ناستياس: أنواع وخصائص وأمثلة - مادة الاحياء

و الأشرار ، nastismos أو حركات جيمناستيكية هي شكل من أشكال الحركة من النباتات الناتجة من تصور حافز خارجي بطريقة ما، ولكن أين اتجاه الحركة الناتجة مستقلة عن التحفيز المتصورة. تحدث في جميع أعضاء النبات تقريبًا: الأوراق والسيقان والأغصان والزهور والمحلاق والجذور.

من بين الآليات التي يتعين على النباتات التكيف معها مع البيئة المحيطة بها بعض أشكال الحركات التي تنجم ، بشكل عكسي أو لا رجعة فيه ، عن إدراك الضوء ، والحرارية ، والكيميائية ، والمائية ، واللمسية ، ومحفزات الجاذبية ، نتاج الجروح التي تسببها الحيوانات العاشبة. عند الرضاعة ، من بين أمور أخرى.

نبات آكل اللحوم Drosera rotundifolia (المصدر: pixabay.com/)

تصنف الحركة في النباتات تقليديا إلى نوعين: المدارية و nastias. تُعرَّف المدارات ، على عكس nastias ، وظيفيًا على أنها حركات أو استجابات نمو لأعضاء النبات للمحفزات الفيزيائية وترتبط ارتباطًا مباشرًا بالاتجاه الذي يتم إدراكها فيه.

يمكن أن تكون كل من nastias و suptisms نتيجة للحركات بسبب النمو أو تغيرات تورم في خلايا العضو المتحرك ، بحيث يمكن اعتبار بعض الحركات قابلة للانعكاس والبعض الآخر لا رجوع فيه ، حسب الحالة.

وصف تشارلز داروين في عمله عام 1881 - قوة الحركة في النباتات - حركات النبات الناتجة عن التغيرات البيئية ، وخاصة تلك المتعلقة بالاستجابات الاستوائية. ومع ذلك ، فقد تم وصف الآليات الكامنة وراء هذه الحركات من قبل العديد من المؤلفين منذ ذلك الحين وحتى الوقت الحاضر.

أنواع

يمكن أن يتلقى النبات تنوعًا كبيرًا من المحفزات التي يمكن أن تؤدي إلى مجموعة كبيرة ومتنوعة من الاستجابات. تم تصنيف الحركات nastic المختلفة بشكل أساسي على أساس طبيعة المحفزات ، ومع ذلك ، فإن الوصف العلمي لآليات الاستجابة يقدم العديد من الغموض.

من بين أفضل أنواع nastias المعروفة:

Nictinastia: عندما تتمدد أوراق بعض أنواع النباتات البقولية بشكل كامل خلال النهار وتطوى أو تغلق في الليل.
Thigmonastia / Seismonastia: الحركات التي تنتج عن المنبهات عن طريق الاتصال الجسدي المباشر في أعضاء معينة من بعض الأنواع.
Thermonastia: حركات عكسية تعتمد على التقلبات الحرارية.
الفوتوناستيا: تعتبر نوعًا خاصًا من الاتجاه الضوئي ؛ يمكن ترتيب أوراق بعض الأنواع في ظل ظروف شدة الضوء العالية بالتوازي مع حدوث الضوء.
Epinastia و hyponastia: هي حركات الأوراق التي تتعرض لها بعض الأنواع في مواجهة ظروف الرطوبة الشديدة في الجذور أو تركيزات عالية من الملح في التربة. تتعلق عملية Epinastia بالنمو المبالغ فيه لمنطقة adaxial ، بينما يشير hyponastia إلى نمو المنطقة المحورية لشفرة الورقة.
Hydronastia: حركة أعضاء نباتية معينة تعتمد على المحفزات المائية.
Chemionastia: استجابة الحركة المتعلقة بتدرجات التركيز لبعض المواد الكيميائية. يشير بعض المؤلفين بالأحرى إلى الحركات الداخلية ومسارات الإشارات.
Gravinastia / Geonastia: حركة زمنية عكوسة لبعض النباتات استجابة لمحفزات الجاذبية.

