NASTIAS: TÜRLERI, ÖZELLIKLERI VE ÖRNEKLERI - BIYOLOJI - 2025

Nasties , nastismos veya Nastic hareketleri şekilde bir dış etmenin etkisi algısından elde edilen bitkilerin hareket biçimi vardır, ancak elde edilen hareket yönü algılanan, uyarıcı sebebinden bağımsız olduğu. Hemen hemen tüm bitki organlarında bulunurlar: yapraklar, gövdeler ve dallar, çiçekler, dallar ve kökler.

Bitkilerin kendilerini çevreleyen ortama adapte etmek zorunda oldukları mekanizmalar arasında, otçulların neden olduğu yaraların ürünü olan ışık, termal, kimyasal, su, dokunsal, yerçekimi uyaranlarının algılanmasından kaynaklanan, tersine çevrilebilir veya geri döndürülemez hareketlerin birtakım biçimleri vardır. diğerleri arasında beslenirken.

Etçil bitki Drosera rotundifolia (Kaynak: Pixabay.com/)

Bitkilerdeki hareket geleneksel olarak iki türe ayrılır: tropizmler ve nastiler. Tropizmler, nastias'tan farklı olarak, işlevsel olarak bitki organlarının fiziksel uyaranlara hareketleri veya büyüme tepkileri olarak tanımlanır ve doğrudan algılandıkları yönle ilgilidir.

Hem nastiler hem de tropizmler, hareket eden organın hücrelerindeki büyüme veya turgor değişikliklerine bağlı hareketlerin sonucu olabilir, bu nedenle duruma göre bazı hareketler tersine çevrilebilir ve diğerleri geri döndürülemez olarak kabul edilebilir.

Charles Darwin, 1881 tarihli Bitkilerde Hareketin Gücü adlı çalışmasında çevresel değişikliklerden kaynaklanan bitki hareketlerini, özellikle de tropikal tepkilerle ilgili olanları anlattı. Ancak, bu hareketlerin altında yatan mekanizmalar o zamandan günümüze kadar çeşitli yazarlar tarafından tanımlanmıştır.

Türleri

Bir bitki, çok çeşitli tepkileri tetikleyebileceği çok çeşitli uyaranlar alabilir. Farklı nastik hareketlerin sınıflandırılması esas olarak uyaranın doğası temelinde yapılmıştır, ancak, yanıt mekanizmalarının bilimsel açıklaması birçok belirsizlik sunmaktadır.

En iyi bilinen nastia türleri şunlardır:

• Nictinastia : Bazı baklagil türlerinin yaprakları gün boyunca tamamen genişlediğinde ve gece katlandığında veya kapandığında.
• Thigmonastia / Seismonastia : Bazı türlerin belirli organlarında doğrudan fiziksel temas yoluyla uyaranlardan kaynaklanan hareketler.
• Thermonastia : termal dalgalanmalara bağlı tersinir hareketler.
• Fotonasti : özel bir fototropizm türü olarak kabul edilir; bazı türlerin yüksek ışık şiddeti koşulları altındaki yaprakları, ışığın gelişine paralel olarak düzenlenebilir.
• Epinastia ve hyponastia : Bazı türlerin köklerde aşırı nem veya toprakta yüksek tuz konsantrasyonları karşısında sahip oldukları yaprak hareketleridir. Epinasti, adaksiyal bölgenin abartılı büyümesi ile ilgilidir, hiponasti ise yaprak bıçağının abaksiyal bölgesinin büyümesi anlamına gelir.
• Hydronastia : Hidrik uyaranlara bağlı olan bazı bitki organlarının hareketi.
• Chemionastia : bazı kimyasal maddelerin konsantrasyon gradyanlarına bağlı hareket tepkisi. Bazı yazarlar daha çok iç hareketlere ve sinyal yollarına atıfta bulunur.
• Gravinastia / Geonastia : yerçekimi uyaranlarına yanıt olarak bazı bitkilerin tersine çevrilebilir zamansal hareketi.

Özellikler ve örnekler

Nastik hareketlerin çoğu, belirli bir organın varlığına bağlıdır: pulvínulo. Pulvinüller, basit yaprak saplarının tabanında bulunan özel motor organlardır ve bileşik yapraklardaki yaprak sapları ve broşürler.

Anatomik olarak konuşursak, kolenkim katmanları ile çevrili merkezi bir silindir ve boyut ve şekil değişikliklerine duyarlı parankimal hücrelerin bulunduğu bir motor kortikal bölgeden oluşurlar.

Pulvinüler korteksin boyut ve şekil olarak değişen hücreleri, motor hücreler olarak bilinir ve bunlar arasında ekstansör ve fleksör motor hücreler bulunur. Normalde bunların hareketi, protoplasttan suyun girişi ve / veya çıkışı nedeniyle oluşan turgor değişikliklerine bağlıdır.

Aşağıda, vakaları klasik örnekler olarak kabul edilebilecek nastilerin kısa bir açıklaması bulunmaktadır.

