NASTIER: TYPER, KARAKTERISTIKA OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

De ubehageligheder, nastismos eller Nasti er en form for bevægelse af planter som følge af opfattelsen af en ekstern stimulus på en måde, men hvor retningen af den resulterende bevægelse er uafhængig af den opfattede stimulus. De forekommer i stort set alle planteorganer: blade, stængler og grene, blomster, kvæg og rødder.

Blandt de mekanismer, som planter er nødt til at tilpasse sig det miljø, der omgiver dem, er nogle former for bevægelser, der reversibelt eller irreversibelt er resultatet af opfattelsen af ​​lys, termisk, kemisk, vand, taktil, gravitationsstimuli, produkt af sår forårsaget af planteetere. ved fodring blandt andre.

Kødædende plante Drosera rotundifolia (Kilde: pixabay.com/)

Bevægelse i planter klassificeres traditionelt i to typer: tropismer og nastier. Tropisme, i modsætning til nastier, er funktionelt defineret som bevægelser eller vækstresponser fra planteorganer på fysiske stimuli og er direkte relateret til den retning, i hvilken de opfattes.

Både nastier og tropismer kan være et resultat af bevægelser på grund af vækst eller turgorændringer i cellerne i det bevægende organ, så nogle bevægelser kan betragtes som vendbare og andre irreversible, som tilfældet kan være.

Charles Darwin beskrev i sit arbejde i 1881 - The Power of Movement in Plants - plantebevægelser, der skyldes miljøændringer, især dem, der var relateret til tropiske reaktioner. Mekanismerne bag disse bevægelser er imidlertid beskrevet af forskellige forfattere siden da indtil i dag.

typer

En plante kan modtage en stor mangfoldighed af stimuli, som den kan udløse en lang række reaktioner. Klassificeringen af ​​de forskellige nastiske bevægelser er hovedsageligt udført på baggrund af stimulansens art, men den videnskabelige beskrivelse af responsmekanismerne præsenterer mange uklarheder.

Blandt de mest kendte typer nastier er:

• Nictinastia: når bladene fra nogle arter af bælgplanter udvides fuldt ud i løbet af dagen og foldes eller lukkes om natten.
• Thigmonastia / Seismonastia: bevægelser, der er resultatet af stimuli ved direkte fysisk kontakt i visse organer af nogle arter.
• Thermonastia: vendbare bevægelser afhængigt af termiske udsving.
• Photonastia: det betragtes som en speciel type fototropisme; blade af nogle arter under forhold med høj lysintensitet kan arrangeres parallelt med forekomsten af ​​lys.
• Epinastia og hyponastia: det er bladbevægelser, som nogle arter har i lyset af ekstreme fugtighedsforhold i rødderne eller høje koncentrationer af salt i jorden. Epinasty har at gøre med en overdrevet vækst i det adaxiale område, mens hyponastia henviser til væksten i bladafskæringsområdet.
• Hydronastia: bevægelse af visse planteorganer, der afhænger af hydriske stimuli.
• Chemionastia: bevægelsesrespons relateret til koncentrationsgradienter af nogle kemiske stoffer. Nogle forfattere henviser snarere til interne bevægelser og signalveje.
• Gravinastia / Geonastia: reversibel tidsmæssig bevægelse af nogle planter som svar på tyngdekraftstimulier.

Funktioner og eksempler

Mange af de nastiske bevægelser afhænger af eksistensen af ​​et bestemt organ: pulvínulo. Pulvinules er specialiserede motoriske organer placeret ved bunden af ​​petiolerne i enkle blade og petioles og foldere i sammensatte blade.

Anatomisk set er de sammensat af en central cylinder omgivet af lag af collenchyma og en motorisk kortikal zone, der har parenkymceller, der er modtagelige for ændringer i størrelse og form.

Celler i den pulvinulære cortex, der ændrer sig i størrelse og form, er kendt som motorceller, blandt hvilke ekstensor- og flexormotorceller. Normalt afhænger bevægelsen af ​​disse af turgorændringer på grund af indtræden og / eller udgangen af ​​vand fra protoplasten.

Nedenfor er en kort beskrivelse af nastier, hvis sager kan betragtes som klassiske eksempler.

