NASTIAS: ประเภทลักษณะและตัวอย่าง - ชีววิทยา

nasties , nastismos หรือการเคลื่อนไหว nastic เป็นรูปแบบของการเคลื่อนไหวของพืชที่เกิดจากการรับรู้ของสิ่งเร้าภายนอกในทาง แต่ที่ทิศทางของการเคลื่อนไหวของผลที่มีความเป็นอิสระของการกระตุ้นการรับรู้ เกิดในอวัยวะของพืชเกือบทุกชนิด: ใบลำต้นและกิ่งก้านดอกกิ่งก้านและราก

ในบรรดากลไกต่างๆที่พืชต้องปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่อยู่รอบ ๆ พวกมันคือรูปแบบของการเคลื่อนไหวบางอย่างที่ย้อนกลับหรือย้อนกลับไม่ได้ซึ่งเป็นผลมาจากการรับรู้แสงความร้อนสารเคมีน้ำการสัมผัสสิ่งเร้าความโน้มถ่วงผลของบาดแผลที่เกิดจากสัตว์กินพืช เมื่อให้อาหารและอื่น ๆ

พืชกินเนื้อ Drosera rotundifolia (ที่มา: pixabay.com/)

การเคลื่อนไหวในพืชโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท: tropisms และ nastias Tropisms ซึ่งแตกต่างจาก nastias ถูกกำหนดตามหน้าที่เป็นการเคลื่อนไหวหรือการตอบสนองการเติบโตของอวัยวะพืชต่อสิ่งเร้าทางกายภาพและเกี่ยวข้องโดยตรงกับทิศทางที่รับรู้

ทั้ง nastias และ tropisms อาจเป็นผลมาจากการเคลื่อนไหวเนื่องจากการเจริญเติบโตหรือการเปลี่ยนแปลงของ turgor ในเซลล์ของอวัยวะที่เคลื่อนไหวดังนั้นการเคลื่อนไหวบางอย่างอาจถือได้ว่าย้อนกลับได้และอื่น ๆ ไม่สามารถย้อนกลับได้แล้วแต่กรณี

Charles Darwin ในผลงานของเขาในปี พ.ศ. 2424 - พลังแห่งการเคลื่อนไหวในพืช - อธิบายการเคลื่อนไหวของพืชที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองในเขตร้อน อย่างไรก็ตามกลไกที่อยู่ภายใต้การเคลื่อนไหวเหล่านี้ได้รับการอธิบายโดยผู้เขียนหลายคนตั้งแต่นั้นมาจนถึงปัจจุบัน

ประเภท

พืชสามารถรับสิ่งเร้าที่หลากหลายซึ่งสามารถกระตุ้นการตอบสนองที่หลากหลายได้ การจำแนกประเภทของการเคลื่อนไหวของ nastic ที่แตกต่างกันส่วนใหญ่เกิดขึ้นบนพื้นฐานของลักษณะของสิ่งเร้าอย่างไรก็ตามคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับกลไกการตอบสนองทำให้เกิดความคลุมเครือมากมาย

หนึ่งในประเภทของ nastias ที่รู้จักกันดี ได้แก่ :

Nictinastia : เมื่อใบของพืชตระกูลถั่วบางชนิดขยายตัวเต็มที่ในตอนกลางวันและพับหรือปิดในเวลากลางคืน
Thigmonastia / Seismonastia : การเคลื่อนไหวที่เกิดจากสิ่งเร้าโดยการสัมผัสโดยตรงในอวัยวะบางชนิดของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
Thermonastia : การเคลื่อนไหวย้อนกลับขึ้นอยู่กับความผันผวนของความร้อน
โฟโตนาสเตีย : ถือว่าเป็นโฟโตโทรปิซึมชนิดพิเศษ ใบไม้บางชนิดภายใต้สภาวะที่มีความเข้มแสงสูงสามารถจัดเรียงขนานกับการเกิดแสงได้
Epinastia และ hyponastia : เป็นการเคลื่อนไหวทางใบที่บางชนิดมีในสภาวะที่มีความชื้นสูงในรากหรือมีความเข้มข้นสูงของเกลือในดิน Epinasty เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตที่เกินจริงของบริเวณ adaxial ในขณะที่ hyponastia หมายถึงการเติบโตของบริเวณ abaxial ของใบมีด
Hydronastia : การเคลื่อนไหวของอวัยวะพืชบางชนิดที่ขึ้นอยู่กับสิ่งเร้าที่เป็นไฮดริก
Chemionastia : การตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวที่เกี่ยวข้องกับการไล่ระดับความเข้มข้นของสารเคมีบางชนิด ผู้เขียนบางคนอ้างถึงการเคลื่อนไหวภายในและวิถีการส่งสัญญาณ
Gravinastia / Geonastia : การเคลื่อนไหวชั่วคราวของพืชบางชนิดเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าความโน้มถ่วง

