נסטיות: סוגים, מאפיינים ודוגמאות - ביולוגיה - 2025

והסכנות , nastismos או תנועות nastic הם סוג של תנועה של צמחים נובעים התפיסה של גירוי חיצוני בצורה, אבל איפה לכיוון התנועה כתוצאה אינו תלוי הגירוי הנתפס. הם מופיעים כמעט בכל איברי הצומח: עלים, גבעולים וענפים, פרחים, קוצים ושורשים.

בין המנגנונים שעל הצמחים להתאים את עצמם לסביבה המקיפה אותם ניתן למצוא כמה צורות של תנועות, הפוכות או בלתי הפיכות, נובעות מתפיסת האור, התרמית, הכימית, המים, המישוש, הגירוי הכבידתי, תוצר של פצעים הנגרמים על ידי עשבוני עשב. כאשר ניזונים, בין היתר.

צמח טורף Drosera rotundifolia (מקור: pixabay.com/)

התנועה בצמחים מסווגת באופן מסורתי לשני סוגים: טרופיזמים ונסטיות. טרופיזם, בניגוד לנסטיות, מוגדרים באופן פונקציונלי כתנועות או כתגובות גדילה של אברי צמחים לגירויים גופניים וקשורים ישירות לכיוון בו הם נתפסים.

הן נסטיות והן טרופיזם יכולות להיות תוצאה של תנועות כתוצאה מגדילה או שינויים בטורגור בתאי האיבר הנע, כך שתנועות מסוימות יכולות להיחשב הפיכות ואחרות בלתי הפיכות, לפי העניין.

צ'רלס דארווין ביצירתו משנת 1881 - כוח התנועה בצמחים - תיאר תנועות צמחים הנובעות משינויים סביבתיים, בעיקר אלה הקשורים לתגובות טרופיות. עם זאת, המנגנונים שבבסיס תנועות אלה תוארו על ידי מחברים שונים מאז ועד לזמן הנוכחי.

סוגים

צמח יכול לקבל מגוון גדול של גירויים שעבורם הוא יכול לעורר מגוון גדול של תגובות. הסיווג של התנועות הנאסטיות השונות נעשה בעיקר על סמך אופי הגירויים, עם זאת, התיאור המדעי של מנגנוני התגובה מציג עמימות רבות.

בין הסוגים הידועים ביותר של נסטיות הם:

• Nictinastia : כאשר העלים של כמה מינים של צמחים קטניים מתרחבים באופן מלא במהלך היום ומתקפלים או נסגרים בלילה.
• Thigmonastia / Seismonastia : תנועות הנובעות מגירויים על ידי מגע פיזי ישיר באיברים מסוימים של מינים מסוימים.
• תרמוסטיה : תנועות הפיכות תלויות בתנודות תרמיות.
• פוטונסטיה : זה נחשב לסוג מיוחד של פוטוטרופיזם; ניתן לסדר את העלים של כמה מינים בתנאים בעלי עוצמת אור גבוהה במקביל לשכיחות האור.
• אפינסטיה והיפונסטיה : מדובר בתנועות עלוות שיש למינים מסוימים לנוכח תנאי לחות קיצונית בשורשים או בריכוזים גבוהים של מלח באדמה. אפינסטיה קשורה לצמיחה מוגזמת של אזור האקסקסיאלי בעוד היפונסטיה מתייחסת לצמיחה של אזור השעווה של להב העלה.
• הידרונסטיה : תנועה של אברי צמח מסוימים התלויה בגירויים הידריים.
• Chemionastia : תגובת תנועה הקשורה לדרגת ריכוז של חומרים כימיים מסוימים. ישנם מחברים המתייחסים לתנועות פנימיות ולמסלולי איתות.
• Gravinastia / Geonastia : תנועה זמנית הפיכה של כמה צמחים בתגובה לגירויים בכבידה.

תכונות ודוגמאות

רבות מהתנועות הנאסטיות תלויות בקיומו של איבר מסוים: הפוליבנו. פולווינולות הם איברים מוטוריים מיוחדים הנמצאים בבסיס עלי הכותרת של עלים פשוטים, ופטוטרות ועלונים בעלים מורכבים.

מבחינה אנטומית, הם מורכבים מצילינדר מרכזי, מוקף בשכבות של קולנציה, ואזור קליפת המוח המוטורי שיש בו תאים פרנכימיים הרגישים לשינויים בגודל ובצורה.

תאים של קליפת המוח הפנימית שמשתנים בגודל וצורתם ידועים כתאים מוטוריים, וביניהם תאי המנוע המרחיב והפלקור. בדרך כלל התנועה של אלה תלויה בשינויי טורגור עקב כניסה ו / או יציאת מים מהפרוטופלסט.

להלן תיאור קצר של הנסטיות אשר מקרים שלהן יכולים להיחשב כדוגמאות קלאסיות.

