Jenis, karakteristik, dan contoh Nastias



itu nastia, Gerakan nastismos atau násticos adalah suatu bentuk pergerakan tanaman yang dihasilkan dari persepsi stimulus eksternal dalam satu arah, tetapi di mana arah gerakan yang dihasilkan tidak tergantung pada stimulus yang dirasakan. Mereka terjadi secara praktis di semua organ tanaman: daun, batang dan cabang, bunga, sulur dan akar.

Di antara mekanisme yang tanaman harus beradaptasi dengan lingkungan yang mengelilinginya adalah beberapa bentuk gerakan yang, secara reversibel atau tidak dapat diubah, hasil dari persepsi cahaya, termal, kimia, air, sentuhan, rangsangan gravitasi, produk luka yang disebabkan oleh herbivora saat menyusui, antara lain.

Gerakan pada tanaman secara tradisional diklasifikasikan menjadi dua jenis: tropisme dan nastia. Tropisme, tidak seperti nastia, secara fungsional didefinisikan sebagai gerakan atau respons pertumbuhan organ tanaman terhadap rangsangan fisik dan secara langsung berkaitan dengan arah di mana mereka dirasakan..

Baik nastia dan tropisme dapat menjadi hasil dari pergerakan karena pertumbuhan atau perubahan turgor dalam sel-sel organ yang bergerak, sehingga beberapa gerakan dapat dianggap reversibel dan ireversibel lainnya, seperti halnya..

Charles Darwin dalam karyanya tahun 1881 -Kekuatan gerakan dalam tanaman- menggambarkan produk gerakan tanaman dari perubahan lingkungan, terutama yang terkait dengan respons tropis. Namun, mekanisme yang mendasari gerakan ini telah dijelaskan oleh berbagai penulis sejak saat itu hingga saat ini.

Indeks

  • 1 Jenis
  • 2 Karakteristik dan contoh
    • 2.1 Nictinastias atau "gerakan tidur" tanaman
    • 2.2 Tigmonastias atau gerakan dengan sentuhan
    • 2.3 Termonastias
  • 3 Referensi

Jenis

Sebuah tanaman dapat menerima beragam rangsangan yang dapat memicu beragam respons. Klasifikasi dari berbagai gerakan nastic telah dilakukan terutama berdasarkan pada sifat rangsangan, namun, deskripsi ilmiah dari mekanisme respon menyajikan banyak ambiguitas..

Di antara jenis nastia yang paling dikenal adalah:

  • Nictinastia: ketika daun beberapa spesies tanaman polongan berkembang sepenuhnya di siang hari dan lipat atau tutup pada malam hari.
  • Tigmonastia / Sixmonastia: gerakan yang dihasilkan dari rangsangan dengan kontak fisik langsung pada organ tertentu dari beberapa spesies.
  • Termonastia: gerakan reversibel tergantung pada fluktuasi termal.
  • Photonastia: dianggap sebagai jenis fototropisme khusus; daun beberapa spesies dalam kondisi intensitas cahaya tinggi dapat diatur sejajar dengan kejadian cahaya.
  • Epinastia dan hyponastia: mereka adalah gerakan daun yang memiliki beberapa spesies di depan kondisi kelembaban ekstrim di akar atau konsentrasi garam yang tinggi di tanah. Epinastia ada hubungannya dengan pertumbuhan berlebihan dari daerah adaxial sedangkan hyponastia mengacu pada pertumbuhan daerah abaxial dari pisau daun.
  • Hydronastia: pergerakan organ tanaman tertentu yang tergantung pada rangsangan air.
  • Kemoterapi: respons gerakan terkait dengan gradien konsentrasi beberapa zat kimia. Beberapa penulis lebih mengacu pada gerakan internal dan jalur pensinyalan.
  • Gravinastia / Geonastia: gerakan sementara reversibel dari beberapa tanaman dalam menanggapi rangsangan gravitasi.

Karakteristik dan contoh

Banyak gerakan nastic bergantung pada keberadaan organ tertentu: pulvínulo. Pulvínulos adalah organ motor khusus yang terletak di dasar tangkai daun sederhana, dan tangkai daun dan daun di daun majemuk..

Secara anatomi, mereka tersusun dari sebuah silinder pusat, dikelilingi oleh lapisan-lapisan collenchyma, dan zona motor kortikal yang memiliki sel-sel parenkim yang rentan terhadap perubahan ukuran dan bentuk.

Sel-sel korteks pulvular yang berubah ukuran dan bentuknya dikenal sebagai sel motor, di mana sel-sel motor ekstensor dan fleksor dibedakan. Biasanya pergerakan ini tergantung pada perubahan turgor karena masuk dan / atau keluarnya air protoplas.

