NASTIAS: TÍPUSOK, JELLEMZŐK ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2025

A Nasties, nastismos vagy Nastic mozgások egyfajta mozgást kapott növények a megítélése egy külső inger hatására oly módon, de ahol az irányt a kapott mozgása független a észlelt inger. Gyakorlatilag minden növényi szervben előfordulnak: levelekben, szárokban és ágakban, virágokban, inakban és gyökerekben.

A növényeknek az őket körülvevő környezethez alkalmazkodó mechanizmusok között szerepelnek bizonyos mozgások olyan formái, amelyek visszafordíthatóan vagy visszafordíthatatlanul a növényevők által okozott sebek fényének, termikus, kémiai, vízes, tapintható, gravitációs ingerek, észlelésének eredményei. tápláláskor, többek között.

Húsevő növény Drosera rotundifolia (Forrás: pixabay.com/)

A növényekben történő mozgást hagyományosan két típusba sorolják: tropizmusok és nastiasok. A tropizmusokat, a nastiákkal ellentétben, funkcionálisan úgy definiálják, hogy a növényi szervek mozgása vagy növekedési reakciója a fizikai ingerekre, és közvetlenül kapcsolódnak az érzékelés irányához.

Mind a nasztiák, mind a tropizmus a mozgó szerv sejtjeiben bekövetkező növekedés vagy turgor változás miatt bekövetkező mozgások lehetnek, így egyes mozgásokat visszafordíthatónak, másokat pedig visszafordíthatatlannak lehet tekinteni.

Charles Darwin 1881-es munkájában - A növények mozgásának hatalma - leírta a növények mozgását, amelyet környezeti változások okoztak, különös tekintettel a trópusi reakciókhoz. Azonban a mozgalmak alapjául szolgáló mechanizmusokat azóta a mai időig számos szerző írta le.

típusai

Egy növény nagyon sokféle ingert kaphat, amelyekre különféle válaszokat válthat ki. A különféle nastikus mozgások osztályozását elsősorban az ingerek jellege alapján végezték, azonban a válaszmechanizmusok tudományos leírása sok kétértelműséget mutat.

A nastias legismertebb típusai a következők:

• Nictinastia: amikor néhány hüvelyes növényfaj levelei a nap folyamán teljesen kinyílnak, és éjszaka összehajtogatnak vagy bezáródnak.
• Thigmonastia / Seismonastia: mozgások, amelyek ingerekből származnak, közvetlen fizikai érintkezés útján, egyes fajok egyes szerveiben.
• Thermonastia: megfordítható mozgások a hőingadozásoktól függően.
• Photonastia: a fototropizmus különleges típusának tekintik; egyes fajok levelei nagy fényintenzitás mellett párhuzamosan helyezkedhetnek el a fény előfordulásával.
• Epinastia és hyponastia: lombozat-mozdulatok, amelyek bizonyos fajokon a gyökerekben felmerülő szélsőséges páratartalom vagy a talajban magas sókoncentráció miatt vannak. Az Epinasty az adaxialis régió túlzott növekedésével, míg a hyponastia a levélpenge abaxiális régiójának növekedésére utal.
• Hidronastia: bizonyos növényi szervek mozgása, amely a hidrikus ingerektől függ.
• Chemionastia: mozgási válasz egyes vegyi anyagok koncentrációs gradienseivel kapcsolatban. Egyes szerzők inkább a belső mozgásokra és a jelző utakra hivatkoznak.
• Gravinastia / Geonastia: egyes növények visszafordítható ideiglenes mozgása a gravitációs ingerekre adott válaszként.

Jellemzők és példák

Sok nasztikus mozgás egy adott szerv létezésétől függ: a pulvínulo. A pulvinulusok speciális motoros szervek, amelyek az egyszerű levelek levélnyélének alsó részén helyezkednek el, a levélnyél és levél levél pedig az összetett levélben.

Anatómiailag egy központi hengerből áll, amelyet collenchyma rétegek vesznek körül, és egy motoros kortikális zónából áll, amelynek parenhimális sejtjei érzékenyek a méret és alak változására.

A pulvinularis kéreg azon sejtjeit, amelyek méretét és alakját megváltoztatják, motoros sejteknek nevezzük, ide tartoznak az extensor és a flexor motor sejtek. Általában ezek mozgása a turgor változásaitól függ, amelyek a víznek a protoplasztból való belépése és / vagy kilépése miatt alakulnak ki.

Az alábbiakban röviden ismertetjük azokat a nastiasokat, amelyek eseteit klasszikus példáknak lehet tekinteni.

