NASTIJOS: TIPAI, CHARAKTERISTIKOS IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Kad nasties , nastismos arba nastic judesiai yra judesio augalų, atsirandančių dėl išorinio stimulo tokiu būdu, suvokimo forma, bet kurioje iš gauto judėjimo kryptį yra nepriklausoma nuo įsivaizduojamos stimulo. Jie atsiranda beveik visuose augalų organuose: lapuose, stiebuose ir šakose, gėlėse, sausgyslėse ir šaknyse.

Tarp mechanizmų, kuriuos augalai turi prisitaikyti prie juos supančios aplinkos, yra keletas judesių formų, kurie, grįžtamai ar negrįžtamai, atsiranda dėl šviesos, šiluminių, cheminių, vandens, liečiamųjų, gravitacinių dirgiklių, žolinių augalų sukeltų žaizdų suvokimo. maitinant, be kita ko.

Mėsėdis augalas Drosera rotundifolia (šaltinis: pixabay.com/)

Judėjimas augaluose tradiciškai skirstomas į dvi rūšis: tropizmą ir nastiją. Tropizmai, skirtingai nei nastijos, yra funkciškai apibrėžiami kaip augalų organų judesiai ar augimo reakcija į fizinius dirgiklius ir yra tiesiogiai susiję su kryptimi, kuria jie suvokiami.

Nastijos ir tropizmas gali atsirasti dėl judesių, atsirandančių dėl judančio organo ląstelių augimo ar turgorinių pokyčių, todėl kai kurie judesiai gali būti laikomi grįžtamaisiais, kiti - negrįžtamais.

Charlesas Darwinas savo 1881 m. Darbe „Judėjimo galia augaluose“ aprašė augalų judėjimą, atsirandantį dėl aplinkos pokyčių, ypač susijusių su atogrąžų reakcijomis. Tačiau mechanizmai, kuriais grindžiami šie judėjimai, nuo to laiko iki šių dienų buvo aprašyti įvairių autorių.

Tipai

Augalas gali gauti labai daug stimulų, dėl kurių jis gali sukelti daugybę įvairių reakcijų. Skirtingi nastiniai judesiai buvo klasifikuojami daugiausia atsižvelgiant į dirgiklių pobūdį, tačiau atsakymo mechanizmų moksliniame aprašyme yra daug neaiškumų.

Tarp žinomiausių nastijų rūšių yra:

• Nikastastija : kai kai kurių ankštinių augalų lapai dienos metu visiškai išsiplečia, o naktį nusimeta ar užverda .
• Thigmonastia / Seismonastia : judesiai, atsirandantys dėl stimulų, tiesiogiai liečiant tam tikrus kai kurių rūšių organus.
• Termonastija : grįžtami judesiai, priklausantys nuo šiluminių svyravimų.
• Fotonastija : ji laikoma ypatingu fototropizmo tipu; kai kurių rūšių lapai esant dideliam šviesos intensyvumui gali būti išdėstyti lygiagrečiai šviesos srautui.
• Epinastija ir hiponastija : tai lapų judėjimas, kurį kai kurios rūšys patiria esant ypač drėgnoms šaknims ar didelei druskos koncentracijai dirvožemyje. Epinastika susijusi su perdėtu adaksialinio regiono augimu, o hiponastija reiškia lapų ašmenų aksialinio regiono augimą.
• Hidronastija : tam tikrų augalų organų judėjimas, priklausantis nuo hidrinių dirgiklių.
• Chemionastija : judesio atsakas, susijęs su kai kurių cheminių medžiagų koncentracijos gradientais. Kai kurie autoriai labiau nurodo vidinius judesius ir signalizacijos kelius.
• Gravinastia / Geonastia : grįžtamasis laikinas kai kurių augalų judėjimas, reaguojant į gravitacinius dirgiklius.

Savybės ir pavyzdžiai

Daugelis nastinių judesių priklauso nuo tam tikro organo: pulvínulo. Pulvinulės yra specializuoti motoriniai organai, esantys paprastų lapų petioles pagrindu, o petioles ir lapeliai kombinuotuose lapuose.

Anatomiškai kalbant, juos sudaro centrinis cilindras, apsuptas kollenchimo sluoksnių, ir motorinė žievės zona, kurioje yra parenchiminės ląstelės, jautrios dydžio ir formos pokyčiams.

Smegenų žievės ląstelės, kurios keičiasi dydžiu ir forma, yra žinomos kaip motorinės ląstelės, tarp kurių yra ekstensorinės ir fleksinės motorinės ląstelės. Paprastai jų judėjimas priklauso nuo turgorų pokyčių, susijusių su vandens patekimu ir (arba) išėjimu iš protoplasto.

Žemiau pateikiamas trumpas nastų, kurių atvejai gali būti laikomi klasikiniais pavyzdžiais, aprašymas.