Nictinastias eller "søvnbevægelser" af planter

De blev oprindeligt opdaget i Mimosa pudica og er meget almindelige i bælgplanter. De har at gøre med bladens "rytmiske" bevægelse, der lukker om natten og udvides fuldt ud i løbet af dagen. De mest studerede har været dem fra Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia og Phaseolus coccineus.

Fænomenet er velkendt i planter og menes at have adaptive grunde: udvidelsen af ​​bladbladene i løbet af dagen tillader, at der maksimalt fanges lysenergi under soleksponering, mens lukningen om natten søger at undgå kaloritab vigtig.

Når bladene udvides, er pulvinulerne i en vandret position (dagligt), og når de er lukket, har de en "U" -form (natlig), eller det er relateret til en stigning i turgor i ekstensorcellerne under åbning, og en stigning i turgor i flexorceller under lukning.

Grafisk beskrivelse af den nictinastic bevægelse (Charles Darwin, LL.D., FRS assisteret af Francis Darwin, via Wikimedia Commons)

Sådanne turgorændringer forekommer på grund af bevægelse af vand, der afhænger af den intracellulære bevægelse af ioner, såsom K + og Cl-, malat og andre anioner.

K + kommer ind i motorcellerne ved en stigning i den negative ladning på den indvendige flade af den cytoplasmatiske membran, hvilket opnås gennem virkningen af ​​ATPaser, der er ansvarlige for at udvise protoner fra cytoplasmaet.

Tabet af turgor forekommer på grund af inaktivering af protonpumpen, som depolariserer membranen og aktiverer kaliumkanalerne, hvilket fremmer udgangen af ​​denne ion mod apoplasten.

Disse bevægelser afhænger af virkningen af ​​fotoreceptorer sammensat af phytochromes, da eksperimenter har vist, at langvarig stråling stimulerer bladåbningen.

Nictinastic bevægelse har en vis "rytmicitet", da planter udsat for permanent mørke præsenterer disse bevægelser hver 24 timer, så et slags "biologisk ur" skal deltage i reguleringen af ​​turgorændringer i de pulvinule motorceller.

Thigmonasties eller berøringsbevægelser

Et af de mest populære tigmonastiske reaktioner i litteraturen er det, der præsenteres af den kødædende plante Dionaea muscipula eller "Venus flytrap", hvor insekterne er fanget i dets hængslede bilobede blade.

Når et insekt klatrer mod bladens ventrale overflade og støder på tre sarte hår, der udløser den motoriske respons, genereres intercellulære elektriske signaler og initierer forskellig forlængelse af cellerne i hver bladlove, hvilket resulterer i lukning af "Snyde" på mindre end et sekund.

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

Carnivory giver D. muscipula nok nitrogen til at overleve, så disse planter kan bosætte sig uden problemer i jord, der er dårlig i dette mineral. Det er vigtigt at bemærke, at denne bevægelse er meget specifik, hvilket betyder, at stimuli som regndråber eller stærk vind ikke udløser lukningen af ​​loberne.

En anden kødædende plante, Drosera rotundifolia, har hundreder af slimhindede tentakler på overfladen af ​​sine modificerede blade, og tiltrækker opmærksomheden fra hundreder af potentielle byttedyr, der bliver fanget i slimhinden af ​​"tentaklerne".

De sensoriske tentakler registrerer byttedyrets tilstedeværelse, og de tilstødende tentakler bøjer sig mod den, der er blevet stimuleret, og danner en kopformet fælde, der fælder insektet inde.

Det antages, at der forekommer forskellig vækst, der styres af ændringer i auxin-niveauer, da tilsætningen af ​​eksogene auxiner udløser lukningen af ​​bladene, og ved at tilføje blokkeere af transporten af ​​det samme hormon forhindres bevægelse.

Mimosa pudica er også hovedpersonen i de bedst beskrevne tigmonastiske bevægelser. Berøringen af ​​en af ​​dens foldere fremmer den øjeblikkelige lukning af dens sammensatte blade.

Det menes, at dette svar på taktile stimuli kan tjene til at skræmme mulige rovdyr eller som en forsvarsmekanisme, der tillader eksponering af deres defensive rygter.

Foldningen af ​​bladene afhænger af ændringer i turgor. Pulvinulerne mister i dette tilfælde turgor, specifikt strækker flexorcellerne sig som respons på tabet af volumen af ​​extensorcellerne.