Nictinastias veya bitkilerin "uyku hareketleri"

Başlangıçta Mimosa pudica'da keşfedildi ve baklagillerde çok yaygındır. Geceleri kapanan ve gün içinde tamamen genişleyen yaprakların "ritmik" hareketiyle ilgisi vardır. En çok çalışılanlar Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia ve Phaseolus coccineus'tür.

Bu fenomen bitkilerde iyi bilinmektedir ve uyarlanabilir nedenleri olduğu düşünülmektedir: Gün içinde yaprak bıçaklarının genişlemesi, güneşe maruz kalma sırasında maksimum ışık enerjisinin yakalanmasına izin verirken, geceleri kapanma kalori kaybını önlemeyi amaçlamaktadır. önemli.

Yapraklar genişlediğinde, pulvinüller yatay bir pozisyondadır (gündüz) ve kapatıldıklarında "U" şekline (gece) sahiptirler veya bu açılma sırasında ekstansör hücrelerde turgor artışı ve kapanma sırasında fleksör hücrelerde turgor.

Nictinastic hareketin grafik açıklaması (Charles Darwin, LL.D., FRS, Francis Darwin tarafından, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Bu tür turgor değişiklikleri, K + ve Cl-, malat ve diğer anyonlar gibi iyonların hücre içi hareketine bağlı olan suyun hareketine bağlı olarak meydana gelir.

K +, sitoplazmik zarın iç yüzündeki negatif yükte bir artışla motor hücrelerine girer ve bu, protonları sitoplazmadan atmaktan sorumlu ATPazların etkisiyle sağlanır.

Turgor kaybı, zarı depolarize eden ve potasyum kanallarını aktive eden proton pompasının inaktivasyonu nedeniyle oluşur ve bu iyonun apoplasta çıkışını teşvik eder.

Bu hareketler, fitokromlardan oluşan fotoreseptörlerin etkisine bağlıdır, çünkü deneyler uzun süreli radyasyonun yaprak açılmasını uyardığını göstermiştir.

Kalıcı karanlığa maruz kalan bitkiler bu hareketleri her 24 saatte bir gösterdiklerinden, nictinastik hareketin belirli bir "ritmikliği" vardır, bu nedenle pulvinül motor hücrelerindeki turgor değişikliklerinin düzenlenmesinde bir tür "biyolojik saat" yer almalıdır.

Thigmonasties veya dokunma hareketleri

Literatürdeki en popüler tigmonastik tepkilerden biri, etçil bitki Dionaea muscipula veya "Venüs sinekkapanı" tarafından sunulan, böceklerin menteşeli çift kanatlı yapraklarında hapsolduğu tepkilerdir.

Bir böcek yaprağın ventral yüzeyine tırmandığında ve motor tepkisini tetikleyen üç hassas tüyle karşılaştığında, hücreler arası elektrik sinyalleri üretilir ve her bir yaprak lobundaki hücrelerin farklı uzamasını başlatarak, Bir saniyeden daha kısa sürede "hile".

Dinoaea muscipula, Venus flytrap (Venus flytrap) (Kaynak: Pixabay.com/)

Carnivory, D. muscipula'ya hayatta kalması için yeterli nitrojen verir, böylece bu bitkiler bu mineral bakımından fakir topraklarda sorunsuz bir şekilde yerleşebilirler. Bu hareketin çok spesifik olduğuna dikkat etmek önemlidir, bu da yağmur damlaları veya kuvvetli rüzgarlar gibi uyaranların lobların kapanmasını tetiklemediği anlamına gelir.

Başka bir etçil bitki olan Drosera rotundifolia, değiştirilmiş yapraklarının yüzeyinde "dokunaçların" müsilajına hapsolmuş yüzlerce potansiyel avın dikkatini çeken yüzlerce zamklı dokunaçlara sahiptir.

Duyusal dokunaçlar, avın varlığını algılar ve bitişik dokunaçlar uyarılmış olana doğru bükülerek böceği içine hapseden fincan şeklinde bir tuzak oluşturur.

Eksojen oksinlerin eklenmesi yaprakların kapanmasını tetiklediğinden ve aynı hormonun taşınmasını engelleyen maddeler eklenerek, oksin seviyelerindeki değişiklikler tarafından kontrol edilen farklı büyümenin meydana geldiği düşünülmektedir.

Mimosa pudica aynı zamanda en iyi tanımlanan tigmonastik hareketlerin baş kahramanıdır. Broşürlerinden birinin dokunuşu, bileşik yapraklarının hemen kapanmasını sağlar.

Dokunsal uyaranlara verilen bu tepkinin, olası avcıları korkutmaya veya savunma dikenlerinin açığa çıkmasına izin veren bir savunma mekanizması olarak hizmet edebileceği düşünülmektedir.

Yaprakların kıvrılması turgordaki değişikliklere bağlıdır. Bu durumda pulvinüller turgor kaybeder, özellikle fleksör hücreler ekstansör hücrelerin hacim kaybına yanıt olarak gerilir.

