СПАЛНЯ: ПРИ ЖИВОТНИ И РАСТЕНИЯ (С ПРИМЕРИ) - БИОЛОГИЯ - 2025

Терминът „ покой“ се отнася до серия от физиологични процеси, които обикновено завършват с спирането на метаболизма, растежа и развитието за различни периоди от време. Това явление е представено от множество видове бактерии, гъбички, протестисти, растения и животни, както гръбначни, така и безгръбначни, въпреки че за някои групи никога не е съобщавано.

Спирането е механизъм за адаптация и оцеляване, който обикновено се проявява в отговор на екстремни условия на околната среда, като например сезонни промени, при които хората могат да се сблъскат с екстремни температури, дехидратация, наводнения, липса на хранителни вещества и други.

Мармот (Източник pixabay.com)

Всички организми, както седалищни, така и тези със способността да се движат свободно, се сблъскват в определен момент от своята житейска история с някакво ограничаващо условие за тяхното възпроизводство, растеж или оцеляване. Някои отговарят на феномени на населението като миграции, докато други навлизат в състояние на покой.

Факторите, които предизвикват започването на този процес, както външни, така и вътрешни, варират от един вид до друг и дори може да има важни разлики между индивидите от един и същи вид, които са разположени в географски различни райони.

Ето някои характеристики и примери между процеса на животни и растения.

При животни

Безспирност при безгръбначни

В тази група животни видовете спящи варират от малко яйце до модифицираната форма на възрастен. Тя се класифицира като тишина и диапауза, в зависимост от факторите, участващи в нейното започване и поддържане.

Quiescence се отнася до всички форми, които са предизвикани от неблагоприятни условия на околната среда. Хибернация, естивация, анхидробиоза (живот без вода) и криптобиоза (скрит или скрит живот) са форми на спокойствие.

Диапаузата, повече от външните условия, се поддържа от вътрешни физиологични отговори, присъщи на всеки вид и индивид.

Много видове корифеи, клонири, плоски червеи, ротификатори, нематоди, тардигради, членестоноги, мекотели, анелиди, хемикордати и хордати имат или неподвижни, или диапаузални форми.

Някои гъби произвеждат резистентни скъпоценни камъни, които им помагат да възстановят пълните популации след възстановяване на благоприятните условия. Определени видове cnidarians произвеждат базални жълтъци или "спящи" полови яйца, които могат да издържат седмици до месеци.

Насекомите могат да влязат в диапауза във всеки от техните етапи (яйца, ларви, какавиди или възрастни), в зависимост от вида и местообитанието, което заемат. Мириаподите могат да се навият в малки оранжерии на земята и да устоят на наводнения като възрастни организми.

Сред мекотели също се забелязва, че двучерупчестите и prosobranchs влизат в състояние на покой, като запечатват клапаните си или отварят черупките си. Биволвите могат да продължат няколко месеца, погребани по този начин в утайката.

Важно е да се спомене, че покойността е много по-често срещана при видове сухоземни, полуземни или сладководни безгръбначни, отколкото при морските видове, може би поради относителната стабилност на тези среди по отношение на сухоземните.

Колебание при гръбначни животни

При гръбначните животни най-известните случаи на покой са случаите на хибернация при бозайници като уриди и гризачи и при птици.

Въпреки това, много изследвания напоследък се фокусират върху сънливостта на популациите на туморни клетки на пациенти с рак, което е тясно свързано с развитието на метастази.

Както и в останалите животни и растения, при бозайниците спянето се проявява като адаптивен механизъм за справяне с периодите на високо енергийно търсене, но с малка наличност на енергия в околната среда.

Това е свързано с физиологични, морфологични и поведенчески промени, които позволяват на животното да постигне оцеляване при неблагоприятни условия.

зимен сън

Началото на сезона на зимен сън се характеризира с дълги "смени" на топора, по време на който скоростта на метаболизма прогресивно намалява и където телесната температура остава само няколко градуса над стайната температура.

Тези „летаргия“ се преплитат с моменти на интензивна метаболитна активност, които успяват да повишат телесната температура преди да се върнат към летаргия. През този период се намаляват всички телесни функции: сърдечна честота, дишане, бъбречна функция и др.

