Sen w zwierzętach i roślinach (z przykładami)



Termin spoczynek Odnosi się do szeregu procesów fizjologicznych, które zwykle kończą się zatrzymaniem metabolizmu, wzrostu i rozwoju w różnych okresach czasu. Zjawisko to prezentują liczne gatunki bakterii, grzybów, protistów, roślin i zwierząt, zarówno kręgowców, jak i bezkręgowców, chociaż w niektórych grupach nigdy nie zgłoszono tego.

Sen spoczywa na mechanizmie adaptacji i przetrwania, który występuje normalnie w odpowiedzi na ekstremalne warunki środowiskowe, takie jak na przykład sezonowe zmiany, w których ludzie mogą napotkać ekstremalne temperatury, odwodnienie, powodzie, brak składników odżywczych, między innymi.

Wszystkie organizmy, zarówno osiadłe, jak i te, które mają zdolność swobodnego poruszania się, w pewnym momencie swojej historii życiowej mają do czynienia z jakimkolwiek ograniczającym warunkiem ich rozmnażania, wzrostu lub przetrwania. Niektóre reagują zjawiskami populacyjnymi, takimi jak migracje, podczas gdy inne wchodzą w stan spoczynku.

Czynniki, które powodują zainicjowanie tego procesu, zarówno zewnętrznego, jak i wewnętrznego, różnią się w zależności od gatunku, a nawet mogą występować istotne różnice między osobnikami tego samego gatunku, które znajdują się w geograficznie różnych obszarach.

Poniżej niektóre cechy i przykłady między procesem zwierząt i roślin.

Indeks

  • 1 U zwierząt
    • 1.1 Stan spoczynku u bezkręgowców
    • 1.2 Uśpienie u kręgowców
  • 2 W roślinach
    • 2.1 Sen w pąkach
    • 2.2 Uśpienie w nasionach
  • 3 referencje

U zwierząt

Uśpienie u bezkręgowców

W tej grupie zwierząt rodzaje spoczynku różnią się od małego jaja do zmodyfikowanej postaci dorosłego. Jest on klasyfikowany jako uśpienie i diapauza, w zależności od czynników związanych z rozpoczęciem i utrzymaniem tego.

Spokój odnosi się do wszystkich form wywoływanych przez niekorzystne warunki środowiskowe. Są to formy spokoju, hibernacji, estywacji, anididiozy (życie bez wody) i kryptobiozy (ukryte lub ukryte życie).

Diapauza, a nie warunki zewnętrzne, jest utrzymywana przez wewnętrzne reakcje fizjologiczne, właściwe dla każdego gatunku i jednostki.

Wiele gatunków porfirów, cnidarów, płazińców, wrotków, nicieni, tardigradów, stawonogów, mięczaków, pierścieniowatych, hemidowanych i akordów ma formy spoczynkowe lub diapauzalne.

Niektóre gąbki wytwarzają klejnoty oporowe, które pomagają przywrócić pełną populację po przywróceniu korzystnych warunków. Niektóre gatunki cnidarów wytwarzają pączki podstawowe lub „uśpione” jaja płciowe, które mogą trwać od tygodni do miesięcy.

Owady mogą dostać się do diapauzy na każdym jej etapie (jaja, larwy, poczwarki lub dorośli), w zależności od gatunku i siedliska, które zajmują. Myriapods mogą zwijać się w małych szklarniach na ziemi i opierać się powodziom jako dorosłe organizmy.

Spośród mięczaków zaobserwowano również, że małże i prosobranchowie spoczywają w spoczynku, gdy zapieczętowują swoje skorupy lub otwierają skorupy. Małże mogą trwać kilka miesięcy zakopane w osadach.

Ważne jest, aby wspomnieć, że uśpienie jest znacznie bardziej powszechne u bezkręgowców lądowych, pół-lądowych lub słodkowodnych niż u gatunków morskich, być może ze względu na względną stabilność tych środowisk w odniesieniu do ziemskich..

Uśpienie u kręgowców

U kręgowców najlepiej znanymi przypadkami uśpienia są snu zimowego u ssaków, takich jak uridy i gryzonie, oraz u ptaków.

Jednak wiele badań skupiło się ostatnio na uśpieniu populacji komórek nowotworowych pacjentów z rakiem, co jest ściśle związane z rozwojem przerzutów.

Podobnie jak w przypadku pozostałych zwierząt i roślin, u ssaków uśpienie jest traktowane jako mechanizm adaptacyjny do radzenia sobie z okresami wysokiego zapotrzebowania na energię, ale małą dostępnością energii w środowisku.

Ma to związek ze zmianami fizjologicznymi, morfologicznymi i behawioralnymi, które pozwalają zwierzęciu przetrwać w niekorzystnych warunkach.

Hibernacja

Początek sezonu hibernacji charakteryzuje się długimi „zwrotami” letargu, podczas których tempo metabolizmu jest stopniowo zmniejszane, a temperatura ciała pozostaje tylko o kilka stopni powyżej temperatury otoczenia.

Te „letargy” przeplatają się z momentami intensywnej aktywności metabolicznej, które zwiększają temperaturę ciała przed powrotem do letargu. W tym okresie wszystkie funkcje organizmu zostają zredukowane: tętno, oddech, czynność nerek itp..