Nictinastias vagy növények "alvási mozgásai"

Eredetileg a Mimosa pudica-ban fedezték fel, és nagyon gyakori a hüvelyesekben. A levelek "ritmikus" mozgalmához kapcsolódnak, amelyek éjszaka bezáródnak, és a nap folyamán teljesen kitágulnak. A leginkább az Albizzia julibrissim, az A. lophantha, a Samanea saman, a Robinia pseudoacacia és a Phaseolus coccineus vizsgálatait vizsgálták.

A jelenség a növényekben jól ismert, és feltételezhető, hogy adaptív okokból áll: a levéllapátok napi kitágulása maximális fényenergiát képes elnyelni napsütés során, míg az éjszakai zárás célja a kalóriaveszteség elkerülése. fontos.

Ha a levelek kiszélesednek, a pulvinulusok vízszintes helyzetben vannak (nappali), és bezárásukkor U alakúak (éjszakai), vagy pedig azzal járnak, hogy az expanziós cellákban a turgor megnövekszik a nyitás során, és turgor a flexor cellákban bezárás közben.

A ninasztikus mozgalom grafikus leírása (Charles Darwin, LL.D, FRS, Francis Darwin támogatásával, a Wikimedia Commons segítségével)

Az ilyen turgor változások a víz mozgása miatt fordulnak elő, amely az ionok, például K + és Cl-, malát és más anionok intracelluláris mozgásától függ.

A K + bejut a motoros sejtekbe a citoplazmatikus membrán belső felületén lévő negatív töltés növekedésével, amelyet az ATPázok hatása révén érnek el, amelyek felelősek a protonok citoplazmából történő kitoltatásáért.

A turgor vesztesége a protonszivattyú inaktivációja miatt fordul elő, amely depóriázza a membránt és aktiválja a káliumcsatornákat, elősegítve ennek az ionnak az apoplaszt felé történő kilépését.

Ezek a mozgások a fitokrómokból álló fotoreceptorok működésétől függnek, tekintettel arra a tényre, hogy a kísérletek azt mutatták, hogy a hosszabb sugárzás serkenti a levél kinyílását.

A ninasztikus mozgásnak van bizonyos „ritmikussága”, mivel az állandó sötétségnek kitett növények ezeket a mozgásokat 24 óránként mutatják be, tehát egyfajta „biológiai óra” -nak részt kell vennie az impulzusos motoros sejtek turgor változásának szabályozásában.

Thigmonasties vagy érintési mozgások

Az irodalomban az egyik legnépszerűbb tigmonastikus válasz a húsevő növény, a Dionaea muscipula vagy a "Venus flytrap" által bemutatott, ahol a rovarok csapdába esnek a csuklópántos leveleiben.

Amikor egy rovar felmászik a levél szellőző felülete felé, és három érzékeny szőrszálatra találkozik, amelyek kiváltják a motoros választ, az intercelluláris elektromos jelek generálódnak, és megindítják az egyes levéllemezek sejtjeinek differenciális megnyúlását, ami a "Csalás" kevesebb mint egy másodperc alatt.

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

A húsevő elegendő nitrogént biztosít a D. muscipula számára a túléléshez, így ezek a növények problémamentesen letelepedhetnek az ásványi szegény talajokban. Fontos megjegyezni, hogy ez a mozgás nagyon specifikus, ami azt jelenti, hogy az olyan ingerek, mint az esőcseppek vagy az erős szél, nem idézik elő a lebenyek bezárását.

Egy másik húsevő növény, a Drosera rotundifolia százai nyálkahártyás csápokkal rendelkezik módosított leveleinek felületén, felhívva a potenciális ragadozók százai figyelmét, amelyek csapdába esnek a "csápok" nyálkahártyájában.

Az érzéki csápok észlelik a zsákmány jelenlétét, és a szomszédos csápok a stimulált felé hajlanak, és egy csésze alakú csapdát képeznek, amely csapdába ejti a rovarot.

Úgy gondolják, hogy differenciális növekedés történik, amelyet az auxinszint változásai szabályozzák, mivel az exogén auxinok hozzáadása kiváltja a levelek bezáródását, és az azonos hormon szállító blokkolóinak hozzáadásával gátolható a mozgás.

A Mimosa pudica a legjobban leírt tigmonastikus mozgások főszereplője. Az egyik szórólap megérintése elősegíti az összetett levelek azonnali bezáródását.

Úgy gondolják, hogy ez a tapintható ingerekre adott válasz felhasználhatja a lehetséges ragadozók elriasztását vagy védelmi mechanizmusként, amely lehetővé teszi védekező gerincük kitettségét.

A levelek hajtogatása a turgor változásától függ. A pulvinulusok ebben az esetben elveszítik a turgort, nevezetesen, a flexor sejtek meghosszabbodnak az extensorcellák térfogatvesztésének válaszában.

