SOVESAL: HOS DYR OG PLANTER (MED EKSEMPLER) - BIOLOGI - 2025

Udtrykket sovende henviser til en række fysiologiske processer, der generelt ender med at stoppe stofskifte, vækst og udvikling i forskellige tidsperioder. Dette fænomen præsenteres af adskillige arter af bakterier, svampe, protister, planter og dyr, både hvirveldyr og hvirvelløse dyr, selvom det for nogle grupper aldrig er rapporteret.

Dormancy er en tilpasnings- og overlevelsesmekanisme, der normalt opstår som reaktion på ekstreme miljøforhold, som for eksempel sæsonændringer, hvor individer kan stå over for ekstreme temperaturer, dehydrering, oversvømmelser, mangel på næringsstoffer, blandt andre.

Marmot (kilde pixabay.com)

Alle organismer, både faste og dem med evnen til at bevæge sig frit, står på et tidspunkt i deres livshistorie over en vis begrænsende betingelse for deres reproduktion, vækst eller overlevelse. Nogle reagerer med befolkningsfænomener som migrationer, mens andre går ind i en sovende tilstand.

De faktorer, der udløser påbegyndelse af denne proces, både eksterne og interne, varierer fra en art til en anden, og der kan endda være vigtige forskelle mellem individer af den samme art, der er beliggende i geografisk forskellige områder.

Her er nogle karakteristika og eksempler mellem processen med dyr og planter.

Hos dyr

Sovesal i hvirvelløse dyr

I denne gruppe af dyr varierer typerne af dvale fra et lille æg til den modificerede form af en voksen. Det klassificeres som ro og diapause, afhængigt af de faktorer, der er involveret i dens indledning og vedligeholdelse.

Quiescence refererer til alle former, der induceres af ugunstige miljøforhold. Formerne for ro er dvale, estivation, anhydrobiosis (liv uden vand) og cryptobiosis (skjult eller skjult liv).

Diapausen opretholdes mere end ved eksterne forhold ved interne fysiologiske responser, der er iboende for hver art og individ.

Mange arter af porifers, cnidarians, flatworms, rotifers, nematoder, tardigrades, leddyr, bløddyr, ringformede, hemicordates og chordates forekommer enten rolige eller diapausede former.

Nogle svampe producerer modstandsmemmler, der hjælper dem med at genoprette fulde populationer, når gunstige forhold er genoprettet. Visse arter af cnidarianer producerer basal æggeblommer eller "sovende" kønsæg, der kan vare i uger til måneder.

Insekter kan gå ind i diapause i et hvilket som helst af deres stadier (æg, larver, pupper eller voksne), afhængigt af arten og det levested, de optager. Myriapods kan spole inde i små drivhuse på jorden og modstå oversvømmelser som voksne organismer.

Blandt bløddyr er det også blevet observeret, at toskaller og blomster går i dvale ved at forsegle deres ventiler eller åbne deres skaller. Tivaler kan vare flere måneder begravet på denne måde i sedimentet.

Det er vigtigt at nævne, at dvalenhed er meget mere almindelig i arter af terrestriske, semi-terrestriske eller ferskvandsvirvelløse dyr end i marine arter, måske på grund af den relative stabilitet i disse miljøer i forhold til jordbundne.

Sovesal hos hvirveldyr

Hos hvirveldyr er de bedst kendte tilfælde af dvale de i dvale hos pattedyr som ursids og gnavere og hos fugle.

Imidlertid har meget forskning for nylig koncentreret sig om dvale hos tumorcellepopulationer af kræftpatienter, som er tæt knyttet til udviklingen af ​​metastaser.

Som hos andre dyr og planter forekommer dvaler hos pattedyr som en tilpasningsmekanisme til at klare perioder med stort energibehov, men kun lidt energitilgængelighed i miljøet.

Det har at gøre med fysiologiske, morfologiske og adfærdsmæssige ændringer, der gør det muligt for dyret at opnå overlevelse under ugunstige forhold.

dvaletilstand

Begyndelsen på en dvaletidssæson er kendetegnet ved lange "skift" af torpor, hvor metaboliske hastigheder gradvis falder, og hvor kropstemperaturen kun forbliver et par grader over stuetemperatur.

Disse "sløvhed" er sammenvevet med øjeblikke af intens metabolisk aktivitet, som formår at øge kropstemperaturen, før de vender tilbage til sløvhed. I denne periode reduceres alle kropsfunktioner: hjerterytme, åndedræt, nyrefunktion osv.

Sæsonændringer forbereder dyret på dvaletilstand. Præparatet på det fysiologiske niveau opnås sandsynligvis ved at ændre stabilitetsniveauerne i mange proteiner, der tjener specifikke funktioner med at forøge eller reducere forekomsten af ​​nogle mRNA'er og deres tilsvarende proteiner.

