- ในสัตว์
- การพักตัวในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง
- การอยู่เฉยๆในสัตว์มีกระดูกสันหลัง
- การจำศีล
- ในพืช
- การพักตัวในตา
- การพักตัวในเมล็ด
- อ้างอิง
คำว่าการพักตัวหมายถึงชุดของกระบวนการทางสรีรวิทยาที่โดยทั่วไปแล้วจะจบลงด้วยการจับกุมการเผาผลาญการเจริญเติบโตและการพัฒนาในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน ปรากฏการณ์นี้นำเสนอโดยแบคทีเรียเชื้อราโปรติสต์พืชและสัตว์หลายชนิดทั้งสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังแม้ว่าบางกลุ่มจะไม่เคยมีรายงานก็ตาม
การพักตัวเป็นกลไกการปรับตัวและการอยู่รอดซึ่งโดยปกติจะเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อสภาวะแวดล้อมที่รุนแรงเช่นการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลซึ่งแต่ละคนสามารถเผชิญกับอุณหภูมิที่รุนแรงการขาดน้ำน้ำท่วมการขาดสารอาหารเป็นต้น
บ่าง (ที่มา pixabay.com)
สิ่งมีชีวิตทั้งหมดทั้งที่อยู่ในท่านั่งและผู้ที่มีความสามารถในการเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระต้องเผชิญกับช่วงเวลาหนึ่งในประวัติศาสตร์ชีวิตของพวกมันที่มีเงื่อนไข จำกัด บางประการสำหรับการสืบพันธุ์การเติบโตหรือการอยู่รอด บางคนตอบสนองด้วยปรากฏการณ์ทางประชากรเช่นการย้ายถิ่นในขณะที่คนอื่น ๆ เข้าสู่สภาวะเฉยชา
ปัจจัยที่ก่อให้เกิดการเริ่มต้นของกระบวนการนี้ทั้งภายนอกและภายในแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์และอาจมีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างบุคคลในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันที่อยู่ในพื้นที่ที่แตกต่างกันทางภูมิศาสตร์
นี่คือลักษณะและตัวอย่างบางส่วนระหว่างกระบวนการของสัตว์และพืช
ในสัตว์
การพักตัวในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง
ในสัตว์กลุ่มนี้ประเภทของการพักตัวแตกต่างกันไปตั้งแต่ไข่ขนาดเล็กไปจนถึงรูปแบบที่ดัดแปลงของตัวเต็มวัย จัดอยู่ในประเภท quiescence และ diapause ขึ้นอยู่กับปัจจัยที่เกี่ยวข้องในการเริ่มต้นและการบำรุงรักษา
Quiescence หมายถึงทุกรูปแบบที่เกิดจากสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย รูปแบบของความเงียบคือการจำศีลการขยายพันธุ์แอนไฮโดรไบโอซิส (ชีวิตที่ไม่มีน้ำ) และคริปโตไบโอซิส (ชีวิตที่ซ่อนเร้นหรือซ่อนเร้น)
diapause มากกว่าสภาพภายนอกได้รับการดูแลโดยการตอบสนองทางสรีรวิทยาภายในซึ่งมีอยู่ในแต่ละสายพันธุ์และแต่ละบุคคล
porifers, cnidarians, flatworms, rotifers, nematodes, tardigrades, arthropods, mollusks, annelids, hemicordates และ chordates หลายชนิดมีทั้งรูปแบบที่หยุดนิ่งหรือแบบ diapaused
ฟองน้ำบางชนิดผลิตอัญมณีต้านทานซึ่งช่วยให้พวกมันสร้างประชากรเต็มจำนวนอีกครั้งเมื่อได้รับสภาพที่ดี cnidarians บางชนิดผลิตไข่แดงพื้นฐานหรือไข่เพศ "อยู่เฉยๆ" ซึ่งสามารถอยู่ได้นานหลายสัปดาห์ถึงหลายเดือน
แมลงสามารถเข้าสู่ภาวะหมดประจำเดือนได้ในทุกระยะ (ไข่ตัวอ่อนดักแด้หรือตัวเต็มวัย) ขึ้นอยู่กับชนิดและถิ่นที่อยู่ที่พวกมันอาศัยอยู่ Myriapods สามารถขดอยู่ภายในเรือนกระจกขนาดเล็กบนพื้นดินและต้านทานน้ำท่วมได้เหมือนสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัย
ในบรรดาหอยมีการสังเกตด้วยว่าหอยสองฝาและหอยแมลงภู่เข้าสู่ช่วงพักตัวโดยการปิดผนึกวาล์วหรือเปิดเปลือกหอย หอยโข่งสามารถฝังอยู่ในตะกอนนี้ได้หลายเดือน