Mimosa pudica vagy az "érzékeny növény" (Forrás: pixabay.com/)

A térfogatváltozás a szacharóz kisülése miatt következik be a fülében, amely a víz ozmotikus transzportját, valamint a kálium- és klórionok passzív transzportját eredményezi.

Ebben a mozgásban egy elektrokémiai gradiens is kialakul, mivel a protonszivattyúk részt vesznek a membránban (ATPázok). Többek között a növekedési faktorok, a citoszkeleton és az aktin szálak szerepelnek.

Thermonasties

A Crocus-virágokban és tulipánokban részletezték. Ennek oka a szirmok eltérő növekedése, amely a hőstimulációra reagál, és nem a turgor változása miatt. A válaszbeli különbség azért fordul elő, mert a szerv két oldalának növekedési optimuma nagyon különböző hőmérsékleteken van.

Sáfrányvirágok (Forrás: pixabay.com/)

Ennek a mozgásnak a során a protoplasztok ozmotikus, pH vagy permeabilitási értékei nem változnak szignifikánsan. Az intracelluláris CO2 szignifikáns növekedését is megfigyelték, amely úgy tűnik, hogy az a tényező, amely érzékenyíti a szöveteket a hőmérséklet változásaival szemben.

Zárt tulipán (Forrás: pixabay.com/)

Ez a mozgás független a fény intenzitásától, és szigorúan függ a hőmérséklet növekedésétől. A különféle szerzők szerint a virágok mozgásának megfigyelése érdekében a hőváltozásnak 0,2 ° C és 0,5 ° C között kell lennie. Ugyanezen nagyságrendű hőmérséklet-csökkenés okozza annak bezárását.

Irodalom

1. Azcón-Bieto, J. és Talón, M. (2008). A növényi élettan alapjai (2. kiadás). Madrid: McGraw-Hill Interamericana, Spanyolország.
2. Braam, J. (2005). Kapcsolatban: növényi reakciók a mechanikus ingerekre. New Phytologist, 165, 373–389.
3. Brauner, L. (1954). Tropizmusok és nastikus mozgások. Annu. Rev. Plant. Physiol., 5, 163-182.
4. Brown, AH, Chapman, DK és Liu, SWW (1974). A súlytalanság vagy a Clinostat Rotáció által kiváltott levél-epinasty összehasonlítása. Bioscience, 24 (9), 518–520.
5. Dubetz, S. (1969). A Phaseolus vulgaris szárazság által kiváltott szokatlan fotonastizmus. Canadian Journal of Botany, 47, 1640–1641.
6. Dumais, J. és Forterre, Y. (2012). "Növényi dinamika": A víz szerepe a növények mozgásában. Annu. Rev. Fluid Mech. 44, 453-478.
7. Enright, JT (1982). A levelek alvásmozgása: Darwin értelmezésének védelme érdekében. Oecologia, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V. és Liscum, E. (2005). Növényi trópusok: a mozgás erejének biztosítása egy ülő organizmus számára. Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
9. Firn, RD és Myers, AB (1989). Növénymozgások, amelyeket a mechanizmusok sokféleségének eltérő növekedése és egysége okoz? Környezetvédelmi és Kísérleti Botanika, 29, 47–55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., és Chen, Z. (2015). A növények és a biológiai inspirációjú struktúrák gyors nastikus mozgása. JR Soc. Interfész, 12.
11. Hayes, AB és Lippincott, JA (1976). Növekedés és gravitációs válasz a levélpenge hyponasty kialakulásában. American Journal of Botany, 63 (4), 383–387.
12. Koukkari, WL és Hillman, WS (1968). Pulvini mint fotoreceptorok a fitokróm hatása során a Nyctinasty-ra Albizzia julibrissinben. Plant Physiology, 43 (5), 698–704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., és Romero-Puertas, MC (2016). A levelek epinasztia és auxin: Biokémiai és molekuláris áttekintés. Növénytudomány. Elsevier Ireland Ltd.
14. Schildknecht, H. (1983). Turgorinok, a magasabb szintű szervezett növények endogén napi ritmusának hormonjai - detektálás, izolálás, szerkezet, szintézis és aktivitás. Angewandte Chemie International Edition angol nyelven, 22. (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N., és Yamamura, S. (2001). A növény nyktinastikus mozgásának molekuláris megközelítése biológiai óra által szabályozva. International Journal of Molecular Sciences, 2. (4), 156–164.
16. Wood, WML (1953). Termosztát a tulipán és a Crocus virágokban. Journal of Experimental Botany, 4 (10), 65–77.