Nastias-typen, kenmerken en voorbeelden



de nasties, Nastismos of násticos bewegingen zijn een vorm van beweging van de planten die resulteert uit de perceptie van een externe stimulus in één richting, maar waarbij de richting van de resulterende beweging onafhankelijk is van die van de waargenomen stimulus. Ze komen praktisch voor in alle organen van de planten: bladeren, stengels en takken, bloemen, ranken en wortels.

De mechanismen van planten aan te passen aan de omgeving zijn sommige vormen van bewegingen, reversibel of irreversibel, waardoor de perceptie van helderheid, thermische, chemische, water, tactiele, zwaartekracht, gewikkelde stimuli veroorzaakt door herbivoren bij het voeden, onder anderen.

Beweging in planten wordt traditioneel ingedeeld in twee soorten: tropismen en nastias. De tropismen worden, in tegenstelling tot de nastias, functioneel gedefinieerd als bewegingen of groeiresponsen van plantorganen tegen fysieke stimuli en zijn direct gerelateerd aan de richting waarin ze worden waargenomen..

Zowel nasties tropisme en kan het resultaat van de groei bewegingen of veranderingen van turgor in cellen van het lichaam dat beweegt, zodat sommige bewegingen kunnen reversibel en andere onomkeerbaar worden beschouwd, zoals het geval.

Charles Darwin in zijn werk van het jaar 1881 - De kracht van beweging in planten - beschreef het product van de plantbewegingen van veranderingen in het milieu, vooral die met betrekking tot tropische responsen. De mechanismen die ten grondslag liggen aan deze bewegingen zijn echter door verschillende auteurs van toen tot nu beschreven.

index

  • 1 soorten
  • 2 Kenmerken en voorbeelden
    • 2.1 Nictinastias of "slaapbewegingen" van planten
    • 2.2 Tigmonastieën of bewegingen door aanraking
    • 2.3 Termonastias
  • 3 referenties

type

Een plant kan een grote verscheidenheid aan stimuli ontvangen waarvoor het een grote verscheidenheid aan reacties kan activeren. De classificatie van de verschillende nastieke bewegingen is voornamelijk gedaan op basis van de aard van de stimuli, maar de wetenschappelijke beschrijving van de responsmechanismen biedt veel onduidelijkheden.

Onder de meest bekende soorten nastias zijn:

  • nyctinasty: wanneer de bladeren van sommige soorten vlinderbloemige planten overdag volledig uitzetten en 's nachts vouwen of sluiten.
  • Tigmonastia / Sixmonastia: bewegingen die het gevolg zijn van stimuli door direct fysiek contact in bepaalde organen van sommige soorten.
  • Termonastia: reversibele bewegingen afhankelijk van thermische fluctuaties.
  • Fotonastia: het wordt beschouwd als een speciaal type fototropisme; de bladeren van sommige soorten in omstandigheden met een hoge lichtintensiteit kunnen parallel aan de lichtinval worden aangebracht.
  • Epinastia en hyponastia: het zijn bladbewegingen die sommige soorten hebben voor de condities van extreme vochtigheid in de wortels of hoge concentraties zout in de bodem. De epinastia heeft te maken met overdreven groei van het adaxiale gebied terwijl de hyponastia verwijst naar de groei van het abaxiale gebied van het bladblad.
  • Hidronastia: beweging van bepaalde plantorganen die afhankelijk is van waterstimuli.
  • Quimionastia: bewegingsreactie gerelateerd aan concentratiegradiënten van sommige chemische stoffen. Sommige auteurs verwijzen meer naar interne bewegingen en signaleringstrajecten.
  • Gravinastia / Geonastia: omkeerbare tijdelijke beweging van sommige planten als reactie op zwaartekrachtstimuli.

Kenmerken en voorbeelden

Veel van de nastieke bewegingen zijn afhankelijk van het bestaan ​​van een bepaald orgel: de pulvínulo. De pulvínulos zijn gespecialiseerde motorische organen aan de basis van de bladstelen van de eenvoudige bladeren, en bladstelen en bladstelen in samengestelde bladeren.

Anatomisch gesproken zijn ze samengesteld uit een centrale cilinder, omgeven door lagen van collenchym en een corticale motorische zone die parenchymale cellen heeft die gevoelig zijn voor veranderingen in grootte en vorm.

