gerinctelen fajokban, mint a tengeri fajokban, valószínűleg ennek a környezetnek a szárazföldi fajokkal szembeni viszonylagos stabilitása miatt.

Dormancia gerincesekben

A gerinces állatokon a lemaradás legismertebb esete az emlősök, például ursids és rágcsálók, valamint a madarak hibernációja.

A közelmúltban sok kutatás a rákos betegek daganatos sejtpopulációinak nyugalmi helyzetére összpontosított, amely szorosan kapcsolódik az áttétek kialakulásához.

Az állatok és növények többi részéhez hasonlóan az emlősökben a nyugalmi állapot adaptív mechanizmusként fordul elő, hogy megbirkózzon a magas energiaigényű, de a környezetben kevés energiaellátási képességgel.

A fiziológiás, morfológiai és viselkedésbeli változásokhoz kapcsolódik, amelyek lehetővé teszik az állat számára a túlélés elérését kedvezőtlen körülmények között.

Hibernálás

A hibernációs szezon kezdetét a torpor hosszú "eltolódásai" jellemzik, amelyek során az anyagcserék fokozatosan csökkennek, és ahol a testhőmérséklet csak néhány fokkal marad a szobahőmérséklet felett.

Ezek a „letargia” az intenzív anyagcsere-folyamatok pillanataiban vannak, amelyek képesek megemelni a testhőmérsékletet, mielőtt visszatérnének a letargiába. Ebben az időszakban az összes testi funkció csökken: pulzusszám, légzés, vesefunkció stb.

A szezonális változások előkészítik az állatot a hibernációhoz. Az előállítást fiziológiai szinten valószínűleg sok fehérje egyensúlyi állapotának megváltoztatásával érik el, amelyek bizonyos mRNS-ek és azok megfelelő fehérjék mennyiségének növelésére vagy csökkentésére specifikus funkciókat szolgálnak.

A torpor belépése és kilépése inkább a reverzibilis és gyors anyagcsere-kapcsolásokhoz kapcsolódik, amelyek pillanatok alatt működnek, mint a termékek gén expressziójának, transzkripciójának, transzlációjának vagy stabilitásának változásai.

Növényekben

A növények nyugalmi helyzetének legismertebb vetőmagjai, gumóinak és rügyeinek olyan nyugalmi állapotai felelnek meg, amelyek a szezonalitásnak kitett növényekre jellemzőek.

Az állatok alvásmentességétől eltérően a növények hőmérséklete, fényképi periódusuk, fényviszonyok, fényviszonyok és sötét időszakok hőmérséklete, táplálkozási körülmények és a víz elérhetősége alapján nyugalmi állapotba kerülnek. "Örökletes" tulajdonságnak tekintik, mivel genetikailag is meghatározottak.

Dormancia a rügyekben

Ez a jelenség sok fán fordul elő, és magában foglalja a levelek éves elvesztését és megújulását. A levelek nélküli fák télen nyugvó vagy alvó állapotban vannak.

A végső rügyek, amelyeket a katafilok védnek, azok, amelyek később új leveleket és lombos primordiakat eredményeznek.

Fa rügyek télen (Forrás: pixabay.com)

Ezek a rügyek kb. Két hónappal azelőtt alakulnak ki, hogy az aktív növekedés megszűnik és a levelek elvesznek. Az állatoktól eltérően, a növényekben a fotoszintézis, a légzés, a transzpiráció és az egyéb élettani tevékenységek egész évben folytatódnak, az egyetlen dolog, amely valóban megállítja a növekedést.

A fény hullámhosszai (piros és messze piros) úgy tűnik, hogy nagyon fontos szerepet játszanak a rügyek alvásképességének kialakulásában és lebontásában, valamint az abszcisszsav (ABA) hormon felhalmozódásában.

Tartózkodás a magokban

A vadon élő növényekben a vetőmag-nyugalmi állapot nagyon gyakori, mivel lehetővé teszi számukra, hogy túléljék a természeti katasztrófákat, csökkentsék az azonos fajba tartozó egyének közötti versenyt, vagy megakadályozzák a rossz idényben történő csírázást.

A magvakban ezt a folyamatot a genetikai expresszió szabályozása, az enzimatikus aktivitás és a növekedésszabályozók felhalmozódása szabályozza, az ABA alapvető szerepével. Ez a hormon felhalmozódik a magokban, és úgy gondolják, hogy az endospermium és az embrió szintetizálja, nem pedig a vetőmag létrehozására szolgáló növény.

Alvás közben a magok ellenállnak a hosszú kiszáradási periódusoknak. Úgy találták, hogy a késői embriogenézis ABUNDANT (LEA) fehérjék más szükséges fehérjék védelmezőiként működnek a kiszáradás időszakában.

Cumin köménymag, Cumin cyminum (Forrás: pixabay.com/)

A gumókban szintén nyugalom van. Ezeknek a struktúráknak a merisztémái le vannak zárva a sejtciklus G1 fázisában, a DNS-szintézis előtt. Ennek a leállításnak a felszabadítása számos ciklin-függő kináztól és azok downstream célpontjától függ.

A gumók alvásának megkezdéséhez ABA-ra és etilénre van szükség, de a nyugalmi állapot fenntartásához csak AVA szükséges. Ebben az állapotban a gumók alacsony auxin- és citokininszintet tartalmaznak, amelyekről feltételezik, hogy részt vesznek a bomlásában és az azt követő csírázásban.

Irodalom

1. Alsabti, EAK (1979). Dormancy tumor. J. Cancer Res. Clin. Oncol., 95, 209–220.
2. Azcón-Bieto, J. és Talón, M. (2008). A növényi élettan alapjai (2. kiadás). Madrid: McGraw-Hill Interamericana, Spanyolország.
3. Cáceres, C. (1997). Dormancia gerinctelenekben. Gerinctelen biológia, 116 (4), 371–383.
4. Carey, H., Andrews, M. és Martin, S. (2003). Emlősök hibernációja: A sejtes és molekuláris válaszok a depressziós metabolizmusra és az alacsony hőmérsékletre. Physiological Reviews, 83 (4), 1153-1181.
5. Finkelstein, R., Reeves, W., Ariizumi, T., és Steber, C. (2008). A vetőmag Dormancy molekuláris szempontjai. A növénybiológia éves áttekintése, 59 (1), 387–415.
6. Koornneef, M., Bentsink, L., és Hilhorst, H. (2002). Vetőmag nyugalmi helyzet és csírázás. Jelenlegi vélemény a növénybiológiáról, 5, 33–36.
7. Perry, TO (1971). A fák nyugalma télen. Science, 171 (3966), 29-36.
8. Romero, I., Garrido, F., és Garcia-Lora, AM (2014). Metasztázisok az immunközvetített nyugalmi állapotban: Új lehetőség a rák elleni küzdelemhez. Cancer Research, 74 (23), 6750–6757.
9. Suttle, J. (2004). A burgonyagumó-alma fiziológiai szabályozása. Amer. J. of Potato Res, 81, 253-262.
10. Vegis, A. (1964). Dormancia a magasabb növényekben. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 185–224.