Di bawah ini adalah deskripsi singkat tentang nastia yang kasusnya dapat dianggap sebagai contoh klasik.

Nictinastias atau "gerakan tidur" tanaman

Mereka awalnya ditemukan di Mimosa prudish dan sangat umum pada kacang-kacangan. Mereka ada hubungannya dengan gerakan "ritmis" daun, yang menutup pada malam hari dan berkembang sepenuhnya di siang hari. Yang paling banyak dipelajari adalah Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia dan Phaseolus coccineus.

Fenomena ini dikenal di tanaman dan dianggap memiliki alasan adaptif: perluasan bilah daun pada siang hari memungkinkan untuk menangkap energi cahaya maksimum selama paparan sinar matahari, sementara penutupan di malam hari berusaha untuk menghindari kehilangan kalori penting.

Ketika daun diperluas pulvinid adalah horisontal (diurnal) dan ketika mereka ditutup mereka memiliki bentuk "U" (nokturnal), atau yang berhubungan dengan peningkatan turgor dalam sel ekstensor selama pembukaan, dan dengan peningkatan Turgor dalam sel fleksor selama penutupan.

Perubahan turgor seperti itu disebabkan oleh pergerakan air yang bergantung pada pergerakan ion intraseluler seperti K + dan Cl-, malat dan anion lainnya..

K + memasuki sel motor dengan peningkatan muatan negatif pada sisi dalam membran sitoplasma, yang dicapai melalui aksi ATPase yang bertanggung jawab untuk mengeluarkan proton dari sitoplasma..

Hilangnya turgor adalah karena inaktivasi pompa proton, yang mendepolarisasi membran dan mengaktifkan saluran kalium, mempromosikan pelepasan ion ini ke arah apoplast..

Gerakan-gerakan ini bergantung pada aksi fotoreseptor yang tersusun dari phytochrom, mengingat bahwa percobaan telah menunjukkan bahwa radiasi yang berkepanjangan merangsang pembukaan daun..

Gerakan Nikinastik memiliki "irama" tertentu, karena tanaman yang mengalami kegelapan permanen menghadirkan gerakan ini setiap 24 jam, sehingga semacam "jam biologis" harus ikut serta dalam pengaturan perubahan turgor dalam sel-sel motor puli..

Tigmonastias atau gerakan dengan sentuhan

Salah satu jawaban tigmonásticas yang paling populer dalam literatur adalah jawaban yang menghadirkan / menampilkan tanaman karnivora Dionaea muscipula atau "Atrapamoscas de Venus", di mana serangga ditangkap di dahan daun bilobed berengsel mereka..

Ketika seekor serangga naik ke permukaan ventral daun dan bertemu tiga rambut halus yang memicu respon motorik, sinyal listrik antar sel dihasilkan dan memulai pemanjangan diferensial dari sel-sel setiap lobus daun, yang menghasilkan penutupan daun. "Perangkap" dalam waktu kurang dari satu detik.

Karnivora memberikan D. muscipula nitrogen yang cukup untuk bertahan hidup, sehingga tanaman ini dapat mengendap tanpa masalah di tanah yang buruk pada mineral ini. Penting untuk dicatat bahwa gerakan ini sangat spesifik, yang berarti bahwa rangsangan seperti tetesan hujan atau angin kencang tidak memicu penutupan lobus..

Tumbuhan karnivora lain, Drosera rotundifolia, memiliki ratusan tentakel berlendir pada permukaan daunnya yang dimodifikasi, yang menarik perhatian ratusan mangsa potensial, yang terperangkap dalam lendir "tentakel"..

Tentakel sensorik mendeteksi keberadaan mangsa dan tentakel yang berdekatan bersandar ke arah mangsa yang telah distimulasi, membentuk perangkap berbentuk cangkir yang menjebak serangga di bagian dalamnya..

Diperkirakan bahwa pertumbuhan diferensial terjadi yang dikendalikan oleh perubahan kadar auksin karena penambahan auksin eksogen memicu penutupan daun, dan dengan menambahkan penghambat transportasi hormon yang sama, gerakan terhambat..

Mimosa pudica juga merupakan protagonis dari gerakan tigmonásticos yang paling baik dijelaskan. Sentuhan salah satu selebarannya mendorong penutupan langsung daun senyawanya.

Diperkirakan bahwa respons terhadap rangsangan taktil ini dapat berfungsi untuk menakuti predator yang mungkin atau sebagai mekanisme pertahanan yang memungkinkan pemaparan duri pertahanan mereka..

Lipatan daun tergantung pada perubahan turgor. Pulvinid dalam kasus ini kehilangan turgor, khususnya, sel fleksor direntangkan sebagai respons terhadap hilangnya volume sel ekstensor.