คุณสมบัติและตัวอย่าง

การเคลื่อนไหวของ nastic หลายอย่างขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของอวัยวะเฉพาะ: pulvínulo Pulvinules เป็นอวัยวะที่มีการเคลื่อนไหวเฉพาะที่อยู่ที่ฐานของก้านใบที่เรียบง่ายและก้านใบและแผ่นพับในใบผสม

ในทางกายวิภาคพวกเขาประกอบด้วยทรงกระบอกกลางล้อมรอบด้วยชั้นของ collenchyma และโซนเยื่อหุ้มสมองของมอเตอร์ที่มีเซลล์เนื้อเยื่อที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่าง

เซลล์ของเยื่อหุ้มสมองที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่างเรียกว่าเซลล์มอเตอร์ซึ่ง ได้แก่ เซลล์ตัวขยายและเซลล์มอเตอร์เฟล็กเซอร์ โดยปกติการเคลื่อนที่ของสิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของ turgor เนื่องจากการเข้าและ / หรือทางออกของน้ำจากโปรโตพลาสต์

ด้านล่างนี้เป็นคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับ nastias ซึ่งกรณีนี้ถือได้ว่าเป็นตัวอย่างคลาสสิก

Nictinastias หรือ "การเคลื่อนไหวของการนอนหลับ" ของพืช

พบครั้งแรกในไมยราบและพบได้ทั่วไปในพืชตระกูลถั่ว พวกเขาเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหว "เป็นจังหวะ" ของใบไม้ซึ่งจะปิดในเวลากลางคืนและขยายตัวเต็มที่ในระหว่างวัน การศึกษามากที่สุด ได้แก่ Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia และ Phaseolus coccineus

ปรากฏการณ์นี้เป็นที่รู้จักกันดีในพืชและคิดว่ามีเหตุผลในการปรับตัว: การขยายตัวของใบมีดในระหว่างวันช่วยให้สามารถจับพลังงานแสงได้สูงสุดในระหว่างการสัมผัสกับแสงแดดในขณะที่การปิดในเวลากลางคืนพยายามหลีกเลี่ยงการสูญเสียแคลอรี่ สำคัญ.

เมื่อใบขยายออก pulvinules จะอยู่ในตำแหน่งแนวนอน (รายวัน) และเมื่อปิดใบจะมีรูปร่างเป็น "U" (ออกหากินเวลากลางคืน) หรือเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของ turgor ในเซลล์ส่วนขยายระหว่างการเปิดและการเพิ่มขึ้นของ turgor ในเซลล์เฟลกเซอร์ระหว่างการปิด

คำอธิบายแบบกราฟิกของการเคลื่อนไหวแบบนิกทิสติก (Charles Darwin, LL.D. , FRS ได้รับความช่วยเหลือจาก Francis Darwin ผ่าน Wikimedia Commons)

การเปลี่ยนแปลงของเทอร์เกอร์ดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของน้ำที่ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของไอออนภายในเซลล์เช่น K + และ Cl- มาเลตและแอนไอออนอื่น ๆ

K + เข้าสู่เซลล์มอเตอร์โดยการเพิ่มขึ้นของประจุลบที่ผิวด้านในของเยื่อหุ้มไซโทพลาสซึมซึ่งทำได้โดยการกระทำของ ATPases ที่รับผิดชอบในการขับโปรตอนออกจากไซโทพลาสซึม

การสูญเสีย turgor เกิดขึ้นเนื่องจากการปิดการทำงานของปั๊มโปรตอนซึ่งทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เสื่อมสภาพและเปิดใช้งานช่องโพแทสเซียมโดยส่งเสริมการออกของไอออนนี้ไปยังอะโพพลาสต์

การเคลื่อนไหวเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการกระทำของเซลล์รับแสงที่ประกอบด้วยไฟโตโครเมสเนื่องจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าการแผ่รังสีเป็นเวลานานช่วยกระตุ้นการเปิดใบ

การเคลื่อนไหวของนิกทินาสติกมี "ความเป็นจังหวะ" ที่แน่นอนเนื่องจากพืชที่อยู่ภายใต้ความมืดถาวรจะมีการเคลื่อนไหวเหล่านี้ทุกๆ 24 ชั่วโมงดังนั้น "นาฬิกาชีวภาพ" ชนิดหนึ่งจึงต้องมีส่วนร่วมในการควบคุมการเปลี่ยนแปลงของเทอร์โกร์ในเซลล์มอเตอร์ของเยื่อหุ้มเซลล์