De cellen van de pulvulaire cortex die in grootte en vorm veranderen, staan ​​bekend als motorcellen, waartussen de extensor- en flexormotorcellen worden onderscheiden. Normaal hangt de beweging hiervan af van turgorveranderingen als gevolg van de ingang en / of uitgang van het protoplastwater.

Hieronder volgt een korte beschrijving van de nastias waarvan de gevallen als klassieke voorbeelden kunnen worden beschouwd.

Nictinastias of "slaapbewegingen" van planten

Ze werden aanvankelijk ontdekt in preutse Mimosa en komen veel voor in peulvruchten. Ze hebben te maken met de "ritmische" beweging van de bladeren, die 's nachts sluiten en zich overdag volledig uitbreiden. De meest bestudeerde zijn die van Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia en Phaseolus coccineus.

Het fenomeen is bekend in planten en wordt gedacht aan adaptieve redenen: de uitbreiding van het blad bladen gedurende de dag kan tijdens de blootstelling aan de zon een maximum van licht energie op te vangen, terwijl de slotavond op zoek om warmteverlies te voorkomen belangrijk.

Wanneer de bladeren geëxpandeerd pulvinules de horizontaal (overdag) en in gesloten toestand een "U" (nacht), of is geassocieerd met verhoogde turgor in de extensoren cellen bij het openen en met verhoogde Turgor in de flexocellen tijdens de sluiting.

Dergelijke turgorveranderingen zijn het gevolg van de beweging van water die afhankelijk is van de intracellulaire beweging van ionen zoals K + en Cl-, malaat en andere anionen.

K + cellen binnenkomt motor met een verhoging van de negatieve lading op het binnenvlak van de cytoplasmatische membraan, hetgeen wordt bereikt door de werking van ATPasen belast pompen protonen cytoplasma.

Het verlies van turgor is te wijten aan de inactivatie van de protonpomp, die het membraan depolariseert en de kaliumkanalen activeert, waardoor de vrijmaking van dit ion naar de apoplast wordt bevorderd..

Deze bewegingen zijn afhankelijk van de werking van fotoreceptoren die bestaan ​​uit fytochromen, aangezien experimenten hebben aangetoond dat langdurige straling de opening van het blad stimuleert.

De nictinástico beweging heeft bepaalde "ritme" voor planten blijvend duisternis deze bewegingen elke 24 uur, zodat een "biologische klok" moet worden betrokken bij het reguleren van turgor veranderingen in motorische cellen pulvinules.

Tigmonastieën of bewegingen door aanraking

Een van de meest populaire tigmonásticas antwoorden in de literatuur wordt gepresenteerd door vleesetende muscipula of "Venus Flytrap", waar de insecten gevangen zitten in hun gelobde bladeren scharnierende.

Wanneer een insect klimt naar het ventrale oppervlak van de plaat en komt drie delicate haren die de motorische respons teweegbrengen, worden intercellulaire opgewekte elektrische signalen en start de differentiële verlenging van de cellen van elke bladlob, waardoor de sluiting van de "Trap" in minder dan een seconde.

Het carnivarium geeft D. muscipula genoeg stikstof om te overleven, zodat deze planten probleemloos kunnen afzetten in arme gronden in dit mineraal. Het is belangrijk op te merken dat deze beweging zeer specifiek is, wat betekent dat stimuli zoals regendruppels of sterke wind niet het sluiten van de lobben veroorzaken..

Een andere vleesetende plant, ronde zonnedauw, heeft honderden slijmerige tentakels op het oppervlak van de gemodificeerde bladeren, die de aandacht van honderden potentiële prooi, die gevangen zitten in het slijm van de "tentakels" trekt.

Zintuiglijke tentakels detecteren de aanwezigheid van de dam en het aangrenzende leunen naar de tentakels die wordt gestimuleerd, die een komvormige val waarin het insect binnen vallen.

Men denkt dat een differentiële groei wordt geregeld door veranderingen in niveaus van auxine de toevoeging van exogene auxines activeert de deursluiting optreedt, en het toevoegen blokkers hetzelfde hormoon transporteren, wordt beweging geremd.

Mimosa pudica is ook de protagonist van de best beschreven tigmonásticos-bewegingen. De aanraking van een van de blaadjes bevordert de onmiddellijke sluiting van de samengestelde bladeren.

Men denkt dat dit antwoord op tactiele stimuli kan dienen om mogelijke roofdieren weg te jagen of als een verdedigingsmechanisme dat de blootstelling van hun verdedigingsdraden mogelijk maakt.