Zmiany sezonowe przygotowują zwierzę do hibernacji. Preparat, na poziomie fizjologicznym, prawdopodobnie osiąga się przez zmianę poziomów stanu ustalonego wielu białek, które służą specyficznym funkcjom zwiększania lub zmniejszania obfitości niektórych mRNA i odpowiadających im białek..

Wejście i wyjście letargu jest bardziej związane z odwracalnymi i szybkimi przełącznikami metabolicznymi, które działają szybciej niż zmiany w kontroli ekspresji genów, transkrypcji, translacji lub stabilności produktu..

W roślinach

Najbardziej znane przypadki spoczynku w roślinach odpowiadają uśpieniu nasion, bulw i pąków, które są charakterystyczne dla roślin podlegających sezonowości..

W przeciwieństwie do spoczynku u zwierząt, rośliny wchodzą w stan spoczynku w zależności od temperatury, czasu trwania fotoperiodu, jakości światła, temperatury w okresach jasności i ciemności, warunków żywieniowych i dostępności wody. Uważa się ją za własność „dziedziczną”, ponieważ jest ona również uwarunkowana genetycznie.

Sen w pąkach

Zjawisko to występuje na wielu drzewach i obejmuje roczną utratę i odnowienie liści. Mówi się, że drzewa bez liści w zimie są w spoczynku lub w spoczynku.

Końcowe pąki, chronione przez katafile, są tymi, które dają początek nowym liściom liści i pierwotnym pierwotnym.

Pąki te powstają około dwóch miesięcy przed ustaniem aktywnego wzrostu i utratą liści. W przeciwieństwie do zwierząt, w roślinach fotosynteza, układ oddechowy, transpiracja i inne czynności fizjologiczne są kontynuowane przez cały rok, jedyną rzeczą, która naprawdę się zatrzymuje, jest wzrost.

Długości fal światła (czerwone i dalekiej czerwieni) wydają się odgrywać bardzo ważną rolę w ustanowieniu i zerwaniu spoczynku w pąkach, jak również w akumulacji hormonu kwasu abscysynowego (ABA).

Sen w nasionach

Uśpienie w nasionach jest bardzo powszechne u dzikich roślin, ponieważ daje im zdolność przetrwania naturalnych katastrof, zmniejsza konkurencję między osobnikami tego samego gatunku lub zapobiega kiełkowaniu w niewłaściwym sezonie.

W nasionach proces ten jest kontrolowany przez regulację ekspresji genów, aktywność enzymatyczną i akumulację regulatorów wzrostu, z podstawową rolą ABA. Hormon ten gromadzi się w nasionach i uważa się, że jest syntetyzowany przez bielmo i zarodek, a nie przez roślinę, która daje początek nasionom.

Podczas spoczynku nasiona są odporne na długie okresy suszenia. Ustalono, że białka LATE-EMBRYOGENESIS ABUNDANT (LEA) działają jak ochrona innych białek niezbędnych w okresach suszenia.

W bulwach występuje także stan spoczynku. Merystemy tych struktur są zatrzymane w fazie G1 cyklu komórkowego, przed syntezą DNA. Uwolnienie tego zatrzymania zależy od wielu kinaz zależnych od cyklin i ich docelowych celów.

ABA i etylen są wymagane do rozpoczęcia spoczynku w bulwach, ale tylko AVA jest konieczne do utrzymania stanu uśpienia. W tym stanie bulwy mają niski poziom auksyny i cytokininy, które, jak się uważa, biorą udział w łamaniu tego samego i jego późniejszym kiełkowaniu.

Referencje

  1. Alsabti, E. A. K. (1979). Stopień guza. J. Cancer Res. Clin. Oncol., 95, 209-220.
  2. Azcón-Bieto, J. i Talón, M. (2008). Podstawy fizjologii roślin (wyd. 2). Madryt: McGraw-Hill Interamericana de España.
  3. Cáceres, C. (1997). Sen w bezkręgowcach. Invertebrate Biology, 116 (4), 371-383.
  4. Carey, H., Andrews, M., i Martin, S. (2003). Hibernacja ssaków: odpowiedzi komórkowe i molekularne na depresyjny metabolizm i niską temperaturę. Physiological Reviews, 83 (4), 1153-1181.
  5. Finkelstein, R., Reeves, W., Ariizumi, T., i Steber, C. (2008). Molekularne aspekty spoczynku nasion. Annual Review of Plant Biology, 59 (1), 387-415.
  6. Koornneef, M., Bentsink, L. i Hilhorst, H. (2002). Sen spoczynkowy i kiełkowanie. Current Opinion in Plant Biology, 5, 33-36.
  7. Perry, T. O. (1971). Zimowanie drzew w zimie. Science, 171 (3966), 29-36. https://doi.org/10.1126/science.171.3966.29
  8. Romero, I., Garrido, F. i Garcia-Lora, A.M. (2014). Przerzuty w uśpieniu o podłożu immunologicznym: nowa szansa na celowanie w raka. Cancer Research, 74 (23), 6750-6757. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-14-2406
  9. Suttle, J. (2004). Regulacja fizjologiczna spoczynku bulw ziemniaka. Amer. J. of Potato Res, 81, 253-262.
  10. Vegis, A. (1964). Dormacy in Higher Plants. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 185-224.