NASTII: TIPURI, CARACTERISTICI ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

The scîrbos , nastismos sau mișcările Nastic sunt o formă de mișcare a plantelor care rezultă din percepția unui stimul extern într - un mod, dar în cazul în care direcția mișcării rezultante este independent de stimul perceput. Ele apar în aproape toate organele plantelor: frunze, tulpini și ramuri, flori, pene și rădăcini.

Printre mecanismele pe care plantele trebuie să le adapteze mediului care le înconjoară sunt câteva forme de mișcări care, reversibil sau ireversibil, rezultă din percepția stimulilor ușori, termici, chimici, de apă, tactili, gravitaționali, produs al rănilor cauzate de ierbivore. când hrăniți, printre altele.

Planta carnivore Drosera rotundifolia (Sursa: pixabay.com/)

Mișcarea plantelor este clasificată în mod tradițional în două tipuri: tropisme și nastii. Tropismele, spre deosebire de nastii, sunt definite funcțional ca mișcări sau răspunsuri de creștere ale organelor plantelor la stimuli fizici și sunt direct legate de direcția în care sunt percepute.

Atât nastiile cât și tropismele pot fi rezultatul mișcărilor datorate creșterii sau modificărilor turgore ale celulelor organului în mișcare, astfel încât unele mișcări ar putea fi considerate reversibile, iar altele ireversibile, după caz.

Charles Darwin în activitatea sa din anul 1881 - Puterea mișcării în plante - a descris mișcările plantelor rezultate în urma schimbărilor de mediu, în special a celor legate de răspunsurile tropicale. Cu toate acestea, mecanismele care stau la baza acestor mișcări au fost descrise de diverși autori de atunci până în zilele noastre.

Tipuri

O plantă poate primi o mare diversitate de stimuli pentru care poate declanșa o mare varietate de răspunsuri. Clasificarea diferitelor mișcări nastice s-a făcut în principal pe baza naturii stimulilor, cu toate acestea, descrierea științifică a mecanismelor de răspuns prezintă multe ambiguități.

Printre cele mai cunoscute tipuri de nastii se numără:

• Nictinastia : când frunzele unor specii de plante leguminoase se extind complet în timpul zilei și se pliază sau se închid noaptea.
• Thigmonastia / Seismonastia : mișcări care rezultă din stimuli prin contact fizic direct în anumite organe ale unor specii.
• Termonastia : mișcări reversibile, dependente de fluctuațiile termice.
• Fotonastia : este considerat un tip special de fototropism; frunzele unor specii în condiții de intensitate mare a luminii pot fi aranjate paralel cu incidența luminii.
• Epinastia și hiponastia : sunt mișcări foliare pe care unele specii le au în fața unor condiții de umiditate extremă la rădăcini sau concentrații mari de sare în sol. Epinastia are legătură cu creșterea exagerată a regiunii adaxiale, în timp ce hiponastia se referă la creșterea regiunii abaxiale a lamei frunzei.
• Hidronastia : mișcarea anumitor organe vegetale care depinde de stimuli hidrici.
• Chemionastia : răspuns la mișcare legat de gradienții de concentrare a unor substanțe chimice. Unii autori se referă mai degrabă la mișcări interne și căi de semnalizare.
• Gravinastia / Geonastia : mișcare temporală reversibilă a unor plante ca răspuns la stimuli gravitaționali.

Caracteristici și exemple

Multe dintre mișcările nastice depind de existența unui anumit organ: pulvínulo. Pulvinulele sunt organe motorii specializate, situate la baza pețiolelor frunzelor simple, și pețiolele și pliante în frunzele compuse.

Anatomic vorbind, sunt compuse dintr-un cilindru central, înconjurat de straturi de colenimă și o zonă corticală motorie care are celule parenchimatoase susceptibile la modificări de dimensiune și formă.

Celulele cortexului pulvinular care se schimbă în dimensiune și formă sunt cunoscute sub denumirea de celule motorii, printre care se numără celulele motorului extensor și flexor. În mod normal, mișcarea acestora depinde de modificările turgore datorate intrării și / sau ieșirii apei din protoplast.

Mai jos este o scurtă descriere a nastiilor ale căror cazuri ar putea fi considerate exemple clasice.