Nictinastias או "תנועות שינה" של צמחים

תחילה הם התגלו ב- Mimosa pudica והם נפוצים מאוד בקטניות. הם קשורים לתנועת העלים ה"קצבית ", שנסגרים בלילה ומתרחבים במלואם במהלך היום. המחקר שנבדק ביותר היה אלה של אלביזיה ג'וליבריסים, א. לופנתה, סמנה סאונה, רובינאיה פסבדודאצ'יה ופאסולוס קוקסינוס.

התופעה מוכרת היטב בצמחים ונחשבים כעל סיבות הסתגלותיות: התפשטות להבי העלה במהלך היום מאפשרת לכידת מקסימום אנרגיית אור במהלך חשיפת השמש, ואילו הסגירה בלילה מבקשת להימנע מאובדן קלורי. חָשׁוּב.

כאשר העלים מורחבים, הפולווינים נמצאים במצב אופקי (יומי) וכשהם סגורים הם בעלי צורת "U" (לילית), או שזה קשור לעלייה בטורגור בתאי המרחיב במהלך הפתיחה, ולעלייה ב turgor בתאי פלקסור במהלך הסגירה.

תיאור גרפי של התנועה הניקטיבית (צ'ארלס דארווין, LL.D., FRS בסיוע פרנסיס דארווין, באמצעות ויקימדיה Commons)

שינויים טורורגיים כאלה מתרחשים כתוצאה מתנועת מים התלויה בתנועה התוך תאית של יונים כמו K + ו- Cl-, malate ואנונים אחרים.

K + נכנס לתאים המוטוריים על ידי עלייה במטען השלילי בפנים הפנימיים של הממברנה הציטופלסמית, אשר מושגת על ידי פעולת ATPases האחראים על גירוש פרוטונים מהציטופלזמה.

אובדן הטורגור מתרחש כתוצאה מהפעלת משאבת הפרוטון, הממצמצמת את הממברנה ומפעילה את תעלות האשלגן, ומקדמת את יציאתו של יון זה לכיוון האפופלסט.

תנועות אלה תלויות בפעולה של קולטני פוטורום המורכבים מפיטוכרומים, לאור העובדה שניסויים הראו שקרינה ממושכת מעוררת את פתיחת העלים.

לתנועה הניקטינסטית יש "קצביות" מסוימת, מכיוון שצמחים הנתונים באפלה קבועה מציגים תנועות אלה כל 24 שעות, ולכן סוג של "שעון ביולוגי" חייב להשתתף בוויסות שינויים בטורגור בתאים המוטוריים הפולוויאריים.

Thigmonasties או תנועות מגע

אחת התגובות הפופולריות ביותר בספרות היא התגובה המוצגת על ידי הצמח הקרניבורי Dionaea muscipula או "Venus flytrap", שם נלכדים החרקים בעלים הבולביים הצירים.

כאשר חרק מטפס אל פני השטח הגחון של העלה ונתקל בשלוש שערות עדינות המפעילות את התגובה המוטורית, נוצרים איתותים חשמליים בין-תאיים וגורמים להתארכות דיפרנציאלית של התאים בכל אונה עלה, והתוצאה היא סגירת "לרמות" תוך פחות משנייה.

דינואה muscipula, Venus flytrap (Venus flytrap) (מקור: pixabay.com/)

קרניבורי מעניק ל D. muscipula מספיק חנקן בכדי לשרוד, כך שצמחים אלו יכולים להתיישב ללא בעיה בקרקעות דלות במינרל זה. חשוב לציין שתנועה זו מאוד ספציפית, מה שאומר שגירויים כמו טיפות גשם או רוחות חזקות לא מפעילים את סגירת האונות.

צמח טורף אחר, Drosera rotundifolia, מכיל מאות זרועות ריריות על פני העלים המעודכנים שלו, ומושכים את תשומת ליבם של מאות טרפים פוטנציאליים, שנלכדים בתוך הרירית של "זרועות".

זרועות החישה מגלים את נוכחות הטרף והמשואות הסמוכות מתכופפות לעבר זה שעורר גירוי ויוצרים מלכודת בצורת כוס המלכדת את החרק בפנים.

ניתן לחשוב כי צמיחה דיפרנציאלית מתרחשת הנשלטת על ידי שינויים ברמות האוקסין מכיוון שתוספת אוקסינים אקסוגניים מעוררת את סגירת העלים, ועל ידי הוספת חוסמי התעבורה של אותו הורמון, התנועה מונעת.

מימוזה פודיצה היא גם גיבורת התנועות הטיגמונסטיות המתוארות ביותר. המגע של אחת מעלוניו מקדם את הסגירה המיידית של העלים המורכבים שלו.

נהוג לחשוב שתגובה זו לגירויים מיששיים יכולה לשמש להפחתת טורפים אפשריים או כמנגנון הגנה המאפשר חשיפה של עמוד השדרה ההגנתי שלהם.

קיפול העלים תלוי בשינויים בטורגור. הפולווינולות במקרה זה מאבדות את הטורגור, במיוחד, תאי הפלקסור נמתחים כתגובה לאובדן הנפח של תאי האקסטנסור.