Thigmonasties หรือสัมผัสการเคลื่อนไหว

คำตอบที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในวรรณคดีเรื่องนี้คือคำตอบที่นำเสนอโดยพืชกินเนื้อ Dionaea muscipula หรือ "กาบหอยแครง" ซึ่งแมลงจะติดอยู่ในใบที่มีบานพับ

เมื่อแมลงปีนขึ้นไปที่ผิวหน้าท้องของใบและพบกับขนที่ละเอียดอ่อนสามเส้นที่กระตุ้นการตอบสนองของมอเตอร์สัญญาณไฟฟ้าระหว่างเซลล์จะถูกสร้างขึ้นและเริ่มการยืดตัวที่แตกต่างกันของเซลล์ในแต่ละกลีบใบส่งผลให้เกิดการปิดของ "โกง" ในเวลาไม่ถึงวินาที

Dinoaea muscipula กาบหอยแครง (Venus flytrap) (ที่มา: pixabay.com/)

สัตว์กินเนื้อให้ D. muscipula ไนโตรเจนเพียงพอที่จะดำรงอยู่ได้ดังนั้นพืชเหล่านี้จึงสามารถตั้งถิ่นฐานได้โดยไม่มีปัญหาในดินที่มีแร่ธาตุนี้ไม่ดี สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าการเคลื่อนไหวนี้มีความเฉพาะเจาะจงมากซึ่งหมายความว่าสิ่งเร้าเช่นเม็ดฝนหรือลมแรงจะไม่กระตุ้นการปิดของแฉก

พืชที่กินเนื้อเป็นอาหารอีกชนิดหนึ่งคือ Drosera rotundifolia มีหนวดเมือกหลายร้อยตัวบนพื้นผิวของใบที่ถูกดัดแปลงดึงดูดความสนใจของเหยื่อที่มีศักยภาพหลายร้อยตัวซึ่งติดอยู่ในเมือกของ "หนวด"

หนวดประสาทสัมผัสตรวจจับการปรากฏตัวของเหยื่อและหนวดที่อยู่ติดกันโค้งงอเข้าหาตัวที่ได้รับการกระตุ้นสร้างกับดักรูปถ้วยที่ดักจับแมลงภายใน

การเจริญเติบโตที่แตกต่างกันนั้นเกิดขึ้นซึ่งถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงของระดับออกซินเนื่องจากการเพิ่มออกซินจากภายนอกทำให้เกิดการปิดใบและโดยการเพิ่มตัวปิดกั้นการขนส่งของฮอร์โมนชนิดเดียวกันการเคลื่อนไหวจะถูกยับยั้ง

Mimosa pudica ยังเป็นตัวชูโรงของการเคลื่อนไหวแบบ tigmonastic ที่อธิบายได้ดีที่สุด การสัมผัสแผ่นพับใบใดใบหนึ่งจะช่วยให้ปิดใบผสมได้ทันที

มีความคิดว่าการตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่สัมผัสได้นี้สามารถใช้ในการไล่ล่าสัตว์นักล่าที่เป็นไปได้หรือเป็นกลไกการป้องกันที่เปิดรับหนามป้องกันของพวกมัน

การพับของใบไม้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของ turgor pulvinules ในกรณีนี้จะสูญเสีย turgor โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลล์ flexor จะยืดออกเพื่อตอบสนองต่อการสูญเสียปริมาตรของเซลล์ extensor

ไมยราบหรือ "พืชอ่อนไหว" (ที่มา: pixabay.com/)

การเปลี่ยนแปลงปริมาตรเกิดขึ้นเนื่องจากการปล่อยซูโครสในฟลอกซึ่งบังคับให้มีการลำเลียงน้ำด้วยออสโมติกและการขนส่งโพแทสเซียมและคลอรีนแบบพาสซีฟ

การไล่ระดับสีไฟฟ้าเคมียังถูกสร้างขึ้นในการเคลื่อนไหวนี้ด้วยการมีส่วนร่วมของปั๊มโปรตอนในเมมเบรน (ATPases) มีส่วนเกี่ยวข้องกับปัจจัยการเจริญเติบโตโครงร่างโครงกระดูกและเส้นใยแอกตินและอื่น ๆ

Thermonasties

มีรายละเอียดเกี่ยวกับดอก Crocus และดอกทิวลิป เกิดขึ้นเนื่องจากการเจริญเติบโตที่แตกต่างกันที่ด้านตรงข้ามของกลีบดอกซึ่งตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นด้วยความร้อนและไม่ได้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของ turgor ความแตกต่างในการตอบสนองเกิดขึ้นเนื่องจากอวัยวะทั้งสองข้างมีการเจริญเติบโตที่เหมาะสมที่สุดที่อุณหภูมิต่างกันมาก