الميزات والأمثلة

تعتمد العديد من الحركات القاسية على وجود عضو معين: Pulvínulo. Pulvinules هي أعضاء حركية متخصصة تقع في قاعدة أعناق الأوراق البسيطة ، والأعناق والورق في الأوراق المركبة.

من الناحية التشريحية ، فهي تتكون من أسطوانة مركزية ، محاطة بطبقات من النسيج اللولبي ، ومنطقة قشرية حركية بها خلايا متني معرضة للتغييرات في الحجم والشكل.

تُعرف خلايا القشرة اللبية التي تتغير في الحجم والشكل بالخلايا الحركية ، ومن بينها الخلايا الحركية الباسطة والمثنية. عادةً ما تعتمد حركة هذه على تغيرات التورم بسبب دخول و / أو خروج الماء من البروتوبلاست.

يوجد أدناه وصف موجز للناستيا التي يمكن اعتبار حالاتها أمثلة كلاسيكية.

Nictinastias أو "حركات النوم" للنباتات

تم اكتشافها في البداية في Mimosa pudica وهي شائعة جدًا في البقوليات. يتعلق الأمر بالحركة "الإيقاعية" للأوراق ، التي تغلق في الليل وتتوسع بالكامل أثناء النهار. كانت أكثر الدراسات التي تمت دراستها هي ألبيزيا جوليبريسيم ، ألفانثا ، سامانيا سامان ، روبينيا بسيودواكسيا وفاسولوس كوكسينوس.

هذه الظاهرة معروفة جيدًا في النباتات ويُعتقد أن لها أسبابًا تكيفية: يتيح توسع شفرات الأوراق أثناء النهار التقاط أقصى قدر من الطاقة الضوئية أثناء التعرض لأشعة الشمس ، بينما يسعى الإغلاق ليلاً إلى تجنب فقد السعرات الحرارية مهم.

عندما يتم توسيع الأوراق ، تكون اللُفينات في وضع أفقي (نهاري) وعندما يتم إغلاقها يكون لها شكل "U" (ليلي) ، أو يرتبط بزيادة التورم في الخلايا الباسطة أثناء الفتح ، وزيادة في تورم في الخلايا المثنية أثناء الإغلاق.

وصف رسومي للحركة nictinastic (تشارلز داروين ، LL.D. ، FRS بمساعدة فرانسيس داروين ، عبر ويكيميديا كومنز)

تحدث مثل هذه التغييرات في التورم بسبب حركة الماء التي تعتمد على الحركة داخل الخلايا للأيونات مثل K + و Cl- ، malate والأنيونات الأخرى.

يدخل K + إلى الخلايا الحركية عن طريق زيادة الشحنة السالبة على الوجه الداخلي للغشاء السيتوبلازمي ، والتي تتحقق من خلال عمل ATPases المسؤولة عن طرد البروتونات من السيتوبلازم.

يحدث فقدان الانتفاخ بسبب تعطيل مضخة البروتون ، التي تزيل استقطاب الغشاء وتنشط قنوات البوتاسيوم ، مما يعزز خروج هذا الأيون نحو السديم الأبوبلاست.

تعتمد هذه الحركات على عمل المستقبلات الضوئية المكونة من فيتوكرومات ، حيث أظهرت التجارب أن الإشعاع المطول يحفز فتح الأوراق.

تتمتع حركة Nictinastic "بإيقاع" معين ، حيث إن النباتات المعرضة لظلام دائم تقدم هذه الحركات كل 24 ساعة ، لذلك يجب أن يشارك نوع من "الساعة البيولوجية" في تنظيم التغيرات التورمية في الخلايا الحركية اللبية.

Thigmonasties أو حركات اللمس

واحدة من أكثر استجابات tigmonastic شيوعًا في الأدبيات هي تلك التي قدمها النبات آكلة اللحوم Dionaea muscipula أو "Venus flytrap" ، حيث تكون الحشرات محاصرة في أوراقها ذات الفصوص المزدوجة.