Mimosa pudica eller den "følsomme plante" (Kilde: pixabay.com/)

Volumenændringen forekommer på grund af en udledning af saccharose i floemet, hvilket tvinger den osmotiske transport af vand og den passive transport af kalium- og chlorioner.

En elektrokemisk gradient genereres også i denne bevægelse takket være deltagelse af protonpumper i membranen (ATPases). Vækstfaktorer, cytoskelet og aktinfilamenter er blandt andet involveret.

Thermonasties

Det er blevet detaljeret beskrevet i krokusblomster og tulipaner. Det forekommer på grund af en forskellig vækst på de modsatte sider af kronbladene, der reagerer på den termiske stimulus og ikke på grund af ændringer i turgor. Forskellen i respons opstår, da de to sider af organet har vækstoptimum ved meget forskellige temperaturer.

Krokusblomster (kilde: pixabay.com/)

Under denne bevægelse forekommer der ingen signifikante ændringer i protoplasternes osmotiske, pH eller permeabilitetsværdier. Der er også observeret betydelige stigninger i intracellulært CO2, hvilket ser ud til at være den faktor, der sensibiliserer væv for ændringer i temperatur.

Lukkede tulipaner (Kilde: pixabay.com/)

Denne bevægelse er uafhængig af lysintensiteten og er strengt afhængig af stigningen i temperatur. Konventionen mellem forskellige forfattere er, at den termiske variation skal være mellem 0,2 ° C og 0,5 ° C for at observere en bevægelse af blomsterne. Et fald i temperatur af samme størrelse forårsager dets lukning.

Referencer

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentals of Plant Physiology (2. udgave). Madrid: McGraw-Hill Interamericana fra Spanien.
2. Braam, J. (2005). Ved berøring: planters reaktioner på mekaniske stimuli. Ny fytolog, 165, 373–389.
3. Brauner, L. (1954). Tropismer og Nastiske bevægelser. Annu. Præsten Plant. Physiol. 5, 163-182.
4. Brown, AH, Chapman, DK, & Liu, SWW (1974). Sammenligning af bladeepinasty induceret af vægtløshed eller ved klinostatrotation. Bioscience, 24 (9), 518–520.
5. Dubetz, S. (1969). En usædvanlig fotonastisme induceret af tørke i Phaseolus vulgaris. Canadian Journal of Botany, 47, 1640–1641.
6. Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). "Vegetabilsk dynamik": Vandens rolle i plantebevægelser. Annu. Past Fluid Mech. 44, 453-478.
7. Enright, JT (1982). Søvnbevægelser af blade: til forsvar for Darwins fortolkning. Oecologia, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). Plantetropismer: giver kraften i bevægelse til en stillestående organisme Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
9. Firn, RD, & Myers, AB (1989). Plantebevægelser forårsaget af forskellig vækst-enhed i mangfoldigheden af ​​mekanismer? Miljø- og eksperimentel botanik, 29, 47–55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Hurtig nastisk bevægelse af planter og bioinspirerede strukturer. JR Soc. Interface, 12.
11. Hayes, AB, & Lippincott, JA (1976). Vækst og gravitationsrespons i udviklingen af ​​bladbladhyponasty. American Journal of Botany, 63 (4), 383–387.
12. Koukkari, WL, & Hillman, WS (1968). Pulvini som fotoreceptorer i phytochrome virkning på Nyctinasty i Albizzia julibrissin. Plantefysiologi, 43 (5), 698–704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., & Romero-Puertas, MC (2016). Bladeepinasty og auxin: En biokemisk og molekylær oversigt. Plantevidenskab. Elsevier Ireland Ltd.
14. Schildknecht, H. (1983). Turgoriner, hormoner af de endogene daglige rytmer af højere organiserede planter-påvisning, isolering, struktur, syntese og aktivitet. Angewandte Chemie International Edition på engelsk, 22 (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). Molekylær tilgang til plantens nyctinastiske bevægelse kontrolleret af et biologisk ur. International Journal of Molecular Sciences, 2 (4), 156–164.
16. Wood, WML (1953). Termonasty i Tulipaner og krokusblomster. Journal of Experimental Botany, 4 (10), 65–77.