Indtræden og udgangen af ​​torpor er snarere relateret til reversible og hurtige metaboliske switches, der fungerer mere øjeblikkeligt end ændringer i kontrollen af ​​genekspression, transkription, translation eller stabilitet af produkter.

I planter

De bedst kendte tilfælde af dvale hos planter svarer til dvale hos frø, knolde og knopper, som er karakteristiske for planter, der er underlagt sæsonbestemthed.

I modsætning til dvale hos dyr går planter i dvale baseret på temperatur, længde af fotoperiod, lyskvalitet, temperatur i lys og mørke perioder, ernæringsmæssige forhold og vandtilgængelighed. Det betragtes som en "arvelig" egenskab, da den også er genetisk bestemt.

Sovesal i knopperne

Dette fænomen forekommer i mange træer og inkluderer det årlige tab og fornyelse af blade. Træer uden blade om vinteren siges at være sovende eller sovende.

De endelige knopper, der er beskyttet af katafilerne, er dem, der efterfølgende giver anledning til de nye blade og foliar.

Træknopper om vinteren (Kilde: pixabay.com)

Disse knopper dannes cirka to måneder, før den aktive vækst ophører, og blade går tabt. I modsætning til dyr fortsætter fotosyntetiske, åndedræts-, transpirations- og andre fysiologiske aktiviteter hos planter hele året rundt, det eneste, der virkelig stopper, er vækst.

Lysbølgelængderne (rød og langt rød) synes at spille en meget vigtig rolle i etablering og nedbrydning af dvale i knopperne såvel som akkumuleringen af ​​hormonet abscisic acid (ABA).

Sovende i frø

Frøhval er meget almindeligt i vilde planter, da det giver dem mulighed for at overleve naturkatastrofer, mindske konkurrencen mellem individer af samme art eller forhindre spiring i den forkerte sæson.

I frø kontrolleres denne proces ved regulering af genetisk ekspression, enzymatisk aktivitet og akkumulering af vækstregulatorer med en grundlæggende rolle som ABA. Dette hormon akkumuleres i frø og antages at blive syntetiseret af endospermen og embryoet snarere end af den plante, der giver anledning til frøet.

Under dvale er frøerne resistente over for lange perioder med udtørring. LATE-EMBRYOGENESIS ABUNDANT (LEA) proteiner har vist sig at virke som beskyttere af andre nødvendige proteiner i perioder med udtørring.

Dorly frø af spidskommen, Cuminum cyminum (Kilde: pixabay.com/)

I knolde er der også sovende. Meristeme af disse strukturer er arresteret i G1-fasen i cellecyklussen før DNA-syntese. Frigivelsen af ​​denne arrestation er afhængig af mange cyklinafhængige kinaser og deres nedstrømsmål.

ABA og ethylen er påkrævet for begyndelsen af ​​dvalen i knolde, men kun AVA er nødvendig for at opretholde dvalen. I denne tilstand udviser knollerne lave niveauer af auxin og cytokinin, som antages at deltage i dets nedbrydning og efterfølgende spiring.

Referencer

1. Alsabti, EAK (1979). Dormancy tumor. J. Cancer Res. Clin. Oncol., 95, 209-220.
2. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentals of Plant Physiology (2. udgave). Madrid: McGraw-Hill Interamericana fra Spanien.
3. Cáceres, C. (1997). Sovesom hos hvirvelløse dyr. Invertebrate Biology, 116 (4), 371–383.
4. Carey, H., Andrews, M., & Martin, S. (2003). Pattedyr-dvaletilstand: Cellulære og molekylære reaktioner på deprimeret metabolisme og lav temperatur. Fysiologiske anmeldelser, 83 (4), 1153-1181.
5. Finkelstein, R., Reeves, W., Ariizumi, T., & Steber, C. (2008). Molekylære aspekter af såsæd. Årlig gennemgang af plantebiologi, 59 (1), 387–415.
6. Koornneef, M., Bentsink, L., & Hilhorst, H. (2002). Frø sovende og spiring. Nuværende udtalelse inden for plantebiologi, 5, 33–36.
7. Perry, TO (1971). Sovende træer om vinteren. Science, 171 (3966), 29-36.
8. Romero, I., Garrido, F., & Garcia-Lora, AM (2014). Metastaser i immunmedieret dvale: En ny mulighed for at målrette kræft. Cancer Research, 74 (23), 6750–6757.
9. Suttle, J. (2004). Fysiologisk regulering af kartoffelfrugt. Arner. J. of Potato Res, 81, 253-262.
10. Vegis, A. (1964). Sovesal i højere planter. Annu. Præsten Plant. Physiol., 15, 185-224.