Настія типів, характеристик і прикладів



The nastias, Настізми або настільні рухи є формою руху рослин, що виникає внаслідок сприйняття зовнішнього стимулу в одному напрямку, але де напрямок результуючого руху не залежить від того, який сприймається стимул. Вони зустрічаються практично у всіх органах рослин: листя, стебла і гілки, квіти, вусики і коріння.

Серед механізмів, які рослини повинні адаптувати до оточуючого їх середовища, є деякі форми рухів, які, оборотно чи незворотно, є наслідком сприйняття світла, термічного, хімічного, водно-тактильного, гравітаційного стимулів, продукту ран, викликаних травоїдними тваринами при годуванні, серед інших.

Рух у рослинах традиційно поділяється на два типи: тропізми і насти. Тропізми, на відміну від настей, функціонально визначаються як рухи або реакції росту органів рослин на фізичні стимули і безпосередньо пов'язані з напрямком їх сприйняття..

І настя, і тропізми можуть бути результатом рухів, що відбуваються внаслідок зростання або зміни тургору в клітинах органу, який рухається, тому деякі рухи можна вважати оборотними, а інші незворотними, залежно від випадку..

Чарльз Дарвін у своїй роботі 1881 року - Сила руху в рослинах - описувала рухи рослин продуктом змін навколишнього середовища, особливо тих, що стосуються тропічних відповідей. Однак механізми, що лежать в основі цих рухів, були описані різними авторами відтоді до теперішнього часу.

Індекс

  • 1 Типи
  • 2 Характеристики та приклади
    • 2.1. Nictinastias або "рухи сну" рослин
    • 2.2 Тігмонастіас або рухи на дотик
    • 2.3 Термонастіас
  • 3 Посилання

Типи

Рослина може отримувати велику різноманітність стимулів, для яких вона може викликати велику різноманітність відповідей. Класифікація різних настичних рухів здійснюється в основному на основі природи стимулів, однак, науковий опис механізмів реагування має багато неоднозначностей..

Серед найбільш відомих типів настей є:

  • Nictinastia: коли листя деяких видів бобових рослин повністю розширюються протягом доби і згинаються або закриваються протягом ночі.
  • Тігмонастія / Шістьмонастия: рухи, що є наслідком стимулів шляхом прямого фізичного контакту з певними органами деяких видів.
  • Термонастія: оборотні рухи залежать від теплових коливань.
  • Фотонастія: вважається особливим типом фототропізму; листя деяких видів в умовах високої інтенсивності світла можуть бути розташовані паралельно падінню світла.
  • Епінастія і гіпонастія- це позакореневі рухи, які мають деякі види перед умовами надзвичайної вологості в коренях або високою концентрацією солі в ґрунті. Епінастія пов'язана з перебільшеним ростом адаксиальної області, а гіпонастія - до зростання абаксиальної області листової пластинки.
  • Гідронастія: рух певних органів рослини, що залежить від водних подразників.
  • Хіміотерапія: реакція руху, пов'язана з градієнтами концентрацій деяких хімічних речовин. Деякі автори більше посилаються на внутрішні рухи і сигнальні шляхи.
  • Gravinastia / Geonastia: оборотний тимчасовий рух деяких рослин у відповідь на гравітаційні подразники.

Характеристики та приклади

Багато з настичних рухів залежать від існування певного органу: пульвінуло. Пульвінул - це спеціалізовані органи мозку, розташовані в основі черешків простих листків, а черешки і фоліоли в складних листях.

Анатомічно кажучи, вони складаються з центрального циліндра, оточеного шарами колленхіми, і кортикальної моторної зони, яка має паренхіматозні клітини, схильні до змін у розмірах і формі.

Клітини корі головного мозку, які змінюють розмір і форму, відомі як моторні клітини, між якими розрізняють розгинальні та згинальні моторні клітини. Як правило, переміщення їх залежить від змін тургору через вхід і / або вихід протопластної води.

