MIEGUISTUMAS: GYVŪNUOSE IR AUGALUOSE (SU PAVYZDŽIAIS) - BIOLOGIJA - 2025

Terminas „ ramybės būsena“ reiškia keletą fiziologinių procesų, kurie paprastai sustabdo metabolizmą, augimą ir vystymąsi įvairiais laikotarpiais. Šį reiškinį apibūdina daugybė rūšių bakterijų, grybelių, protistų, augalų ir gyvūnų, tiek stuburinių, tiek bestuburių, nors apie kai kurias grupes dar niekada nebuvo pranešta.

Miegas yra prisitaikymo ir išgyvenimo mechanizmas, paprastai atsirandantis reaguojant į ekstremalias aplinkos sąlygas, pavyzdžiui, sezoninius pokyčius, kai žmonės, be kita ko, gali susidurti su ekstremaliomis temperatūromis, dehidracija, potvyniais, trūkti maistinių medžiagų.

Marmot (šaltinis pixabay.com)

Visi organizmai, tiek sėslūs, tiek tie, kurie gali laisvai judėti, tam tikru savo gyvenimo istorijos momentu susiduria su tam tikromis ribotomis jų dauginimosi, augimo ar išgyvenimo sąlygomis. Kai kurie reaguoja su tokiais gyventojų reiškiniais kaip migracija, kiti - į ramybės būseną.

Veiksniai, sukeliantys šio proceso pradžią, tiek išoriniai, tiek vidiniai, įvairiose rūšyse skiriasi, ir gali būti netgi svarbių skirtumų tarp tų pačių rūšių asmenų, esančių geografiškai skirtingose ​​vietose.

Čia pateikiamos kelios gyvūnų ir augalų proceso savybės ir pavyzdžiai.

Gyvūnuose

Mieguistumas bestuburiuose

Šioje gyvūnų grupėje ramybės tipai skiriasi nuo mažo kiaušinio iki modifikuoto suaugusiojo pavidalo. Jis klasifikuojamas kaip ramybės ir diapazono laipsnis, atsižvelgiant į veiksnius, susijusius su jo inicijavimu ir palaikymu.

Ramumas reiškia visas formas, kurias sukelia nepalankios aplinkos sąlygos. Užmigimas, estivacija, anhidrobiozė (gyvenimas be vandens) ir kriptobiozė (paslėptas ar paslėptas gyvenimas) yra ramybės formos.

Diapazono diapazoną palaiko vidiniai fiziologiniai atsakai, būdingi kiekvienai rūšiai ir individui.

Daugybė rūšių pelynų, cnidarijų, plokščiųjų kirminų, rififormų, nematodų, tardigradų, nariuotakojų, moliuskų, aneliidų, pusrutulių ir chordatų rūšių būna ramybės arba diapauzinės formos.

Kai kurios kempinės gamina atsparumo brangakmenius, kurie padeda atkurti visas populiacijas, kai tik bus atkurtos palankios sąlygos. Tam tikros rūšys cnidarianai gamina bazinius trynius arba „neveikiančius“ lytinius kiaušinius, kurie gali trukti nuo kelių savaičių iki mėnesių.

Vabzdžiai gali patekti į įvairias jų stadijas (kiaušinius, lervas, lėles ar suaugusius), priklausomai nuo rūšies ir buveinės, kurią jie užima. Miriapodžiai gali suvynioti mažuose šiltnamiuose žemėje ir atsispirti potvyniams kaip suaugę organizmai.

Tarp moliuskų taip pat buvo pastebėta, kad dvigeldžiai ir prosobraliniai gyvūnai ramybės būsenoje užsandarina vožtuvus arba atidaro apvalkalus. Dvigeldžiai gali būti palaidoti kelis mėnesius tokiu būdu palaidoti nuosėdose.

Svarbu paminėti, kad ramybės būsena yra daug labiau būdinga sausumos, pusiau sausumos ar gėlavandenių bestuburių rūšims, nei jūrinėms rūšims, galbūt dėl ​​šios aplinkos santykinio stabilumo sausumos atžvilgiu.

Mieguistumas stuburiniuose gyvūnuose

Geriausiai žinomi stuburinių gyvūnų ramybės ramybės atvejai yra žiemojimai žinduoliams, tokiems kaip ursidai ir graužikai, ir paukščiams.

Tačiau pastaruoju metu daug tyrimų buvo sutelkta į vėžiu sergančių pacientų navikinių ląstelių populiacijų ramybę, kuri yra glaudžiai susijusi su metastazių vystymusi.

Kaip ir visuose kituose gyvūnuose ir augaluose, žinduolių ramybė atsiranda kaip adaptyvus mechanizmas, padedantis susidoroti su dideliais energijos poreikiais, tačiau mažai energijos gaunančiais aplinkoje.

Tai susiję su fiziologiniais, morfologiniais ir elgesio pokyčiais, leidžiančiais gyvūnui išgyventi nepalankiomis sąlygomis.

Hibernacija

Užmigdymo sezono pradžia pasižymi ilgais torpo „pamainomis“, kurių metu medžiagų apykaita palaipsniui mažėja ir kai kūno temperatūra išlieka tik keliais laipsniais aukštesnė už kambario temperatūrą.

Šie „letargai“ susikerta su intensyvios metabolinės veiklos akimirkomis, kurioms prieš grįžtant į letargiją pavyksta padidinti kūno temperatūrą. Šiuo laikotarpiu sumažėja visos kūno funkcijos: širdies ritmas, kvėpavimas, inkstų funkcija ir kt.