Perubahan volume terjadi karena pelepasan sukrosa dalam floem, yang membutuhkan transportasi osmotik air dan transpor pasif ion kalium dan klorin..

Dalam gerakan ini gradien elektrokimia juga dihasilkan berkat partisipasi pompa proton dalam membran (ATPasas). Faktor pertumbuhan, sitoskeleton dan filamen aktin terlibat, antara lain.

Termonastias

Ini telah dirinci dalam bunga Crocus dan tulip. Terjadi oleh pertumbuhan diferensial pada sisi berlawanan dari kelopak yang bereaksi terhadap stimulus termal dan bukan oleh perubahan turgor. Perbedaan dalam respons diberikan karena kedua sisi organ memiliki pertumbuhan optimal pada suhu yang sangat berbeda.

Selama gerakan ini, tidak ada perubahan signifikan yang terjadi pada nilai osmotik, pH atau permeabilitas protoplas. Peningkatan signifikan dalam CO2 intraseluler juga telah diamati, yang tampaknya menjadi faktor yang membuat jaringan peka terhadap perubahan suhu.

Gerakan ini tidak tergantung pada intensitas cahaya dan sangat tergantung pada peningkatan suhu. Konvensi antara penulis yang berbeda adalah bahwa variasi termal harus antara 0,2 ° C dan 0,5 ° C untuk mengamati pergerakan bunga. Penurunan suhu dengan besaran yang sama menyebabkan penutupannya.

Referensi

  1.       Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Dasar-dasar fisiologi tanaman (2nd ed.). Madrid: Bukit McGraw Interamericana de España.
  2.       Braam, J. (2005). Sentuhan: respons tanaman terhadap rangsangan mekanis. Phytologist Baru, 165, 373-389.
  3.       Brauner, L. (1954). Tropisme dan gerakan Nastic. Annu. Rev. Plant. Physiol., 5, 163-182.
  4.       Brown, A.H., Chapman, D.K., & Liu, S.W. W. (1974). Perbandingan Epinasty Daun yang Dipicu oleh Bobot Tanpa Berat Badan atau Rotasi Clinostat. Bioscience, 24 (9), 518-520.
  5.       Dubetz, S. (1969). Sebuah fotonastisme yang tidak biasa disebabkan oleh kekeringan di Phaseolus vulgaris. Jurnal Botani Kanada, 47, 1640-1641.
  6.       Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). "Dinamika Sayuran": Peran Air dalam Gerakan Tumbuhan. Annu. Pendeta Fluid Mech., 44, 453-478.
  7.       Enright, J. T. (1982). Gerakan tidur dedaunan: Mempertahankan interpretasi Darwin. Oecologia, 54 (2), 253-259.
  8.       Esmon, C.A., Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). Tropisme tanaman: memberikan kekuatan pergerakan pada organisme sessile. Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
  9.       Firn, R. D., & Myers, A. B. (1989). Gerakan tanaman yang disebabkan oleh pertumbuhan yang berbeda - kesatuan keanekaragaman mekanisme? Botani Lingkungan dan Eksperimental, 29, 47-55.
  10.   Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Gerakan cepat tanaman dan struktur yang terinspirasi bio. J. R. Soc. Interface, 12.
  11.   Hayes, A. B., & Lippincott, J. A. (1976). Pertumbuhan dan Respons Gravitasi dalam Pengembangan Hyponasty Blade Daun. American Journal of Botany, 63 (4), 383-387.
  12.   Koukkari, W. L., & Hillman, W. S. (1968). Pulvini sebagai Fotoreseptor dalam Efek Fitokrom pada Nyctinasty di Albizzia julibrissin. Fisiologi Tumbuhan, 43 (5), 698-704.
  13.   Sandalio, L.M., Rodríguez-Serrano, M., & Romero-Puertas, M.C. (2016). Epinasty daun dan auksin: Tinjauan biokimia dan molekuler. Ilmu Tumbuhan. Elsevier Ireland Ltd.
  14.   Schildknecht, H. (1983). Turgorins, Hormon dari Irama Harian Endogen dari Tumbuhan Tinggi - Deteksi, Isolasi, Struktur, Sintesis, dan Aktivitas. Edisi Internasional Angewandte Chemie dalam Bahasa Inggris, 22 (9), 695-710.
  15.   Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). Pendekatan molekuler pada gerakan nyctinastic dari tanaman dikontrol oleh jam biologis. Jurnal Internasional Ilmu Molekuler, 2 (4), 156-164.
  16.   Wood, W. M. L. (1953). Thermonasty di Bunga Tulip dan Crocus. Jurnal Botani Eksperimental, 4 (10), 65-77.