Нижче наведено короткий опис настей, випадки яких можна вважати класичними прикладами.

Nictinastias або "сну рухів" рослин

Спочатку вони були виявлені в прудимій мімозі і дуже поширені в бобових. Вони мають справу з "ритмічним" рухом листя, яке закривається вночі і повністю розширюється протягом дня. Найбільш вивченими виявилися Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia і Phaseolus coccineus.

Явище добре відоме в рослинах і, як вважають, має адаптивні причини: розширення листових пластин протягом дня дозволяє захопити максимум світлової енергії під час перебування на сонці, а закриття на ніч прагне уникнути втрати калорій. важливо.

Коли листя розширені, пульвініди горизонтальні (добові), а коли вони закриті, вони мають форму "U" (нічний), або це пов'язано зі збільшенням тургора в розгинальних клітинах під час розкриття, і зі збільшенням Тургор в клітинах згиначів при закритті.

Такі зміни тургору обумовлені рухом води, що залежить від внутрішньоклітинного руху іонів, таких як K + і Cl-, малат та інші аніони..

К + надходить у моторні клітини за рахунок збільшення негативного заряду на внутрішній стороні цитоплазматичної мембрани, що досягається за рахунок дії АТФаз, відповідальних за витіснення протонів з цитоплазми..

Втрата тургору обумовлена ​​інактивацією протонного насоса, який деполяризує мембрану і активує калієві канали, сприяючи вивільненню цього іона в бік апопласта..

Ці руху залежать від дії фоторецепторів, що складаються з фітохромів, враховуючи, що експерименти показали, що тривале випромінювання стимулює відкриття листків.

Ніканістичний рух має певну "ритмічність", оскільки рослини, що піддаються постійній темряві, представляють ці рухи кожні 24 години, так що свого роду "біологічний годинник" повинен брати участь у регуляції тургорних змін в моторних клітинах пульв..

Tigmonastias або рухи на дотик

Однією з найпопулярніших відповідей у ​​літературі є той, який представляє / демонструє м'ясоїдного рослини Dionaea muscipula або "Atrapamoscas de Venus", де комахи уловлюються в їх шарнірних біловидних листах.

Коли комаха піднімається до вентральної поверхні листа і зустрічається з трьома делікатними волосками, які викликають моторну реакцію, генеруються міжклітинні електричні сигнали і ініціюють диференціальне подовження клітин кожної частки листя, що призводить до закриття листа. "Пастка" менш ніж за секунду.

Дріт muscipula дає достатньо азоту для виживання, тому ці рослини можуть осісти без проблем на бідних грунтах цього мінералу. Важливо відзначити, що цей рух дуже специфічний, що означає, що подразники, такі як краплі дощу або сильні вітри, не ініціюють закриття часток.

Інша м'ясоїдна рослина, Drosera rotundifolia, має сотні слизових щупалець на поверхні своїх модифікованих листя, що привертає увагу сотень потенційної здобичі, які потрапили в слизову "щупальця".

Чутливі щупальця виявляють присутність видобутку, а суміжні щупальця схиляються до того, що було стимульовано, утворюючи чашеподібну пастку, яка захоплює комаху в її інтер'єрі..

Вважається, що відбувається диференційний ріст, який контролюється змінами рівнів ауксинів, оскільки додавання екзогенних ауксинів викликає закриття листа, а додавання транспортних блокаторів того ж гормону пригнічує рух..

Mimosa pudica також є головним героєм руху, що найкраще описано. Дотик однієї з її листів сприяє негайному закриттю його складених листків.

Вважається, що ця реакція на тактильні стимули може служити відлякуванню можливих хижаків або захисним механізмом, що дозволяє виявляти їх захисні шипи..

Згортання листя залежить від змін тургору. Пульвініди в цьому випадку втрачають тургор, зокрема, згинальні клітини розтягуються у відповідь на втрату обсягу розгинаючих клітин.