عندما تتسلق حشرة نحو السطح البطني للورقة وتواجه ثلاثة شعيرات دقيقة تؤدي إلى الاستجابة الحركية ، يتم إنشاء إشارات كهربائية بين الخلايا وتبدأ في استطالة تفاضلية لخلايا كل فص ورقة ، مما يؤدي إلى إغلاق "الغش" في أقل من ثانية.

Dinoaea muscipula ، Venus flytrap (Venus flytrap) (المصدر: pixabay.com/)

آكلة اللحوم تعطي نبات D. muscipula ما يكفي من النيتروجين للبقاء على قيد الحياة ، لذلك يمكن أن تستقر هذه النباتات دون مشكلة في التربة الفقيرة بهذا المعدن. من المهم ملاحظة أن هذه الحركة محددة للغاية ، مما يعني أن المنبهات مثل قطرات المطر أو الرياح القوية لا تؤدي إلى إغلاق الفصوص.

نبات آخر آكل للحوم ، Drosera rotundifolia ، يحتوي على مئات من مخالب الصمغ على سطح أوراقه المعدلة ، مما يجذب انتباه مئات الفرائس المحتملة ، التي تصبح محاصرة في الصمغ من "اللوامس".

تكشف المجسات الحسية عن وجود الفريسة وتنحني المجسات المجاورة تجاه تلك التي تم تحفيزها ، لتشكل مصيدة على شكل كوب تحبس الحشرة بالداخل.

يُعتقد أن النمو التفاضلي يحدث والذي يتم التحكم فيه من خلال التغيرات في مستويات الأكسين منذ أن تؤدي إضافة الأكسينات الخارجية إلى إغلاق الأوراق ، وعن طريق إضافة حاصرات نقل نفس الهرمون ، يتم منع الحركة.

تعتبر Mimosa pudica أيضًا بطل الرواية من أفضل حركات tigmonastic الموصوفة. تعمل لمسة إحدى منشوراتها على تعزيز الإغلاق الفوري لأوراقها المركبة.

يُعتقد أن هذه الاستجابة للمنبهات اللمسية يمكن أن تعمل على تخويف الحيوانات المفترسة المحتملة أو كآلية دفاع تسمح لكشف العمود الفقري الدفاعي.

يعتمد ثني الأوراق على التغيرات في التورم. تفقد اللب في هذه الحالة التورم ، على وجه التحديد ، تتمدد الخلايا المثنية استجابةً لفقدان حجم الخلايا الباسطة.

Mimosa pudica أو "النبات الحساس" (المصدر: pixabay.com/)

يحدث التغيير في الحجم بسبب تصريف السكروز في اللحاء ، مما يفرض النقل الاسموزي للماء والنقل السلبي لأيونات البوتاسيوم والكلور.

يتم أيضًا إنشاء تدرج كهروكيميائي في هذه الحركة بفضل مشاركة مضخات البروتون في الغشاء (ATPases). تشارك عوامل النمو والهيكل الخلوي وخيوط الأكتين ، من بين أمور أخرى.

الحرارة

تم تفصيله في زهور الزعفران والزنبق. يحدث بسبب النمو التفاضلي على الجوانب المقابلة للبتلات التي تتفاعل مع التحفيز الحراري وليس بسبب التغيرات في التورم. يحدث الاختلاف في الاستجابة لأن جانبي العضو لهما نمو مثالي عند درجات حرارة مختلفة جدًا.

زهور الزعفران (المصدر: pixabay.com/)

خلال هذه الحركة ، لم تحدث تغييرات كبيرة في قيم الأسموزية أو الأس الهيدروجيني أو النفاذية للبروتوبلاست. كما لوحظت زيادات كبيرة في ثاني أكسيد الكربون داخل الخلايا ، والذي يبدو أنه العامل الذي يحسس الأنسجة للتغيرات في درجة الحرارة.

