Kiemrust bij dieren en planten (met voorbeelden)

De term dormancia Het verwijst naar een reeks fysiologische processen die meestal eindigen in het stoppen van het metabolisme, de groei en ontwikkeling gedurende variabele tijdsperioden. Dit fenomeen wordt gepresenteerd door talrijke soorten bacteriën, schimmels, protisten, planten en dieren, zowel gewervelde dieren als ongewervelde dieren, hoewel het voor sommige groepen nooit is gemeld.

De rustperiode is een mechanisme van aanpassing en overleving dat normaal optreedt als reactie op extreme omgevingscondities, zoals bijvoorbeeld seizoensveranderingen waar mensen te maken kunnen krijgen met extreme temperaturen, uitdroging, overstromingen, gebrek aan voedingsstoffen, onder andere.

Alle organismen, zowel zittend als degenen met het vermogen om zich vrij te bewegen, krijgen op enig moment in hun levensgeschiedenis enige beperkende voorwaarde voor hun voortplanting, groei of overleving. Sommigen reageren met bevolkingsverschijnselen zoals migraties, terwijl anderen een toestand van rusttoestand ingaan.

De factoren die de aanzet geven tot dit proces, zowel extern als intern, variëren van de ene soort tot de andere en er kunnen zelfs belangrijke verschillen zijn tussen individuen van dezelfde soort die zich in geografisch verschillende gebieden bevinden.

Hieronder enkele kenmerken en voorbeelden tussen het proces van dieren en planten.

index

• 1 Bij dieren
  • 1.1. Slaaptoestand bij ongewervelde dieren
  • 1.2. Slaaptoestand bij gewervelde dieren
• 2 In planten
  • 2.1 Kiemrust in de toppen
  • 2.2 Kiemrust in de zaden
• 3 referenties

In dieren

Kiemrust bij ongewervelde dieren

In deze groep dieren variëren de soorten kiemrust van een klein ei tot de gemodificeerde vorm van een volwassene. Het is geclassificeerd als rust en diapause, afhankelijk van de factoren die betrokken zijn bij het starten en het onderhoud hiervan.

Rust verwijst naar alle vormen die worden veroorzaakt door ongunstige omgevingsomstandigheden. Het zijn vormen van rust, winterslaap, estivatie, anhidrobiosis (leven zonder water) en cryptobiose (verborgen of verborgen leven).

Diapause, in plaats van externe omstandigheden, wordt onderhouden door interne fysiologische reacties, inherent aan elke soort en individu.

Veel soorten poríferos, cnidarians, platwormen, raderdiertjes, nematoden, tardigrades, geleedpotigen, weekdieren, ringwormen, hemicordados en chordates ofwel rustende of diapause vormen.

Sommige sponzen produceren weerstandsgemmules die helpen bij het herstellen van volledige populaties zodra gunstige omstandigheden zijn hersteld. Bepaalde soorten cnidarians produceren basale knoppen of "slapende" sekeleieren die van weken tot maanden kunnen aanhouden.

Insecten kunnen in elk stadium (eieren, larven, poppen of volwassenen) diapause ingaan, afhankelijk van de soort en het leefgebied waarin ze zich bevinden. Myriapods kan oprollen in kleine kassen op de grond en zich verzetten tegen overstromingen als volwassen organismen.

Bij weekdieren is ook waargenomen dat tweekleppigen en prosobranches in de rustfase zijn wanneer ze hun schelpen sluiten of hun schelpen openen. De bivalven kunnen enkele maanden begraven op deze manier in het sediment.

Het is belangrijk om te vermelden dat kiemrust veel vaker voorkomt bij terrestrische, semi-terrestrische of zoetwater ongewervelde soorten dan bij mariene soorten, misschien vanwege de relatieve stabiliteit van deze omgevingen met betrekking tot aardse..

Slaaptoestand bij gewervelde dieren

Bij gewervelde dieren zijn de bekendste gevallen van kiemrust die van winterslaap bij zoogdieren zoals de uriden en knaagdieren en bij vogels.

Veel onderzoek heeft zich recentelijk gericht op de rustperiode van tumorcelpopulaties van kankerpatiënten, die nauw gerelateerd is aan de ontwikkeling van metastasen..

Zoals in de rest van dieren en planten, wordt bij zoogdieren rustperiode gegeven als een aanpassingsmechanisme om om te gaan met periodes met een hoge energievraag maar met weinig energiebeschikbaarheid in de omgeving.

Het heeft te maken met fysiologische, morfologische en gedragsveranderingen waardoor het dier kan overleven in ongunstige omstandigheden.

winterslaap

Het begin van een winterslaap wordt gekenmerkt door lange "wendingen" van lethargie waarbij de metabole snelheden geleidelijk worden verminderd en de lichaamstemperatuur slechts enkele graden boven de omgevingstemperatuur blijft.

Deze 'lethargie' wordt afgewisseld met momenten van intense metabole activiteit, die de lichaamstemperatuur verhogen voordat ze weer in lethargie terechtkomen. Tijdens deze periode worden alle lichaamsfuncties verminderd: hartslag, ademhaling, nierfunctie, etc..