Het vouwen van de bladeren is afhankelijk van veranderingen in turgor. De pulviniden verliezen in dit geval turgor, in het bijzonder worden de flexorcellen uitgerekt als reactie op het verlies van volume van de extensorencellen..

De verandering in volume treedt op vanwege een ontlading van sucrose in het floëem, wat het osmotische transport van water en het passieve transport van kaliumionen en chloor vereist..

In deze beweging wordt ook een elektrochemische gradiënt gegenereerd dankzij de deelname van protonpompen in het membraan (ATPasas). Onder meer groeifactoren, cytoskelet en actinefilamenten.

Termonastias

Het is gedetailleerd in Crocus bloemen en in tulpen. Komt voor door een differentiële groei aan de tegenovergestelde zijden van de bloembladen die reageren op de thermische stimulus en niet door veranderingen van turgor. Het verschil in respons wordt gegeven omdat de twee zijden van het orgel bij zeer verschillende temperaturen optimaal groeien.

Tijdens deze beweging treden geen significante veranderingen op in de osmotische, pH- of permeabiliteitswaarden van de protoplasten. Significante toenames in intracellulair CO2 zijn ook waargenomen, wat de factor lijkt te zijn die weefsels gevoelig maakt voor temperatuurveranderingen.

Deze beweging is onafhankelijk van de lichtintensiteit en strikt afhankelijk van de temperatuurstijging. De conventie tussen verschillende auteurs is dat de thermische variatie tussen 0,2 ° C en 0,5 ° C moet zijn om een ​​beweging van de bloemen waar te nemen. Een daling van de temperatuur van dezelfde omvang veroorzaakt de sluiting.

referenties

  1.       Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Grondbeginselen van plantenfysiologie (2e ed.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España.
  2.       Braam, J. (2005). Contact: reacties van planten op mechanische stimuli. New Phytologist, 165, 373-389.
  3.       Brauner, L. (1954). Tropisms en Nastic bewegingen. Annu. Rev. Plant. Physiol., 5, 163-182.
  4.       Brown, A.H., Chapman, D.K., & Liu, S.W. W. (1974). Vergelijking van Leaf Epinasty veroorzaakt door gewichtloosheid of door Clinostat-rotatie. Bioscience, 24 (9), 518-520.
  5.       Dubetz, S. (1969). Een ongewoon fotonastisme veroorzaakt door droogte in Phaseolus vulgaris. Canadian Journal of Botany, 47, 1640-1641.
  6.       Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). "Vegetable Dynamics": de rol van water in plantbewegingen. Annu. Rev. Fluid Mech., 44, 453-478.
  7.       Enright, J. T. (1982). Slaapbewegingen van bladeren: ter verdediging van de interpretatie van Darwin. Oecologia, 54 (2), 253-259.
  8.       Esmon, C.A., Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). Planten-tropismen: de kracht van beweging verschaffen aan een zittend organisme. Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
  9.       Firn, R. D., & Myers, A. B. (1989). Plantbewegingen veroorzaakt door differentiële groei - eenheid van diversiteit aan mechanismen? Environmental and Experimental Botany, 29, 47-55.
  10.   Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Snelle nastische beweging van planten en biogeïnspireerde structuren. J. R. Soc. Interface, 12.
  11.   Hayes, A. B., & Lippincott, J.A. (1976). Groei en zwaartekrachtreactie bij de ontwikkeling van Bladblad Hyponastie. American Journal of Botany, 63 (4), 383-387.
  12.   Koukkari, W. L., & Hillman, W.S. (1968). Pulvini als de fotoreceptoren in het fytochroom-effect op Nyctinasty in julizzissin Albizzia. Plantenfysiologie, 43 (5), 698-704.
  13.   Sandalio, L.M., Rodríguez-Serrano, M., & Romero-Puertas, M.C. (2016). Blad epinasty en auxine: een biochemisch en moleculair overzicht. Plant Science. Elsevier Ireland Ltd.
  14.   Schildknecht, H. (1983). Turgorinen, hormonen van het endogene dagelijkse ritme van hogere geordende planten-detectie, isolatie, structuur, synthese en activiteit. Angewandte Chemie International Edition in Engels, 22 (9), 695-710.
  15.   Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). Moleculaire benadering van de nyctinastische beweging van de plant gecontroleerd door een biologische klok. International Journal of Molecular Sciences, 2 (4), 156-164.
  16.   Wood, W.M. L. (1953). Thermonasty in Tulip en Crocus Flowers. Journal of Experimental Botany, 4 (10), 65-77.