زهور الأقحوان المغلقة (المصدر: pixabay.com/)

هذه الحركة مستقلة عن شدة الضوء وتعتمد بشكل صارم على زيادة درجة الحرارة. الاتفاقية بين المؤلفين المختلفين هي أن الاختلاف الحراري يجب أن يكون بين 0.2 درجة مئوية و 0.5 درجة مئوية لمراقبة حركة الزهور. يؤدي انخفاض درجة الحرارة بنفس الحجم إلى إغلاقها.

المراجع

Azcón-Bieto، J.، & Talón، M. (2008). أساسيات فسيولوجيا النبات (الطبعة الثانية). مدريد: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
برام ، ج. (2005). على اتصال: استجابات النبات للمنبهات الميكانيكية. عالم نباتات جديد ، 165 ، 373-389.
براونر ، إل (1954). المدارات وحركات Nastic. Annu. القس مصنع. فيسيول. ، 5 ، 163-182.
براون ، آه ، تشابمان ، DK ، وليو ، SWW (1974). مقارنة بين عملية تجميل الأوراق الناتجة عن انعدام الوزن أو عن طريق دوران كلينوستات. العلوم البيولوجية ، 24 (9) ، 518-520.
دوبيتز ، س. (1969). ضوئية غير عادية ناتجة عن الجفاف في Phaseolus vulgaris. المجلة الكندية للنباتات ، 47 ، 1640-1641.
Dumais، J.، & Forterre، Y. (2012). "ديناميات الخضر": دور الماء في حركات النبات. Annu. القس السائل الميكانيكية. ، 44 ، 453-478.
إنرايت ، جي تي (1982). حركات الأوراق في النوم: دفاعًا عن تفسير داروين. Oecologia، 54 (2) ، 253-259.
Esmon ، CA ، Pedmale ، U. V ، & Liscum ، E. (2005). المناطق المدارية النباتية: توفر قوة الحركة لكائن حي لاطئ. Int. J. Dev. Biol.، 49، 665-674.
Firn، RD، & Myers، AB (1989). حركات النبات الناجمة عن النمو التفاضلي- وحدة تنوع الآليات؟ علم النبات البيئي والتجريبي ، 29 ، 47-55.
Guo، Q.، Dai، E.، Han، X.، Xie، S.، Chao، E.، & Chen، Z. (2015). الحركة السريعة للنباتات والتركيبات الحيوية. واجهة شركة JR ، 12.
Hayes ، AB ، & Lippincott ، JA (1976). استجابة النمو والجاذبية في تطوير قصور النصل الورقي. المجلة الأمريكية في علم النبات ، 63 (4) ، 383-387.
كوكاري ، دبليو إل ، وهيلمان ، دبليو إس (1968). Pulvini كمستقبلات ضوئية في تأثير Phytochrome على Nyctinasty في Albizzia julibrissin. فسيولوجيا النبات ، 43 (5) ، 698-704.
Sandalio، LM، Rodríguez-Serrano، M.، & Romero-Puertas، MC (2016). رأب الأوراق والأوكسين: نظرة عامة على الكيمياء الحيوية والجزيئية. علم النبات. Elsevier Ireland Ltd.
شيلدكنخت ، هـ. (1983). التورغورينات ، وهرمونات الإيقاعات اليومية الذاتية للنباتات ذات التنظيم العالي - الكشف والعزل والتركيب والتوليف والنشاط. Angewandte Chemie International Edition باللغة الإنجليزية ، 22 (9) ، 695-710.
Ueda، M.، Takada، N.، & Yamamura، S. (2001). النهج الجزيئي لحركة nyctinastic للنبات التي تسيطر عليها ساعة بيولوجية. المجلة الدولية للعلوم الجزيئية ، 2 (4) ، 156-164.
وود ، WML (1953). العلاج الحراري في زهور التوليب والزعفران. مجلة علم النبات التجريبي ، 4 (10) ، 65-77.

ناستياس: أنواع وخصائص وأمثلة - مادة الاحياء - 2025