מימוזה פודיקה או "הצמח הרגיש" (מקור: pixabay.com/)

שינוי הנפח מתרחש עקב פריקה של סוכרוז בפלואם, מה שמאלץ את הובלת האוסמוטי של מים והובלה פסיבית של יוני אשלגן וכלור.

מעבר תנועה זה נוצר שיפוע אלקטרוכימי בזכות השתתפות משאבות פרוטון בקרום (ATPases). מעורבים גורמי צמיחה, ציטוס שלד וחוטי אקטין.

תרמוסטיות

זה פורט בפרחי כרכום וצבעונים. זה מתרחש כתוצאה מגידול דיפרנציאלי בצדדים ההפוכים של עלי הכותרת המגיבים לגירוי התרמי ולא בגלל שינויים בטורגור. ההבדל בתגובה מתרחש מכיוון ששני צידי האיבר בעלי צמיחה אופטימלית בטמפרטורות שונות מאוד.

פרחי כרכום (מקור: pixabay.com/)

במהלך תנועה זו לא מתרחשים שינויים משמעותיים בערכי האוסמוטי, ה- pH או החדירות של הפרוטופלסטים. כמו כן נצפו עליות משמעותיות ב- CO2 התוך תאי, שנראה כי הוא הגורם הרגיש לרקמות לשינויים בטמפרטורה.

צבעונים סגורים (מקור: pixabay.com/)

תנועה זו אינה תלויה בעוצמת האור ותלויה בהחלט בעליית הטמפרטורה. המוסכמה בין מחברים שונים היא שהשונות התרמית חייבת להיות בין 0.2 מעלות צלזיוס ל- 0.5 מעלות צלזיוס בכדי לצפות בתנועת הפרחים. ירידה בטמפרטורה באותה גודל גורמת לסגירתו.

הפניות

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). יסודות הפיזיולוגיה של הצומח (מהדורה שנייה). מדריד: מקגרו היל אינטרמריקנה מספרד.
2. Braam, J. (2005). במגע: תגובות צמחיות לגירויים מכניים. פיטולוג חדש, 165, 373–389.
3. Brauner, L. (1954). טרופיזם ותנועות נסטיות. Annu. הכמרית צמח. פיזיול. , 5, 163-182.
4. בראון, AH, Chapman, DK, & Liu, SWW (1974). השוואה בין Epinasty העלים הנגרמת על ידי חוסר משקל או על ידי סיבוב קלינוסטט. Bioscience, 24 (9), 518–520.
5. דובץ, ש '(1969). פוטונסטיזם יוצא דופן הנגרם בגלל בצורת ב- Phaseolus vulgaris. כתב העת הקנדי לבוטניקה, 47, 1640–1641.
6. Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). "דינמיקה של ירקות": תפקיד המים בתנועות צמחים. Annu. הכמ"ש נוזלים , 44, 453-478.
7. Enright, JT (1982). תנועות שינה של עלים: להגנה על פרשנותו של דרווין. Oecologia, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). טרופיזם של צמחים: מתן כוח של תנועה לאורגניזם שקוע. בי. ד. ביול., 49, 665-674.
9. Firn, RD, & Myers, AB (1989). תנועות צמח הנגרמות כתוצאה מגידול דיפרנציאלי - אחדות המגוון של המנגנונים? בוטניקה סביבתית וניסיונית, 29, 47–55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., and Chen, Z. (2015). תנועה נסטית מהירה של צמחים ומבנים מעוררי ביו-השראה. ממשק סניף JR, 12.
11. הייס, א.ב., וליפינקוט, ג'יי (1976). צמיחה ותגובה כבידתית בהתפתחות היפונסטיית עלים. כתב העת האמריקאי לבוטניקה, 63 (4), 383–387.
12. קוקרי, WL, והילמן, WS (1968). פולוויני כצלמי הקליטה בהשפעת הפיטוכרום על Nyctinasty באלביזיה ג'וליבריסין. פיזיולוגיה של הצמח, 43 (5), 698–704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., and Romero-Puertas, MC (2016). אפינסטיס עלים ואוקסין: סקירה ביוכימית ומולקולרית. מדעי הצמח. אלסביאר אירלנד בע"מ
14. שילדקנכט, ה. (1983). תורגורינים, הורמונים של המקצבים היומיומיים האנדוגניים של צמחים מאורגנים גבוהים יותר - איתור, בידוד, מבנה, סינתזה ופעילות. המהדורה הבינלאומית Angewandte Chemie באנגלית, 22 (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). גישה מולקולרית לתנועה הניוקטינסטית של הצמח הנשלטת על ידי שעון ביולוגי. כתב העת הבינלאומי למדעים מולקולריים, ב '(4), 156–164.
16. ווד, WML (1953). תרמוסטיה בפרחי טוליפ וכרכום. כתב העת לבוטניקה ניסיונית, 4 (10), 65-77.