Зміна обсягу відбувається за рахунок виділення сахарози у флоему, що вимагає осмотичного транспорту води і пасивного транспорту іонів калію та хлору..

У цьому русі електрохімічний градієнт також генерується завдяки участі протонних насосів у мембрані (ATPasas). Включаються також чинники росту, філаменти цитоскелету і актину.

Термонастіас

Вона була детально описана в квітках крокусів і тюльпанах. Виникає диференційований ріст на протилежних сторонах пелюсток, які реагують на термічний стимул, а не на зміни тургору. Різниця у відповіді дана, оскільки обидві сторони органу мають оптимальне зростання при дуже різних температурах.

Під час цього руху не відбуваються значні зміни в осмотичних, рН або проникності значеннях протопластів. Також спостерігалося значне збільшення внутрішньоклітинного СО2, що, здається, є фактором, який сенсибілізує тканини до температурних змін.

Цей рух не залежить від інтенсивності світла і суворо залежить від підвищення температури. Угода між різними авторами полягає в тому, що теплова зміна повинна бути між 0,2 ° С і 0,5 ° С для спостереження за рухом квіток. Падіння температури тієї ж величини викликає його закриття.

Список літератури

  1.       Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Основи фізіології рослин (2-е изд.). Мадрид: McGraw-Hill Interamericana de España.
  2.       Braam, J. (2005). На дотик: рослинні реакції на механічні подразники. New Phytologist, 165, 373-389.
  3.       Brauner, L. (1954). Тропізми і настичні рухи. Анну. Завод. Physiol., 5, 163-182.
  4.       Brown, A.H., Chapman, D.K., & Liu, S.W.W. (1974). Порівняння листкової епінастії, індукованої невагомістю або обертанням кліностата. Bioscience, 24 (9), 518-520.
  5.       Dubetz, S. (1969). Незвичайна фотонастізм, індукований посухою у Phaseolus vulgaris. Канадський журнал ботаніки, 47, 1640-1641.
  6.       Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). "Динаміка рослинності": роль води в руху рослин. Анну. Fluid Mech., 44, 453-478.
  7.       Enright, J.T. (1982). Рухи сну листя: У захисті інтерпретації Дарвіна. Oecologia, 54 (2), 253-259.
  8.       Esmon, C.A., Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). Рослинні тропізми: забезпечення сили руху до сидячого організму. Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
  9.       Firn, R. D., & Myers, A. B. (1989). Рухи рослин, викликані диференційним зростанням - єдність різноманітності механізмів? Екологічна та експериментальна ботаніка, 29, 47-55.
  10.   Gu, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Швидкий настильний рух рослин і біоінтенсивні структури. J. R. Soc. Interface, 12.
  11.   Hayes, A. B., & Lippincott, J.A. (1976). Зростання і гравітаційний відповідь у розвитку гіпонастії листової пластинки. American Journal of Botany, 63 (4), 383-387.
  12.   Koukkari, W. L., & Hillman, W. S. (1968). Пульвіні як фоторецептори у ефекті фітохрому на ніктінастії в альбізії юлібріссін. Фізіологія рослин, 43 (5), 698-704.
  13.   Sandalio, L.M., Rodríguez-Serrano, M., & Romero-Puertas, M.C. (2016). Епінастія листя і ауксин: біохімічний та молекулярний огляд. Наука про рослини. Elsevier Ireland Ltd.
  14.   Schildknecht, H. (1983). Тургорини, гормони ендогенних денних ритмів вищих організованих рослин, виявлення, ізоляція, структура, синтез і активність. Angewandte Chemie International Edition англійською мовою, 22 (9), 695-710.
  15.   Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). Молекулярний підхід до yctinastic руху рослини контролюється біологічним годинником. Міжнародний журнал молекулярних наук, 2 (4), 156-164.
  16.   Wood, W. M. L. (1953). Thermonasty в тюльпані і крокусах. Журнал експериментальної ботаніки, 4 (10), 65-77.