Seizoensveranderingen bereiden het dier voor op zijn winterslaap. De bereiding, op fysiologisch niveau, wordt waarschijnlijk bereikt door het veranderen van de steady-state niveaus van veel eiwitten die specifieke functies van verhogen of verlagen van de abundantie van sommige mRNA's en hun overeenkomstige eiwitten dienen..

Het binnenkomen en verlaten van lethargie is meer gerelateerd aan reversibele en snelle metabole schakelaars, die meer direct werken dan veranderingen in de controle van genexpressie, transcriptie, translatie of productstabiliteit..

In planten

De bekendste gevallen van kiemrust in planten komen overeen met de rustperiode van de zaden, knollen en knoppen, die kenmerkend zijn voor planten die seizoensgebonden zijn..

In tegenstelling tot de slaaptoestand bij dieren, komen planten in rust in overeenstemming met de temperatuur, de duur van de fotoperiode, de lichtkwaliteit, de temperatuur in perioden van licht en donker, de voedingsomstandigheden en de beschikbaarheid van water. Het wordt beschouwd als een "erfelijke" eigenschap, omdat het ook genetisch bepaald is.

Kiemrust in de toppen

Dit fenomeen komt voor in veel bomen en omvat jaarlijks verlies en vernieuwing van de bladeren. Er wordt gezegd dat bomen zonder bladeren in de winter in rust of in rust zijn.

De eindknoppen, beschermd door de cathaphiles, zijn die die de nieuwe bladbladeren en primordia laten zien.

Deze knoppen worden gevormd ongeveer twee maanden voordat de actieve groei ophoudt en de bladeren verloren gaan. In tegenstelling tot dieren, in planten, fotosynthetische, respiratoire, transpiratie en andere fysiologische activiteiten blijven het hele jaar door, het enige dat echt stopt is de groei.

De golflengten van het licht (rood en verrood) lijken een zeer belangrijke rol te spelen bij het ontstaan ​​en de breuk van de slaaptoestand in de toppen, evenals de accumulatie van het abscisic acid hormone (ABA).

Kiemrust in de zaden

Rust in zaden is heel gebruikelijk bij wilde planten, omdat het hen in staat stelt om natuurlijke catastrofes te overleven, de concurrentie tussen individuen van dezelfde soort te verminderen of kieming in het verkeerde seizoen te voorkomen.

In zaden wordt dit proces gecontroleerd door de regulatie van genexpressie, enzymatische activiteit en accumulatie van groeiregulatoren, met een fundamentele rol van ABA. Dit hormoon hoopt zich op in de zaden en wordt verondersteld te worden gesynthetiseerd door het endosperm en het embryo, in plaats van door de plant die aanleiding geeft tot het zaad.

Tijdens de rustperiode zijn de zaden resistent tegen lange droogteperiodes. Er is vastgesteld dat LATE-EMBRYOGENESIS ABUNDANT (LEA) -proteïnen lijken te werken als een bescherming voor andere eiwitten die nodig zijn tijdens de droogperioden.

In de knollen is er ook kiemrust. De meristemen van deze structuren zijn in arrest in de Gl-fase van de celcyclus, voorafgaand aan de DNA-synthese. De afgifte van deze stop hangt af van veel cycline-afhankelijke kinasen en hun stroomafwaartse doelen.

ABA en ethyleen zijn vereist voor het begin van de slaaptoestand in de knollen, maar alleen de AVA is nodig om de rusttoestand te behouden. In deze staat hebben de knollen lage niveaus van auxine en cytokinine, waarvan wordt gedacht dat ze deelnemen aan de breuk van hetzelfde en de daaropvolgende ontkieming.

referenties

1. Alsabti, E. A.K. (1979). Tumor Dormancy. J. Cancer Res. Clin. Oncol., 95, 209-220.
2. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Grondbeginselen van plantenfysiologie (2e ed.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España.
3. Cáceres, C. (1997). Kiemrust bij ongewervelden. Invertebrate Biology, 116 (4), 371-383.
4. Carey, H., Andrews, M., en Martin, S. (2003). Mammalian Hibernation: cellulaire en moleculaire reacties op depressief metabolisme en lage temperatuur. Physiological Reviews, 83 (4), 1153-1181.
5. Finkelstein, R., Reeves, W., Ariizumi, T., & Steber, C. (2008). Moleculaire aspecten van zaailingrust. Jaaroverzicht van plantenbiologie, 59 (1), 387-415.
6. Koornneef, M., Bentsink, L., & Hilhorst, H. (2002). Zaadrust en ontkieming. Huidige mening in Plant Biology, 5, 33-36.
7. Perry, T. O. (1971). Kiemrust van bomen in de winter. Science, 171 (3966), 29-36. https://doi.org/10.1126/science.171.3966.29
8. Romero, I., Garrido, F., & Garcia-Lora, A.M. (2014). Metastasen bij immuungemedieerde rustperiode: een nieuwe kans om kanker te bestrijden. Cancer Research, 74 (23), 6750-6757. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-14-2406
9. Suttle, J. (2004). Fysiologische regulatie van aardappelrust. Amer. J. of Potato Res, 81, 253-262.
10. Vegis, A. (1964). Slaaptoestand in hogere planten. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 185-224.