Nikastastijos arba augalų „miego judesiai“

Iš pradžių jie buvo aptikti Mimosa pudica ir yra labai paplitę ankštiniuose augaluose. Jie yra susiję su „ritmišku“ lapų judėjimu, kurie uždaromi naktį ir dienos metu visiškai išsiplečia. Labiausiai ištirta Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia ir Phaseolus coccineus.

Šis reiškinys gerai žinomas augaluose ir, manoma, turi prisitaikymo priežasčių: lapų ašmenys išsiplėtę dienos metu leidžia saulės spinduliams sugauti kuo daugiau šviesos energijos, o naktį uždaromi stengiasi išvengti kalorijų praradimo. svarbu.

Kai lapai išsiplečia, pulvinulės yra horizontalioje padėtyje (paros metu), o uždarant jos turi „U“ formą (nakties) arba tai yra susiję su turgoro padidėjimu ekstensorių ląstelėse atidarant ir padidėjus turgoras fleksorinėse ląstelėse uždarymo metu.

Grafinis niktinietiško judėjimo aprašymas (Charlesas Darwinas, teisės mokslų daktaras, FRS, padedamas Franciso Darwino, per „Wikimedia Commons“)

Tokie turgoriniai pokyčiai atsiranda dėl vandens judėjimo, kuris priklauso nuo jonų, tokių kaip K + ir Cl-, malato ir kitų anijonų, judėjimo ląstelėje.

K + patenka į motorines ląsteles padidėjęs neigiamas krūvis ant citoplazminės membranos vidinio paviršiaus, kuris pasiekiamas veikiant ATPazėms, atsakingoms už protonų pašalinimą iš citoplazmos.

Turgoro praradimas atsiranda dėl protonų siurblio, kuris depoliarizuoja membraną ir suaktyvina kalio kanalus, inaktyvavimo, skatindamas šio jono išėjimą apoplasto link.

Šie judesiai priklauso nuo fotoreceptorių, sudarytų iš fitochromų, veikimo, nes eksperimentai parodė, kad ilgalaikė radiacija skatina lapų atsivėrimą.

Nikastastinis judesys turi tam tikrą „ritmiškumą“, nes augalai, kuriems taikoma nuolatinė tamsa, šiuos judesius demonstruoja kas 24 valandas, todėl savotiškas „biologinis laikrodis“ turi dalyvauti reguliuojant pulgoros motorinių ląstelių turgorinius pokyčius.

Thigmonasties ar jutikliniai judesiai

Vienas iš populiariausių tigmonastinių atsakymų literatūroje yra tas, kurį pateikia mėsėdis augalas Dionaea muscipula arba „Venus flytrap“, kuriame vabzdžiai yra įstrigę jo šarnyruotuose, žydinčiuose lapuose.

Kai vabzdys lipa į vidurinį lapo paviršių ir susiduria su trim subtiliais plaukeliais, kurie sužadina variklio reakciją, susidaro tarpląsteliniai elektriniai signalai ir kiekvienoje lapo skiltyje ląstelės pailgėja, o tai uždaromos. "Cheat" mažiau nei per sekundę.

Dinoaea muscipula, Veneros muselė (Venus flytrap) (Šaltinis: pixabay.com/)

Gvazdikai suteikia D. muscipula pakankamai azoto, kad galėtų išgyventi, todėl šie augalai be problemų gali įsikurti dirvožemyje, kuriame trūksta šio mineralo. Svarbu pažymėti, kad šis judėjimas yra labai specifinis, o tai reiškia, kad dirgikliai, tokie kaip lietaus lašai ar stiprus vėjas, nesukelia skilčių uždarymo.

Kitas mėsėdžių augalas, „Drosera rotundifolia“, savo modifikuotų lapų paviršiuje turi šimtus gleivinių čiuptuvų, pritraukdamas šimtų galimų grobio dėmesį, įstrigusį „čiuptuvų“ gleivėse.

Jutiminiai čiuptuvai nustato grobį, o gretimi čiuptuvai pasilenkia link to, kuris buvo stimuliuojamas, sudarydami puodelio formos spąstus, kurie įstrigdo vabzdį viduje.

Manoma, kad vyksta diferencinis augimas, kurį kontroliuoja auksino lygio pokyčiai, nes pridėjus išorinių auksinų, lapai uždaromi, o pridedant to paties hormono pernešimo blokatorių, judėjimas slopinamas.

„Mimosa pudica“ taip pat yra geriausiai aprašytų tigmonastinių judesių veikėjas. Vieno jo lapelio prisilietimas skatina nedelsiant uždaryti jo junginius.

Manoma, kad šis atsakas į lytėjimo dirgiklius gali padėti atbaidyti galimus plėšrūnus arba kaip gynybos mechanizmas, leidžiantis atsiskleisti jų gynybiniams stuburams.