ดอกดิน (ที่มา: pixabay.com/)

ในระหว่างการเคลื่อนที่นี้ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้นในค่าออสโมติก pH หรือค่าการซึมผ่านของโปรโตพลาสต์ นอกจากนี้ยังพบการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของ CO2 ภายในเซลล์ซึ่งดูเหมือนจะเป็นปัจจัยที่ทำให้เนื้อเยื่อไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ดอกทิวลิปปิด (ที่มา: pixabay.com/)

การเคลื่อนไหวนี้ไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มของแสงและขึ้นอยู่กับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างเคร่งครัด ข้อตกลงระหว่างผู้เขียนที่แตกต่างกันคือการแปรผันทางความร้อนต้องอยู่ระหว่าง 0.2 ° C ถึง 0.5 ° C เพื่อสังเกตการเคลื่อนไหวของดอกไม้ อุณหภูมิที่ลดลงในขนาดเดียวกันทำให้ปิด

อ้างอิง

Azcón-Bieto, J. , & Talón, M. (2008). พื้นฐานสรีรวิทยาของพืช (2nd ed.). มาดริด: McGraw-Hill Interamericana แห่งสเปน
Braam, J. (2548). สัมผัส: การตอบสนองของพืชต่อสิ่งเร้าทางกล New Phytologist, 165, 373–389
เบราเนอร์แอล. (2497). Tropisms และการเคลื่อนไหวของ Nastic Annu โรงงาน Rev. Physiol , 5, 163-182
Brown, AH, Chapman, DK, & Liu, SWW (1974) การเปรียบเทียบ Leaf Epinasty ที่เกิดจากการไร้น้ำหนักหรือโดย Clinostat Rotation ชีววิทยาศาสตร์, 24 (9), 518–520.
Dubetz, S. (1969). Photonastism ที่ผิดปกติซึ่งเกิดจากความแห้งแล้งใน Phaseolus vulgaris Canadian Journal of Botany, 47, 1640–1641
Dumais, J. , & Forterre, Y. (2012). "พลวัตของผัก": บทบาทของน้ำในการเคลื่อนไหวของพืช Annu Rev. Fluid Mech. , 44, 453-478
เอาล่ะ JT (1982) การเคลื่อนไหวของใบไม้: เพื่อป้องกันการตีความของดาร์วิน Oecologia, 54 (2), 253–259.
Esmon, CA, Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). เขตร้อนของพืช: ให้พลังแห่งการเคลื่อนไหวแก่สิ่งมีชีวิตที่อยู่ข้างใน Int. J. Dev. จิตเวช, 49, 665-674
Firn, RD, & Myers, AB (1989). การเคลื่อนไหวของพืชที่เกิดจากการเจริญเติบโตที่แตกต่าง - เอกภาพของความหลากหลายของกลไก? พฤกษศาสตร์สิ่งแวดล้อมและการทดลอง, 29, 47–55
Guo, Q. , Dai, E. , Han, X. , Xie, S. , Chao, E. , & Chen, Z. (2015). การเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วของพืชและโครงสร้างที่ได้รับแรงบันดาลใจทางชีวภาพ อินเตอร์เฟซ JR Soc., 12.
Hayes, AB, & Lippincott, JA (1976) การเจริญเติบโตและการตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงในการพัฒนาของ Leaf Blade Hyponasty American Journal of Botany, 63 (4), 383–387
Koukkari, WL, และ Hillman, WS (1968) Pulvini เป็นตัวรับแสงในผลของ Phytochrome ต่อ Nyctinasty ใน Albizzia julibrissin สรีรวิทยาของพืช, 43 (5), 698–704.
Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M. , & Romero-Puertas, MC (2016). Leaf epinasty และออกซิน: ภาพรวมทางชีวเคมีและโมเลกุล พืชศาสตร์. Elsevier Ireland Ltd.
Schildknecht, H. (1983). Turgorins ฮอร์โมนของจังหวะรายวันภายนอกของการตรวจหาพืชที่มีการจัดระเบียบสูงขึ้นการแยกโครงสร้างการสังเคราะห์และกิจกรรม Angewandte Chemie International Edition เป็นภาษาอังกฤษ, 22 (9), 695–710
Ueda, M. , Takada, N. , & Yamamura, S. (2001). วิธีการทางโมเลกุลเพื่อการเคลื่อนไหวของนิคตินอสของพืชที่ควบคุมโดยนาฬิกาชีวภาพ International Journal of Molecular Sciences, 2 (4), 156–164
ไม้ WML (1953) Thermonasty ใน Tulip and Crocus Flowers. วารสาร Experimental Botany, 4 (10), 65–77

NASTIAS: ประเภทลักษณะและตัวอย่าง - ชีววิทยา - 2026