Nictinastii sau „mișcări de somn” ale plantelor

Au fost descoperite inițial în Mimosa pudica și sunt foarte frecvente în leguminoase. Au de-a face cu mișcarea „ritmică” a frunzelor, care se închid noaptea și se extind pe deplin în timpul zilei. Cele mai studiate au fost cele ale Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia și Phaseolus coccineus.

Fenomenul este bine cunoscut la plante și se crede că are motive adaptative: extinderea lamelor frunzelor în timpul zilei permite captarea unui maxim de energie lumină în timpul expunerii la soare, în timp ce închiderea noaptea încearcă să evite pierderea calorică important.

Când frunzele sunt extinse, pulvinulele sunt într-o poziție orizontală (diurnă) și când sunt închise au o formă de „U” (nocturnă) sau asta este legată de o creștere a turgorului în celulele extensoare în timpul deschiderii și o creștere a turgor în celulele flexoare în timpul închiderii.

Descrierea grafică a mișcării nictinastice (Charles Darwin, LL.D., FRS, asistat de Francisc Darwin, prin Wikimedia Commons)

Astfel de modificări turgore apar datorită mișcării apei care depinde de mișcarea intracelulară a ionilor precum K + și Cl-, malat și alți anioni.

K + intră în celulele motorii printr-o creștere a sarcinii negative pe fața internă a membranei citoplasmatice, care se realizează prin acțiunea ATPazelor responsabile de expulzarea protonilor din citoplasmă.

Pierderea turgorului se datorează inactivării pompei de protoni, care depolarizează membrana și activează canalele de potasiu, promovând ieșirea acestui ion spre apoplast.

Aceste mișcări depind de acțiunea fotoreceptorilor compuși din fitocrom, deoarece experimentele au arătat că radiațiile prelungite stimulează deschiderea frunzelor.

Mișcarea nictinastică are o anumită „ritmică”, deoarece plantele supuse întunericului permanent prezintă aceste mișcări la fiecare 24 de ore, astfel încât un fel de „ceas biologic” trebuie să participe la reglarea modificărilor turgore ale celulelor motorii pulvinule.

Thigmonasties sau mișcări de atingere

Unul dintre cele mai populare răspunsuri tigmonastice din literatura de specialitate este cel prezentat de planta carnivoră Dionaea muscipula sau „Fluturașul lui Venus”, unde insectele sunt prinse în frunzele sale bilate.

Atunci când o insectă urcă spre suprafața ventrală a frunzei și întâlnește trei fire delicate care declanșează răspunsul motor, se generează semnale electrice intercelulare și inițiază alungirea diferențială a celulelor fiecărui lob al frunzei, ceea ce duce la închiderea „Cheat” în mai puțin de o secundă.

Dinoaea muscipula, Venus flytrap (Venus flytrap) (Sursa: pixabay.com/)

Carnavalul îi oferă lui D. muscipula suficient azot pentru a supraviețui, astfel încât aceste plante se pot instala fără probleme în solurile sărace din acest mineral. Este important de menționat că această mișcare este foarte specifică, ceea ce înseamnă că stimuli precum ploile sau vânturile puternice nu declanșează închiderea lobilor.

O altă plantă carnivoră, Drosera rotundifolia, are sute de tentacule mucilaginoase pe suprafața frunzelor sale modificate, atrăgând atenția a sute de pradă potențiale, care rămân prinse în mucilagiul „tentaculelor”.

Tentacule senzoriale detectează prezența pradei, iar tentaculele adiacente se apleacă spre cea care a fost stimulată, formând o capcană în formă de cupă care prinde insecta în interior.

Se crede că are loc o creștere diferențială, care este controlată de modificări ale nivelului de auxină, deoarece adăugarea de auxine exogene declanșează închiderea frunzelor, iar prin adăugarea blocanților transportului aceluiași hormon, mișcarea este inhibată.

Mimosa pudica este, de asemenea, protagonistul mișcărilor tigmonastice cel mai bine descrise. Atingerea unuia dintre pliantele sale promovează închiderea imediată a frunzelor sale compuse.

Se crede că acest răspuns la stimuli tactili poate servi pentru a speria posibilii prădători sau ca un mecanism de apărare care permite expunerea coloanelor vertebrale.