Sezoniniai pokyčiai paruošia gyvūną žiemoti. Preparatas fiziologiniu lygiu tikriausiai pasiekiamas keičiant pastovų daugelio baltymų, atliekančių specifines funkcijas, padidinančias ar mažinančias kai kurių mRNR ir jų atitinkamų baltymų gausą, lygį.

„Torpor“ įėjimas ir išėjimas yra labiau susijęs su grįžtamaisiais ir greitais metaboliniais jungikliais, kurie veikia akimirksniu, o ne su genų ekspresijos, transkripcijos, transliacijos ar produkto stabilumo kontrolės pokyčiais.

Augaluose

Geriausi žinomi augalų ramybės atvejai yra sėklų, gumbų ir pumpurų ramybės trukmė, būdinga augalams, kuriems būdingas sezoniškumas.

Skirtingai nuo ramybės gyvūnų, augalai ramybės būsenoje pasirenkami atsižvelgiant į temperatūrą, fotoperiodo ilgį, šviesos kokybę, temperatūrą šviesiu ir tamsiuoju periodu, mitybos sąlygas ir vandens prieinamumą. Tai laikoma „paveldima“ savybe, nes ji taip pat yra genetiškai nulemta.

Mieguistumas pumpuruose

Šis reiškinys pasitaiko daugelyje medžių ir apima metinį lapų praradimą bei atsinaujinimą. Sakoma, kad medžiai be lapų žiemą yra neveikiantys ar neveikiantys.

Galiniai pumpurai, apsaugoti katafilų, yra tie, kurie vėliau sukelia naujus lapus ir lapines primordijas.

Medžių pumpurai žiemą (Šaltinis: pixabay.com)

Šie pumpurai susidaro maždaug prieš du mėnesius, kol aktyvus augimas nutrūksta ir lapai netenka. Skirtingai nuo gyvūnų, augaluose fotosintezė, kvėpavimo takų, transpiracija ir kita fiziologinė veikla tęsiasi visus metus, vienintelis dalykas, kuris iš tikrųjų sustabdo, yra augimas.

Šviesos bangos ilgiai (raudoni ir tolygiai raudoni), atrodo, vaidina labai svarbų vaidmenį nustatant ir suskaidant ramybės būseną pumpuruose, taip pat kaupiantis hormonui abscisinės rūgšties (ABA).

Mieguistumas sėklose

Sėklų mieguistumas yra labai paplitęs laukiniuose augaluose, nes tai suteikia jiems galimybę išgyventi stichines nelaimes, sumažinti konkurenciją tarp tos pačios rūšies individų arba užkirsti kelią daigumui netinkamu metų laiku.

Sėklose šį procesą kontroliuoja genetinė išraiška, fermentinis aktyvumas ir augimo reguliatorių kaupimasis, atliekant pagrindinį ABA vaidmenį. Šis hormonas kaupiasi sėklose ir, manoma, kad jį sintetina endospermas ir embrionas, o ne augalas, kuris sukuria sėklą.

Miego metu sėklos yra atsparios ilgam džiūvimui. Nustatyta, kad vėlyvosios embrionozės slopinimo (LEA) baltymai veikia kaip kitų būtinų baltymų gynėjai išsausėjimo laikotarpiais.

Mielios kmynų sėklos, ciuminis cyminum (Šaltinis: pixabay.com/)

Gumbuose taip pat yra ramybės. Šių struktūrų meristemos yra sulaikytos ląstelių ciklo G1 fazėje prieš DNR sintezę. Šio arešto išlaisvinimas priklauso nuo daugelio ciklinų priklausomų kinazių ir jų pasroviui taikomų objektų.

Gumbų ramybės pradžioje reikalingi ABA ir etilenas, tačiau ramybės būsenai palaikyti reikia tik AVA. Esant tokiai būsenai, stiebagumbiuose yra nedaug auksino ir citokinino, kurie, kaip manoma, dalyvauja jo suskaidyme ir vėliau daigume.

Nuorodos

1. Alsabti, EAK (1979). Miego navikas. J. Cancer Res. Klinika. Onkolas. , 95, 209–220.
2. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Augalų fiziologijos pagrindai (2-asis leidimas). Madridas: „McGraw-Hill Interamericana“ iš Ispanijos.
3. Cáceres, C. (1997). Mieguistumas bestuburiuose. Bestuburių biologija, 116 (4), 371–383.
4. Carey, H., Andrews, M., ir Martin, S. (2003). Žinduolių užmigdymas: ląstelių ir molekulių reakcijos į prislėgtą medžiagų apykaitą ir žemą temperatūrą. Fiziologinės apžvalgos, 83 (4), 1153–1181.
5. Finkelšteinas, R., Reevesas, W., Ariizumi, T., ir Steberis, C. (2008). Sėklos ramybės molekuliniai aspektai. Metinė augalų biologijos apžvalga, 59 (1), 387–415.
6. Koornneef, M., Bentsink, L., ir Hilhorst, H. (2002). Sėklos ramybė ir daigumas. Dabartinė nuomonė augalų biologijoje, 5, 33–36.
7. Perry, TO (1971). Medžių mieguistumas žiemą. Mokslas, 171 (3966), 29–36. https://doi.org/10.1126/science.171.3966.29
8. Romero, I., Garrido, F., ir Garcia-Lora, AM (2014). Metastazės, veikiamos imuninės sistemos ramybės būsenoje: nauja galimybė kovoti su vėžiu. Vėžio tyrimai, 74 (23), 6750–6757. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-14-2406
9. Suttle, J. (2004). Bulvių gumbų ramybės fiziologinis reguliavimas. Amer. J. iš Potato Res, 81, 253-262.
10. Vegis, A. (1964). Mieguistumas aukštesniuose augaluose. Annu. Augalas. Fiziolis. , 15, 185–224.