NASTIAS: TYYPIT, OMINAISUUDET JA ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2026

Nasties, nastismos tai Nastic liikkeet ovat sellaisia liikkeen kasvien johtuvat käsitys ulkoisen ärsykkeen tavalla, mutta jossa suunta tuloksena liike on riippumaton koettu ärsyke. Niitä esiintyy käytännössä kaikissa kasvien elimissä: lehtiä, varret ja oksat, kukat, jänne ja juuret.

Niiden mekanismien joukossa, joita kasvien on sopeutettava ympäröivään ympäristöön, sisältyy joitain liiketyyppejä, jotka palautuvasti tai peruuttamattomasti johtuvat kasvinsyöjien aiheuttamien haavojen valo-, lämpö-, kemiallisten, vesi-, kosketus-, painovoima-ärsykkeiden, tuotteen havainnoista. ruokittaessa mm.

Lihansyöjäkasvi Drosera rotundifolia (Lähde: pixabay.com/)

Kasvien liikkuminen luokitellaan perinteisesti kahteen tyyppiin: tropismit ja nastiat. Tropismit, toisin kuin nastiat, määritellään toiminnallisesti kasvien elinten liikkeiksi tai kasvun reaktioiksi fyysisiin ärsykkeisiin ja liittyvät suoraan suuntaan, johon ne havaitaan.

Sekä nastiat että tropismit voivat olla seurausta liikkeistä, jotka johtuvat liikkuvan elimen solujen kasvusta tai turgorimuutoksista, joten joitain liikkeitä voidaan pitää tapauksen mukaan palautuvina ja toisia palautumattomina.

Charles Darwin 1881-teoksessaan - Kasvien liikkumisen voima - kuvasi kasvien liikkeitä, jotka johtuvat ympäristön muutoksista, erityisesti trooppisiin reaktioihin liittyvistä. Eri kirjoittajat ovat kuitenkin kuvanneet näiden liikkeiden taustalla olevat mekanismit siitä lähtien nykypäivään.

Tyypit

Kasvi voi vastaanottaa suuren määrän ärsykkeitä, joille se voi laukaista monenlaisia ​​reaktioita. Eri nastisten liikkeiden luokittelu on tehty pääasiassa ärsykkeiden luonteen perusteella, mutta vastemekanismien tieteellinen kuvaus sisältää monia epäselvyyksiä.

Tunnetuimpia nastiatyyppejä ovat:

• Nictinastia: kun joidenkin palkoviljalajien lehdet leviävät kokonaan päivän aikana ja taittuvat tai sulkeutuvat yöllä.
• Thigmonastia / Seismonastia: liikkeet, jotka johtuvat suorasta fyysisestä kosketuksesta johtuvista ärsykkeistä joidenkin lajien tietyissä elimissä.
• Thermonastia: palautuvat liikkeet riippuen lämpövaihteluista.
• Photonastia: sitä pidetään erityisenä fototropismin tyyppinä; joidenkin lajien lehdet korkean valovoiman olosuhteissa voidaan järjestää samansuuntaisesti valon esiintymisen kanssa.
• Epinastia ja hyponastia: ne ovat lehtien liikkeitä, joita joillakin lajeilla on juurien äärimmäisen kosteuden olosuhteissa tai maaperän korkeissa suolapitoisuuksissa. Epinastialla on yhteys adaksiaalisen alueen liioiteltuun kasvuun, kun taas hyponastia viittaa lehtiterän aksiaalisen alueen kasvuun.
• Hydronastia: tiettyjen kasvien elinten liikkuminen, joka riippuu hydraalisista ärsykkeistä.
• Kemionastia: liikevaste, joka liittyy joidenkin kemiallisten aineiden pitoisuusgradienteihin. Jotkut kirjoittajat viittaavat pikemminkin sisäisiin liikkeisiin ja signalointireitteihin.
• Gravinastia / Geonastia: joidenkin kasvien palautuva ajallinen liike vasteena gravitaatioärsykkeille.

Ominaisuudet ja esimerkit

Monet nastiset liikkeet riippuvat tietyn elimen olemassaolosta: pulvínulo. Pulvinulot ovat erikoistuneita motorisia elimiä, jotka sijaitsevat yksinkertaisten lehtien petioleiden kannassa, ja petioles ja lehtiset yhdistelmälehdissä.

Anatomisesti sanottuna ne koostuvat keskussylinteristä, jota ympäröivät kollenkyymakerrokset, ja motorisesta aivokuoren vyöhykkeestä, jossa on parenkyymisolut, jotka ovat alttiita koon ja muodon muutoksille.

Pulvinulaarisen aivokuoren solut, joiden koko ja muoto muuttuvat, tunnetaan moottorisoluina, joihin kuuluvat ekstensori- ja flexor-motorisolut. Normaalisti näiden liikkuminen riippuu turgorimuutoksista, jotka johtuvat veden tulosta ja / tai poistumisesta protoplastista.

Alla on lyhyt kuvaus nastiasta, jonka tapauksia voidaan pitää klassisina esimerkkeinä.

