السكون: في الحيوانات والنباتات (مع أمثلة) - مادة الاحياء - 2025

يشير مصطلح السكون إلى سلسلة من العمليات الفسيولوجية التي تنتهي عمومًا بوقف التمثيل الغذائي والنمو والتطور لفترات زمنية مختلفة. يتم تقديم هذه الظاهرة من خلال أنواع عديدة من البكتيريا والفطريات والطلائعيات والنباتات والحيوانات ، سواء الفقاريات أو اللافقاريات ، على الرغم من أنه لم يتم الإبلاغ عنها مطلقًا في بعض المجموعات.

السكون هو آلية للتكيف والبقاء تحدث عادة استجابة للظروف البيئية القاسية مثل ، على سبيل المثال ، التغيرات الموسمية حيث يمكن للأفراد مواجهة درجات الحرارة القصوى والجفاف والفيضانات ونقص المغذيات ، من بين أمور أخرى.

Marmot (المصدر pixabay.com)

تواجه جميع الكائنات الحية ، سواء أكانت لاطئة أم تلك التي لديها القدرة على الحركة بحرية ، في مرحلة ما من تاريخ حياتها بعض الظروف المقيدة لتكاثرها أو نموها أو بقائها على قيد الحياة. يستجيب البعض بظواهر سكانية مثل الهجرات ، بينما يدخل البعض الآخر في حالة سبات.

تختلف العوامل التي تؤدي إلى بدء هذه العملية ، الخارجية والداخلية ، من نوع إلى آخر ، وقد تكون هناك اختلافات مهمة بين الأفراد من نفس النوع الموجودين في مناطق مختلفة جغرافيًا.

فيما يلي بعض الخصائص والأمثلة بين عملية الحيوانات والنباتات.

في الحيوانات

السكون عند اللافقاريات

في هذه المجموعة من الحيوانات ، تختلف أنواع السكون من بيضة صغيرة إلى الشكل المعدل لشخص بالغ. يتم تصنيفها على أنها سكون وتوقف ، اعتمادًا على العوامل التي ينطوي عليها بدءها وصيانتها.

يشير Quiescence إلى جميع الأشكال التي تسببها الظروف البيئية المعاكسة. أشكال السكون هي السبات ، التنشيط ، اللامائى (الحياة بدون ماء) و cryptobiosis (الحياة الخفية أو الخفية).

يتم الحفاظ على السبات ، أكثر من الظروف الخارجية ، من خلال الاستجابات الفسيولوجية الداخلية ، الملازمة لكل نوع وفرد.

العديد من أنواع porifers ، cnidarians ، الديدان المفلطحة ، rotifers ، الديدان الخيطية ، بطيئات المشية ، المفصليات ، الرخويات ، annelids ، hemicordates ، والحبليات تقدم إما أشكالًا هادئة أو متقطعة.

تنتج بعض الإسفنج أحجار كريمة مقاومة تساعدهم على إعادة تكوين مجموعات كاملة بمجرد استعادة الظروف المواتية. تنتج أنواع معينة من الكائنات المجوفة صفارًا قاعديًا أو بيضًا جنسيًا "كامنًا" يمكن أن يستمر لأسابيع إلى شهور.

يمكن أن تدخل الحشرات فترة السبات في أي مرحلة من مراحلها (بيض أو يرقات أو شرانق أو حشرات بالغة) ، اعتمادًا على الأنواع والموئل الذي تعيش فيه. يمكن أن تلتف ميريابود داخل البيوت الزجاجية الصغيرة على الأرض وتقاوم الفيضانات مثل الكائنات البالغة.

بين الرخويات ، لوحظ أيضًا أن ذوات الصدفتين والخياشيم تدخل في حالة سكون عن طريق إغلاق صماماتها أو فتح قذائفها. يمكن أن تدوم ذوات الصدفتين عدة أشهر مدفونة بهذه الطريقة في الرواسب.

من المهم الإشارة إلى أن السكون أكثر شيوعًا في أنواع اللافقاريات الأرضية أو شبه الأرضية أو اللافقاريات في المياه العذبة منه في الأنواع البحرية ، ربما بسبب الاستقرار النسبي لهذه البيئات فيما يتعلق بالبيئات الأرضية.

الخمول عند الفقاريات

أفضل حالات السكون المعروفة عند الفقاريات هي حالات السبات عند الثدييات مثل القوارض والقوارض وفي الطيور.

ومع ذلك ، فقد ركزت الكثير من الأبحاث مؤخرًا على سكون مجموعات الخلايا السرطانية لمرضى السرطان ، والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتطور النقائل.

كما هو الحال في الحيوانات والنباتات الأخرى ، يحدث السكون في الثدييات كآلية تكيفية للتعامل مع فترات ارتفاع الطلب على الطاقة ولكن قلة توافر الطاقة في البيئة.

يتعلق الأمر بالتغيرات الفسيولوجية والمورفولوجية والسلوكية التي تسمح للحيوان بتحقيق البقاء في ظروف غير مواتية.

السبات الشتوي

تتميز بداية موسم السبات بـ "نوبات" طويلة من السبات تنخفض خلالها معدلات الأيض تدريجيًا وتبقى درجة حرارة الجسم أعلى ببضع درجات فقط من درجة حرارة الغرفة.

تتخلل هذه "الخمول" لحظات من النشاط الأيضي المكثف ، والذي يؤدي إلى زيادة درجة حرارة الجسم قبل العودة إلى الخمول. خلال هذه الفترة ، يتم تقليل جميع وظائف الجسم: معدل ضربات القلب ، التنفس ، وظائف الكلى ، إلخ.