Lapų lankstymas priklauso nuo turgoro pokyčių. Pulvinulės tokiu atveju praranda turgorą, konkrečiai, fleksorinės ląstelės ištempia reaguodamos į prailginamųjų elementų tūrio praradimą.

„Mimosa pudica“ arba „jautrus augalas“ (Šaltinis: pixabay.com/)

Tūrio pokytis įvyksta dėl sacharozės išmetimo fone, kuris verčia osmosinį vandens transportavimą ir pasyvų kalio ir chloro jonų pernešimą.

Dėl juose vykstančių protonų siurblių membranoje (ATPazių) taip pat sukuriamas elektrocheminis gradientas. Tarp kitų, augimo faktorių, citoskeleto ir aktino gijų.

Termonastai

Tai buvo išsamiai aprašyta kroko gėlėse ir tulpėse. Tai atsiranda dėl skirtingo augimo priešingose ​​žiedlapių pusėse, kurios reaguoja į šilumos stimulą, o ne dėl turgoro pokyčių. Skiriasi atsakas, nes abiejų organų pusių augimas yra optimalus esant labai skirtingai temperatūrai.

Krokuso gėlės (šaltinis: pixabay.com/)

Šio judesio metu protoplastų osmosinės, pH ar pralaidumo vertės reikšmingų pokyčių nevyksta. Taip pat pastebėtas reikšmingas tarpląstelinio CO2 padidėjimas, kuris, atrodo, yra jautrus audiniams temperatūros pokyčiams.

Uždarytos tulpės (šaltinis: pixabay.com/)

Šis judėjimas nepriklauso nuo šviesos intensyvumo ir griežtai priklauso nuo temperatūros padidėjimo. Skirtingi autoriai laikosi nuomonės, kad šiluminis pokytis turi būti nuo 0,2 ° C iki 0,5 ° C, kad būtų galima pastebėti gėlių judėjimą. Tokio paties laipsnio temperatūros kritimas sukelia jos uždarymą.

Nuorodos

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Augalų fiziologijos pagrindai (2-asis leidimas). Madridas: „McGraw-Hill Interamericana“ iš Ispanijos.
2. Braamas, J. (2005). Ryšys: augalų reakcija į mechaninius dirgiklius. Naujas fitologas, 165, 373–389.
3. Brauneris, L. (1954). Tropizmai ir nastiniai judesiai. Annu. Augalas. Fiziolis. , 5, 163-182.
4. Brownas, AH, Chapmanas, DK ir Liu, SWW (1974). Lapų epinastikos, atsiradusios dėl nesvarumo arba pagal klinostato sukimąsi, palyginimas. „Bioscience“, 24 (9), 518–520.
5. Dubetz, S. (1969). Neįprastas fotonastizmas, kurį sukelia Phaseolus vulgaris sausra. Kanados botanikos žurnalas, 47, 1640–1641.
6. Dumais, J., ir Forterre, Y. (2012). „Daržovių dinamika“: vandens vaidmuo augalų judėjime. Annu. Skysčio mech. , 44, 453-478.
7. Enright, JT (1982). Miegantys lapų judesiai: ginant Darvino interpretaciją. „Oecologia“, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V, ir Liscum, E. (2005). Augalų tropizmai: sėslaus organizmo judėjimo jėgos suteikimas. Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
9. Firn, RD, & Myers, AB (1989). Augalų judėjimas, kurį sukelia skirtingas augimas - mechanizmų įvairovės vieningumas? Aplinkos ir eksperimentinė botanika, 29, 47–55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Greitas niūrus augalų ir bioįkvėptų struktūrų judesys. JR soc. Sąsaja, 12.
11. Hayes, AB ir Lippincott, JA (1976). Augimas ir gravitacinis atsakas kuriant lapų ašmenų hiponastiką. „American Journal of Botany“, 63 (4), 383–387.
12. Koukkari, WL, ir Hillmanas, WS (1968). „Pulvini“ - kaip fotoreceptoriai, naudojant fitochromo poveikį Nyctinasty, Albizzia julibrissin. Augalų fiziologija, 43 (5), 698–704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., ir Romero-Puertas, MC (2016). Lapų epinastika ir auksinas: biocheminė ir molekulinė apžvalga. Augalų mokslas. „Elsevier Ireland Ltd.“
14. Schildknecht, H. (1983). Turgorinai, aukštesnių organizuotų augalų endogeninių dienos ritmų hormonai - aptikimas, išskyrimas, struktūra, sintezė ir aktyvumas. „Angewandte Chemie“ tarptautinis leidimas anglų kalba, 22 (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N., ir Yamamura, S. (2001). Molekulinis požiūris į augalo nyktinastinį judėjimą, kontroliuojamą biologinio laikrodžio. Tarptautinis molekulinių mokslų žurnalas, 2 (4), 156–164.
16. Mediena, WML (1953). Termonodas tulpių ir krokų gėlėse. Žurnalas „Experimental Botany“, 4 (10), 65–77.