Plierea frunzelor depinde de modificările turgorului. Pulvinulele în acest caz pierd turgor, mai precis, celulele flexoare se întind ca răspuns la pierderea volumului celulelor extensoare.

Mimosa pudica sau „planta sensibilă” (Sursa: pixabay.com/)

Modificarea volumului se produce datorită descărcării de zaharoză în floem, care forțează transportul osmotic al apei și transportul pasiv al ionilor de potasiu și clor.

De asemenea, în această mișcare este generat un gradient electrochimic datorită participării pompelor de protoni în membrană (ATPaze). Sunt implicați factori de creștere, citoschelet și filamente de actină.

Thermonasties

A fost detaliat în flori și lalele Crocus. Se produce datorită creșterii diferențiale pe părțile opuse ale petalelor care reacționează la stimulul termic și nu datorită modificărilor turgorului. Diferența de răspuns apare deoarece cele două părți ale organului au o creștere optimă la temperaturi foarte diferite.

Flori de croc (Sursa: pixabay.com/)

În timpul acestei mișcări nu apar modificări semnificative ale valorilor osmotice, ale pH-ului sau ale permeabilității protoplastelor. Au fost de asemenea observate creșteri semnificative ale CO2 intracelular, care pare a fi factorul care sensibilizează țesuturile la schimbările de temperatură.

Lalele închise (Sursa: pixabay.com/)

Această mișcare este independentă de intensitatea luminii și depinde strict de creșterea temperaturii. Convenția dintre diferiți autori este că variația termică trebuie să fie între 0,2 ° C și 0,5 ° C pentru a observa o mișcare a florilor. O scădere a temperaturii de aceeași mărime provoacă închiderea acesteia.

Referințe

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentele fiziologiei plantelor (ediția a II-a). Madrid: McGraw-Hill Interamericana din Spania.
2. Braam, J. (2005). În contact: răspunsurile plantelor la stimuli mecanici. Nou fitolog, 165, 373–389.
3. Brauner, L. (1954). Tropisme și mișcări nastice. Annu. Planta Rev. Physiol. , 5, 163-182.
4. Brown, AH, Chapman, DK și Liu, SWW (1974). Comparație de epinastie a frunzelor indusă de greutate sau de rotația clinostatului. Biosciență, 24 (9), 518–520.
5. Dubetz, S. (1969). Un fotonastism neobișnuit indus de secetă în Phaseolus vulgaris. Canadian Journal of Botany, 47, 1640-1641.
6. Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). „Dinamica vegetală”: Rolul apei în mișcările plantelor. Annu. Rev. Fluid Mech. , 44, 453-478.
7. Enright, JT (1982). Mișcări ale somnului frunzelor: în apărarea interpretării lui Darwin. Oecologia, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). Tropisme vegetale: oferind puterea de mișcare către un organism sesil. Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
9. Firn, RD, & Myers, AB (1989). Mișcările plantelor cauzate de creșterea diferențială - unitate a diversității mecanismelor? Botanică de mediu și experimentală, 29, 47–55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., și Chen, Z. (2015). Mișcare rapidă nastică a plantelor și a structurilor bioinspirate. JR Interfața Soc., 12.
11. Hayes, AB, & Lippincott, JA (1976). Creșterea și răspunsul gravitațional în dezvoltarea hiponastiei lamelor de frunze. American Journal of Botany, 63 (4), 383–387.
12. Koukkari, WL, & Hillman, WS (1968). Pulvini ca fotoreceptori în efectul fitocromului asupra nctinastiei în julibrissina Albizzia. Fiziologia plantelor, 43 (5), 698–704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., & Romero-Puertas, MC (2016). Epinastia frunzelor și auxina: o privire de ansamblu biochimică și moleculară. Știința plantelor. Elsevier Ireland Ltd.
14. Schildknecht, H. (1983). Turgorine, hormoni ai ritmurilor zilnice endogene ale plantelor organizate superioare - detecție, izolare, structură, sinteză și activitate. Angewandte Chemie International Edition în engleză, 22 (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). Abordare moleculară a mișcării nctinastice a plantei controlată de un ceas biologic. Revista internațională de științe moleculare, 2 (4), 156–164.
16. Wood, WML (1953). Termonia în flori de lalea și crocus. Journal of Experimental Botany, 4 (10), 65–77.