Mimosa pudica veya "hassas bitki" (Kaynak: Pixabay.com/)

Hacim değişikliği, suyun ozmotik taşınmasını ve potasyum ve klor iyonlarının pasif taşınmasını zorlayan floemdeki bir sükroz boşalması nedeniyle oluşur.

Proton pompalarının membrana (ATPaslar) katılımı sayesinde bu harekette bir elektrokimyasal gradyan da üretilir. Büyüme faktörleri, hücre iskeleti ve aktin filamentleri, diğerleri arasında rol oynar.

Termonastiler

Çiğdem çiçekleri ve laleler ile detaylandırılmıştır. Turgordaki değişikliklerden değil, termal uyarana tepki veren yaprakların zıt taraflarındaki farklı büyüme nedeniyle oluşur. Tepki farkı, organın iki tarafı çok farklı sıcaklıklarda optimum büyüme gösterdiğinden ortaya çıkar.

Çiğdem çiçekleri (Kaynak: Pixabay.com/)

Bu hareket sırasında protoplastların ozmotik, pH veya geçirgenlik değerlerinde önemli bir değişiklik meydana gelmez. Dokuları sıcaklıktaki değişikliklere duyarlı hale getiren faktör gibi görünen hücre içi CO2'de de önemli artışlar gözlemlenmiştir.

Kapalı laleler (Kaynak: Pixabay.com/)

Bu hareket, ışık yoğunluğundan bağımsızdır ve kesinlikle sıcaklık artışına bağlıdır. Farklı yazarlar arasındaki kural, çiçeklerin hareketini gözlemlemek için termal değişimin 0,2 ° C ile 0,5 ° C arasında olması gerektiğidir. Aynı büyüklükteki bir sıcaklık düşüşü kapanmasına neden olur.

Referanslar

1. Azcón-Bieto, J. ve Talón, M. (2008). Bitki Fizyolojisinin Temelleri (2. baskı). Madrid: İspanya'dan McGraw-Hill Interamericana.
2. Braam, J. (2005). Temas halinde: mekanik uyaranlara bitki tepkileri. Yeni Phytologist, 165, 373–389.
3. Brauner, L. (1954). Tropizmler ve Nastik hareketler. Annu. Rev. Plant. Physiol. , 5, 163-182.
4. Brown, AH, Chapman, DK ve Liu, SWW (1974). Ağırlıksızlık veya Clinostat Rotasyonu ile İndüklenen Yaprak Epinastisinin Karşılaştırılması. Bioscience, 24 (9), 518–520.
5. Dubetz, S. (1969). Phaseolus vulgaris'te kuraklıktan kaynaklanan alışılmadık bir fotonastizm. Kanada Botanik Dergisi, 47, 1640–1641.
6. Dumais, J. ve Forterre, Y. (2012). "Sebze Dinamiği": Bitki Hareketlerinde Suyun Rolü. Annu. Rev. Fluid Mech. , 44, 453-478.
7. Enright, JT (1982). Yaprakların uyku hareketleri: Darwin'in yorumunu savunmak için. Oecologia, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V ve Liscum, E. (2005). Bitki tropizmleri: sabit bir organizmaya hareket gücü sağlar. Int J. Dev.Biol., 49, 665-674.
9. Firn, RD ve Myers, AB (1989). Farklı büyüme-mekanizma çeşitliliğinin neden olduğu bitki hareketleri? Çevresel ve Deneysel Botanik, 29, 47–55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E. ve Chen, Z. (2015). Bitkilerin ve biyo-esinlenmiş yapıların hızlı nastik hareketi. JR Soc Arayüzü, 12.
11. Hayes, AB ve Lippincott, JA (1976). Yaprak Bıçak Hiponastisinin Gelişiminde Büyüme ve Yerçekimi Tepkisi. Amerikan Botanik Dergisi, 63 (4), 383–387.
12. Koukkari, WL ve Hillman, WS (1968). Albizzia julibrissin'de Fitokrom Nyctinasty Üzerindeki Etkisinde Fotoreseptörler Olarak Pulvini. Bitki Fizyolojisi, 43 (5), 698–704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M. ve Romero-Puertas, MC (2016). Yaprak epinastisi ve oksin: Biyokimyasal ve moleküler bir bakış. Bitki Bilimi. Elsevier Ireland Ltd.
14. Schildknecht, H. (1983). Turgorinler, Yüksek Organize Bitkilerin Endojen Günlük Ritimlerinin Hormonları-Tespit, İzolasyon, Yapı, Sentez ve Aktivite. Angewandte Chemie International Edition in English, 22 (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N. ve Yamamura, S. (2001). Biyolojik bir saat tarafından kontrol edilen bitkinin niktinastik hareketine moleküler yaklaşım. Uluslararası Moleküler Bilimler Dergisi, 2 (4), 156-164.
16. Ahşap, WML (1953). Lale ve Çiğdem Çiçeklerinde Termonasti. Deneysel Botanik Dergisi, 4 (10), 65-77.