التغيرات الموسمية تجهز الحيوان للسبات. من المحتمل أن يتم التحضير ، على المستوى الفسيولوجي ، عن طريق تغيير مستويات الحالة المستقرة للعديد من البروتينات التي تخدم وظائف محددة لزيادة أو تقليل وفرة بعض mRNAs والبروتينات المقابلة لها.

يرتبط دخول السبات وخروجه بمفاتيح استقلابية سريعة وقابلة للانعكاس ، والتي تعمل بشكل فوري أكثر من التغييرات في التحكم في التعبير الجيني أو النسخ أو الترجمة أو استقرار المنتجات.

في النباتات

تتطابق أفضل حالات السكون المعروفة في النباتات مع سكون البذور والدرنات والبراعم ، والتي تعتبر من سمات النباتات المعرضة للموسمية.

على عكس السكون عند الحيوانات ، تدخل النباتات في حالة سكون بناءً على درجة الحرارة وطول الفترة الضوئية وجودة الضوء ودرجة الحرارة أثناء فترات الضوء والظلام والظروف الغذائية وتوافر المياه. تعتبر خاصية "وراثية" حيث أنها تحدد وراثيا.

سبات في البراعم

تحدث هذه الظاهرة في العديد من الأشجار وتشمل الفقد السنوي وتجديد الأوراق. يقال إن الأشجار بدون أوراق خلال فصل الشتاء تكون نائمة أو نائمة.

البراعم الطرفية ، التي تحميها الكاتافيلس ، هي تلك التي تؤدي لاحقًا إلى ظهور الأوراق الجديدة والبراعم الورقية.

براعم الأشجار في الشتاء (المصدر: pixabay.com)

تتكون هذه البراعم قبل حوالي شهرين من توقف النمو النشط وفقدان الأوراق. على عكس الحيوانات ، تستمر أنشطة التمثيل الضوئي والجهاز التنفسي والنتح وغيرها من الأنشطة الفسيولوجية في النباتات طوال العام ، والشيء الوحيد الذي يتوقف حقًا هو النمو.

يبدو أن الأطوال الموجية للضوء (الأحمر والأحمر البعيد) تلعب دورًا مهمًا للغاية في إنشاء وانهيار السكون في البراعم ، وكذلك تراكم هرمون حمض الأبسيسيك (ABA).

الخمول في البذور

الخمول في البذور شائع جدًا في النباتات البرية ، لأنه يمنحها القدرة على النجاة من الكوارث الطبيعية ، أو تقليل المنافسة بين الأفراد من نفس النوع ، أو منع الإنبات في الموسم الخطأ.

في البذور يتم التحكم في هذه العملية من خلال تنظيم التعبير الجيني والنشاط الأنزيمي وتراكم منظمات النمو ، مع دور أساسي لـ ABA. يتراكم هذا الهرمون في البذور ويُعتقد أنه يتم تصنيعه بواسطة السويداء والجنين ، بدلاً من النبات الذي ينتج البذور.

أثناء السكون تكون البذور مقاومة لفترات الجفاف الطويلة. تم العثور على بروتينات LATE-EMBRYOGENESIS الزائدة (LEA) وكأنها تعمل كحماة للبروتينات الضرورية الأخرى خلال فترات الجفاف.

بذور دوريلي من الكمون ، Cuminum cyminum (المصدر: pixabay.com/)

كما يوجد سكون في الدرنات. يتم توقيف الأجزاء الإنشائية لهذه الهياكل في المرحلة G1 من دورة الخلية ، قبل تخليق الحمض النووي. الإصدار من هذا الاعتقال يعتمد على العديد من الكينازات المعتمدة على السيكلين وأهدافها النهائية.

مطلوب ABA والإيثيلين لبدء السكون في الدرنات ، ولكن AVA فقط ضروري للحفاظ على السكون. في هذه الحالة ، تظهر الدرنات مستويات منخفضة من الأوكسين والسيتوكينين ، والتي يُعتقد أنها تشارك في تحللها والإنبات اللاحق.

المراجع

1. السبتي ، EAK (1979). ورم الخمول. J. السرطان Res. Clin. اونكول. ، 95 ، 209 - 220.
2. Azcón-Bieto، J.، & Talón، M. (2008). أساسيات فسيولوجيا النبات (الطبعة الثانية). مدريد: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
3. كاسيريس ، سي (1997). السكون في اللافقاريات. علم الأحياء اللافقاريات، 116 (4) ، 371-383.
4. كاري ، هـ ، أندروز ، إم ، ومارتن ، س. (2003). سبات الثدييات: الاستجابات الخلوية والجزيئية لعملية التمثيل الغذائي المنخفضة ودرجة الحرارة المنخفضة. المراجعات الفسيولوجية، 83 (4) ، 1153-1181.
5. فينكلستين ، ر. ، ريفز ، دبليو ، أريزومي ، ت. ، & ستيبر ، سي (2008). الجوانب الجزيئية لسكون البذور. المراجعة السنوية لبيولوجيا النبات ، 59 (1) ، 387-415.
6. كورنيف ، إم ، بينسينك ، إل ، وهيلهورست ، هـ. (2002). سبات البذور والإنبات. الرأي الحالي في بيولوجيا النبات ، 5 ، 33-36.
7. بيري ، تو (1971). سبات الأشجار في الشتاء. علم ، 171 (3966) ، 29-36.
8. روميرو ، آي ، جاريدو ، إف ، وجارسيا لورا ، إيه إم (2014). الانبثاث في السبات المناعي: فرصة جديدة لاستهداف السرطان. أبحاث السرطان، 74 (23) ، 6750-65757.
9. ساتل ، ج. (2004). التنظيم الفسيولوجي لسكون درنات البطاطس. عامر. J. of Potato Res، 81، 253-262.
10. فيجيس ، أ. (1964). السكون في النباتات العليا. Annu. القس مصنع. فيسيول. ، 15 ، 185-224.