Nictinastias tai kasvien "uni liikkeet"

Ne löydettiin alun perin Mimosa pudicasta ja ovat hyvin yleisiä palkokasveissa. Niillä on yhteys lehtien "rytmiseen" liikkeeseen, jotka sulkeutuvat yöllä ja laajenevat täysin päivän aikana. Eniten tutkittuja ovat Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia ja Phaseolus coccineus.

Ilmiö tunnetaan kasveissa ja sillä uskotaan olevan adaptiivisia syitä: lehtilapojen laajeneminen päivän aikana sallii maksimaalisen valon energian sieppaamisen auringonvalon aikana, kun taas yöllä tapahtuva sulkeminen pyrkii välttämään kalorien menetystä tärkeä.

Kun lehdet laajenevat, pulvinulot ovat vaaka-asennossa (vuorokausipäivä) ja kun ne ovat kiinni, niiden muoto on "U" (yöllinen) tai se liittyy turgorin lisääntymiseen ekstensorisoluissa aukaisun aikana ja lisääntyneeseen turgor flexor-kennoissa sulkemisen aikana.

Graafinen kuvaus nikastin liikkeestä (Charles Darwin, oikeustieteen kandidaatti, FRS, avustajana Francis Darwin, Wikimedia Commonsin kautta)

Tällaisia ​​turgorimuutoksia tapahtuu veden liikkeestä johtuen, joka riippuu ionien kuten K +: n ja Cl-, malaatin ja muiden anionien solunsisäisestä liikkeestä.

K + tulee moottorisoluihin lisäämällä negatiivista varausta sytoplasmisen kalvon sisäpinnalla, mikä saavutetaan ATPaasien vaikutuksella, joka vastaa protonien karkottamisesta sytoplasmasta.

Turgorhäviö johtuu protonipumpun inaktivoitumisesta, joka depollaroi kalvon ja aktivoi kaliumkanavat edistäen tämän ionin poistumista kohti apoplastia.

Nämä liikkeet riippuvat fytokromeista koostuvien valoreseptoreiden vaikutuksesta, kun otetaan huomioon tosiasia, että kokeet ovat osoittaneet, että pitkäaikainen säteily stimuloi lehtien avautumista.

Nikastastilaisella liikkeellä on tietty ”rytmisyys”, koska pysyvässä pimeydessä altistuvat kasvit esittävät nämä liikkeet 24 tunnin välein, joten eräänlaisen ”biologisen kellon” on osallistuttava pulgorin moottorisolujen turgorimuutosten säätelyyn.

Thigmonasties tai kosketusliikkeet

Yksi kirjallisuuden suosituimmista tigmonastisista vastauksista on lihansyöjäkasvion Dionaea muscipula tai "Venus flytrap" esittämä vastaus, jossa hyönteiset ovat loukussa sen saranoituihin, pisteltyihin lehtiin.

Kun hyönteinen kiipeää kohti lehden poikkipintaa ja kohtaa kolme herkkää karvaa, jotka laukaisevat moottorin vasteen, solujen väliset sähkösignaalit muodostuvat ja aloittavat kunkin lehtiäipin solujen differentiaalisen venymän, mikä johtaa "Huijata" alle sekunnissa.

Dinoaea muscipula, Venus-kärpäslaukku (Venus-kärpäslaukku) (Lähde: pixabay.com/)

Lihansyömä antaa D. muscipulalle tarpeeksi typpeä selviytyäkseen, joten nämä kasvit voivat asettua ilman ongelmia tämän mineraalin huonoihin maaperäihin. On tärkeää huomata, että tämä liike on hyvin spesifinen, mikä tarkoittaa, että ärsykkeet, kuten sadepisarat tai voimakas tuuli, eivät laukaise lohkojen sulkeutumista.

Toisella lihansyöjäkasvalla, Drosera rotundifolialla, on modifioitujen lehtiensa pinnalla satoja limakaltaisia ​​lonkeroita, jotka kiinnittävät satojen potentiaalisten saalien huomion, jotka jäävät loukkuun "lonkeroiden" juureen.

Aistillinen lonkerot havaitsevat saaliin läsnäolon ja vierekkäiset lonkerot taipuvat kohti stimuloitua, muodostaen kuppimaisen ansan, joka tarttuu hyönteiseen sisälle.

Diferentsiaalisen kasvun uskotaan tapahtuvan, jota kontrolloivat auksiinitasojen muutokset, koska eksogeenisten auksiinien lisääminen laukaisee lehtien sulkeutumisen, ja lisäämällä saman hormonin kuljetuksen salpaajia liikkuminen estetään.

Mimosa pudica on myös päähenkilö parhaiten kuvailluille tiikamielisille liikkeille. Yhden sen esitteiden kosketus edistää sen yhdistelmälehtien välitöntä sulkeutumista.

Uskotaan, että tämä reaktio tuntoherkkyyteen voi pelottaa mahdollisia petoeläimiä tai puolustusmekanismina, joka sallii heidän puolustavien piikkien paljastumisen.