สิ่งสำคัญคือต้องพูดถึงว่าการพักตัวนั้นพบได้บ่อยในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบนบกกึ่งบกหรือน้ำจืดมากกว่าสัตว์น้ำในทะเลอาจเป็นเพราะความเสถียรสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อมเหล่านี้เมื่อเทียบกับสัตว์บก
การอยู่เฉยๆในสัตว์มีกระดูกสันหลัง
ในสัตว์มีกระดูกสันหลังกรณีการพักตัวที่รู้จักกันดีที่สุดคือการจำศีลในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเช่น ursids และหนูและในนก
อย่างไรก็ตามเมื่อเร็ว ๆ นี้มีงานวิจัยจำนวนมากที่มุ่งเน้นไปที่การพักตัวของประชากรเซลล์เนื้องอกของผู้ป่วยมะเร็งซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการพัฒนาของการแพร่กระจาย
เช่นเดียวกับสัตว์และพืชอื่น ๆ การพักตัวของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเกิดขึ้นเป็นกลไกการปรับตัวเพื่อรับมือกับช่วงเวลาที่มีความต้องการพลังงานสูง แต่มีพลังงานน้อยในสิ่งแวดล้อม
มันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาสัณฐานวิทยาและพฤติกรรมที่ทำให้สัตว์สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย
การจำศีล
จุดเริ่มต้นของฤดูจำศีลมีลักษณะเฉพาะคือ "การเลื่อน" ของ torpor ที่ยาวนานในระหว่างที่อัตราการเผาผลาญลดลงอย่างต่อเนื่องและอุณหภูมิของร่างกายยังคงสูงกว่าอุณหภูมิห้องเพียงไม่กี่องศา
"ความง่วง" เหล่านี้สลับกับช่วงเวลาของกิจกรรมการเผาผลาญที่เข้มข้นซึ่งจะช่วยเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายก่อนที่จะกลับสู่ความง่วง ในช่วงเวลานี้การทำงานของร่างกายทั้งหมดจะลดลง: อัตราการเต้นของหัวใจการหายใจการทำงานของไต ฯลฯ
การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลเตรียมสัตว์ให้พร้อมสำหรับการจำศีล การเตรียมในระดับทางสรีรวิทยาอาจทำได้โดยการเปลี่ยนระดับสถานะคงที่ของโปรตีนหลายชนิดที่ทำหน้าที่เฉพาะในการเพิ่มหรือลดความอุดมสมบูรณ์ของ mRNA และโปรตีนที่เกี่ยวข้อง
การเข้าและออกของ torpor ค่อนข้างเกี่ยวข้องกับสวิตช์การเผาผลาญแบบย้อนกลับได้และรวดเร็วซึ่งทำงานได้ทันทีมากกว่าการเปลี่ยนแปลงในการควบคุมการแสดงออกของยีนการถอดความการแปลหรือความเสถียรของผลิตภัณฑ์
ในพืช
กรณีที่รู้จักกันดีที่สุดของการพักตัวในพืชนั้นสอดคล้องกับการพักตัวของเมล็ดพืชหัวและตาซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของพืชที่ขึ้นอยู่กับฤดูกาล
ซึ่งแตกต่างจากการพักตัวในสัตว์พืชจะเข้าสู่การพักตัวตามอุณหภูมิความยาวของช่วงแสงคุณภาพของแสงอุณหภูมิในช่วงที่มีแสงและช่วงมืดสภาวะทางโภชนาการและความพร้อมของน้ำ ถือเป็นคุณสมบัติ "กรรมพันธุ์" เนื่องจากมีการกำหนดทางพันธุกรรมด้วย
การพักตัวในตา
ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในต้นไม้จำนวนมากและรวมถึงการสูญเสียรายปีและการต่ออายุใบ ต้นไม้ที่ไม่มีใบในช่วงฤดูหนาวกล่าวกันว่าอยู่เฉยๆหรืออยู่เฉยๆ
ตาขั้วซึ่งได้รับการปกป้องโดยคาตาฟิลคือสิ่งที่ก่อให้เกิดใบใหม่และพืชทางใบในเวลาต่อมา
ตาของต้นไม้ในฤดูหนาว (ที่มา: pixabay.com)
ตาเหล่านี้ก่อตัวประมาณสองเดือนก่อนที่การเจริญเติบโตจะหยุดลงและใบจะหายไป ซึ่งแตกต่างจากสัตว์ในพืชสังเคราะห์แสงระบบทางเดินหายใจการคายน้ำและกิจกรรมทางสรีรวิทยาอื่น ๆ ยังคงดำเนินต่อไปตลอดทั้งปีสิ่งเดียวที่หยุดยั้งอย่างแท้จริงคือการเจริญเติบโต
ความยาวคลื่นของแสง (สีแดงและสีแดงไกล) ดูเหมือนจะมีบทบาทสำคัญมากในการสร้างและการสลายตัวของการพักตัวในตาตลอดจนการสะสมของฮอร์โมน abscisic acid (ABA)
การพักตัวในเมล็ด
การพักตัวของเมล็ดพันธุ์เป็นเรื่องปกติมากในพืชป่าเนื่องจากช่วยให้พวกมันสามารถอยู่รอดจากภัยธรรมชาติลดการแข่งขันระหว่างบุคคลในสายพันธุ์เดียวกันหรือป้องกันการงอกผิดฤดูกาล
ในเมล็ดพืชกระบวนการนี้ถูกควบคุมโดยการควบคุมการแสดงออกทางพันธุกรรมกิจกรรมของเอนไซม์และการสะสมของสารควบคุมการเจริญเติบโตโดยมีบทบาทพื้นฐานของ ABA ฮอร์โมนนี้สะสมในเมล็ดพืชและเชื่อว่าถูกสังเคราะห์โดยเอนโดสเปิร์มและเอ็มบริโอแทนที่จะเกิดจากพืชที่ก่อให้เกิดเมล็ด
ในช่วงพักตัวเมล็ดจะทนต่อการผึ่งให้แห้งเป็นเวลานาน พบว่าโปรตีน LATE-EMBRYOGENESIS ABUNDANT (LEA) ทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันโปรตีนที่จำเป็นอื่น ๆ ในช่วงที่มีการผึ่งให้แห้ง
เมล็ดยี่หร่า Dorly, Cuminum cyminum (ที่มา: pixabay.com/)
ในหัวยังมีการพักตัว ข้อดีของโครงสร้างเหล่านี้อยู่ภายใต้การจับกุมในระยะ G1 ของวัฏจักรเซลล์ก่อนการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ การปลดปล่อยการจับกุมนี้ขึ้นอยู่กับไคเนสที่ขึ้นอยู่กับไซโคลลินและเป้าหมายปลายน้ำ
ABA และเอทิลีนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเริ่มต้นของการพักตัวในหัว แต่จำเป็นต้องมี AVA เท่านั้นเพื่อรักษาการพักตัว ในสภาพนี้หัวจะมีออกซินและไซโตไคนินในระดับต่ำซึ่งคิดว่าจะมีส่วนร่วมในการสลายและการงอกในภายหลัง
อ้างอิง
- อัลซาบติเอก (2522). เนื้องอกพักตัว J. Cancer Res. Clin. Oncol , 95, 209–220
- Azcón-Bieto, J. , & Talón, M. (2008). พื้นฐานสรีรวิทยาของพืช (2nd ed.). มาดริด: McGraw-Hill Interamericana แห่งสเปน
- Cáceres, C. (1997). การพักตัวในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ชีววิทยาสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง, 116 (4), 371–383.
- Carey, H. , Andrews, M. , & Martin, S. (2003). การไฮเบอร์เนตของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม: การตอบสนองของเซลล์และโมเลกุลต่อการเผาผลาญที่หดหู่และอุณหภูมิต่ำ บทวิจารณ์ทางสรีรวิทยา, 83 (4), 1153-1181.
- Finkelstein, R. , Reeves, W. , Ariizumi, T. , & Steber, C. (2008). ลักษณะโมเลกุลของการพักตัวของเมล็ดพันธุ์ การทบทวนชีววิทยาพืชประจำปี, 59 (1), 387–415.
- Koornneef, M. , Bentsink, L. , & Hilhorst, H. (2002). การพักตัวและการงอกของเมล็ด ความคิดเห็นปัจจุบันทางชีววิทยาพืช, 5, 33–36
- เพอร์รี TO (1971). การพักตัวของต้นไม้ในฤดูหนาว วิทยาศาสตร์, 171 (3966), 29-36. https://doi.org/10.1126/science.171.3966.29
- Romero, I. , Garrido, F. , & Garcia-Lora, AM (2014) การแพร่กระจายในการพักตัวโดยอาศัยภูมิคุ้มกัน: โอกาสใหม่ในการกำหนดเป้าหมายไปที่มะเร็ง การวิจัยโรคมะเร็ง, 74 (23), 6750–6757 https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-14-2406
- Suttle, J. (2004). การควบคุมทางสรีรวิทยาของการพักตัวของหัวมันฝรั่ง อาเมอร์ J. of Potato Res, 81, 253-262
- Vegis, A. (1964). การพักตัวในพืชที่สูงขึ้น Annu โรงงาน Rev. Physiol , 15, 185–224