Lehtien taitto riippuu muutoksista turgoriin. Pulvinulot menettävät tässä tapauksessa turgorin, erityisesti fleksorisolut venyvät vasteena ekstensorisolujen tilavuuden menetykselle.

Mimosa pudica tai "herkkä kasvi" (Lähde: pixabay.com/)

Tilavuuden muutos johtuu sakkaroosin purkamisesta floemiin, joka pakottaa veden osmoottisen kuljetuksen ja kalium- ja kloori-ionien passiivisen kuljetuksen.

Tähän liikkeeseen syntyy myös sähkökemiallinen gradientti, koska protonipumput osallistuvat kalvoon (ATPaasit). Kasvu tekijät, muun muassa sytoskeleton ja aktiini filamentit ovat mukana.

Thermonasties

Se on yksityiskohtainen Crocus-kukissa ja tulppaaneissa. Se johtuu terästimulaatioon reagoivien terälehtien vastakkaisilla puolilla tapahtuvasta erilaisesta kasvusta eikä turgorimuutoksista. Ero vasteessa tapahtuu, koska elimen molemmilla puolilla on kasvuoptimaali hyvin erilaisissa lämpötiloissa.

Crocus-kukat (Lähde: pixabay.com/)

Tämän liikkeen aikana protoplastien osmoottisissa, pH- tai läpäisevyysarvoissa ei tapahdu merkittäviä muutoksia. Myös solunsisäisen CO2: n merkittäviä nousuja on havaittu, mikä näyttää olevan tekijä, joka herkistää kudoksia lämpötilan muutoksille.

Suljetut tulppaanit (Lähde: pixabay.com/)

Tämä liike on riippumaton valon voimakkuudesta ja riippuu tiukasti lämpötilan noususta. Eri kirjoittajien kesken on yleisesti sovittu, että lämpövaihteluiden on oltava välillä 0,2 ° C - 0,5 ° C kukien liikkeen havaitsemiseksi. Saman suuruinen lämpötilan lasku aiheuttaa sen sulkeutumisen.

Viitteet

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Kasvien fysiologian perusteet (2. painos). Madrid: McGraw-Hill Interamericana, Espanja.
2. Braam, J. (2005). Yhteydessä: kasvien vasteet mekaanisiin ärsykkeisiin. Uusi fytologi, 165, 373–389.
3. Brauner, L. (1954). Troopiat ja nastiset liikkeet. Annu. Rev. Plant. Physiol., 5, 163 - 182.
4. Brown, AH, Chapman, DK, & Liu, SWW (1974). Painumattomuuden tai Clinostat-rotaation indusoima lehtien vertailun vertailu. Bioscience, 24 (9), 518–520.
5. Dubetz, S. (1969). Phaseolus vulgaris -kuivuuden aiheuttama epätavallinen fotastastismi. Canadian Journal of Botany, 47, 1640–1641.
6. Dumais, J., ja Forterre, Y. (2012). "Kasvisdynamiikka": Veden rooli kasvien liikkeissä. Annu. Rev. Fluid Mech., 44, 453 - 478.
7. Enright, JT (1982). Lehtien unenliikkeet: Darwinin tulkinnan puolustamiseksi. Oecologia, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V, ja Liscum, E. (2005). Kasvien tropismit: tarjoavat liikkumisen voiman istuttavalle organismille. Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
9. Firn, RD, & Myers, AB (1989). Kasvien liikkeet, jotka johtuvat mekanismien monimuotoisesta kasvusta? Ympäristö- ja kokeellinen kasvitiede, 29, 47–55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Kasvien ja biohimoisten rakenteiden nopea nastinen liike. JR Soc., Käyttöliittymä, 12.
11. Hayes, AB, ja Lippincott, JA (1976). Kasvu ja painovoimavaste lehdenterän hyponastian kehityksessä. American Journal of Botany, 63 (4), 383–387.
12. Koukkari, WL, ja Hillman, WS (1968). Pulvini valoreseptoreina fytokromivaikutuksessa Nyctinastiaan Albizzia julibrissinissa. Kasvien fysiologia, 43 (5), 698–704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., ja Romero-Puertas, MC (2016). Lehden epinastia ja auksiini: Biokemiallinen ja molekyyliesittely. Kasvitiede. Elsevier Ireland Ltd.
14. Schildknecht, H. (1983). Turgoriinit, korkeampien organisoitujen kasvien endogeenisten päivittäisten rytmien hormonit - havaitseminen, eristäminen, rakenne, synteesi ja aktiivisuus. Angewandte Chemie International Edition englanniksi, 22 (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N., ja Yamamura, S. (2001). Molekyylinen lähestymistapa kasvin nyktinastiseen liikkeeseen, jota ohjataan biologisella kellalla. International Journal of Molecular Sciences, 2 (4), 156–164.
16. Wood, WML (1953). Lämpösäteilevä tulppaani- ja krookuskukissa. Journal of Experimental Botany, 4 (10), 65–77.