Сезонните промени подготвят животното за зимен сън. Приготвянето на физиологично ниво вероятно се постига чрез промяна на стационарните нива на много протеини, които обслужват специфични функции за увеличаване или намаляване на изобилието на някои мРНК и съответните им протеини.

Влизането и излизането на торпор е по-скоро свързано с обратими и бързи метаболитни превключватели, които работят по-мигновено, отколкото промените в контрола на генната експресия, транскрипцията, транслацията или стабилността на продукта.

В растенията

Най-известните случаи на покой в ​​растенията съответстват на спането на семената, грудките и пъпките, които са характерни за растенията, подлежащи на сезонност.

За разлика от латентността при животните, растенията навлизат в покой в ​​зависимост от температурата, дължината на фотопериода, качеството на светлината, температурата през светли и тъмни периоди, хранителните условия и наличието на вода. Счита се за „наследствено“ свойство, тъй като също е генетично обусловено.

Покой в ​​пъпките

Това явление се среща при много дървета и включва годишната загуба и подновяване на листата. За дърветата без листа през зимата се казва, че са в състояние на сън или латентно състояние.

Терминалните пъпки, защитени от катафилите, са тези, които впоследствие пораждат новите листа и листните примории.

Дървесни пъпки през зимата (Източник: pixabay.com)

Тези пъпки се образуват около два месеца, преди активният растеж да спре и листата да се загубят. За разлика от животните, при растенията фотосинтетичните, дихателните, транспирационните и други физиологични дейности продължават през цялата година, единственото нещо, което наистина спира, е растежът.

Дължините на вълните на светлината (червена и далеч червена) изглежда играят много важна роля за установяването и разпадането на покой в ​​пъпките, както и за натрупването на хормона абсцизова киселина (ABA).

Проспиване в семената

Постоянството в семената е много често срещано при дивите растения, тъй като им дава способността да преживяват природни бедствия, да намалят конкуренцията между индивидите от един и същи вид или да предотвратят покълването в неправилен сезон.

В семената този процес се контролира от регулирането на генетичната експресия, ензимната активност и натрупването на регулатори на растежа, с основна роля на ABA. Този хормон се натрупва в семената и се смята, че се синтезира от ендосперма и ембриона, а не от растението, което дава начало на семето.

По време на покой семената са устойчиви на дълги периоди на изсушаване. Установено е, че протеините на LATE-EMBRYOGENESIS ABUNDANT (LEA) действат като протектори на други необходими протеини в периоди на изсушаване.

Dorly семена на кимион, Cuminium цимин (Източник: pixabay.com/)

В клубените също има покой. Меристемите на тези структури са в арест в G1 фазата на клетъчния цикъл преди синтеза на ДНК. Освобождаването на този арест зависи от много циклин-зависими кинази и техните цели надолу по веригата.

ABA и етиленът са необходими за началото на покой в ​​грудките, но само AVA е необходим за поддържане на покой. В това състояние грудките имат ниски нива на ауксин и цитокинин, за които се смята, че участват в разграждането му и последващото покълване.

Препратки

1. Alsabti, EAK (1979). Дременност тумор. J. Cancer Res. Clin. Oncol., 95, 209–220.
2. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Основи на физиологията на растенията (2-ро изд.). Мадрид: McGraw-Hill Interamericana на Испания.
3. Cáceres, C. (1997). Покой в ​​безгръбначните. Безгръбначна биология, 116 (4), 371–383.
4. Carey, H., Andrews, M., & Martin, S. (2003). Хибернация на бозайници: клетъчни и молекулярни реакции на депресиран метаболизъм и ниска температура. Физиологични прегледи, 83 (4), 1153-1181.
5. Finkelstein, R., Reeves, W., Ariizumi, T., & Steber, C. (2008). Молекулярни аспекти на покойността на семената. Годишен преглед на биологията на растенията, 59 (1), 387–415.
6. Koornneef, M., Bentsink, L., & Hilhorst, H. (2002). Постоянство и покълване на семената. Настоящо мнение в биологията на растенията, 5, 33–36.
7. Пери, ТО (1971). Спане на дърветата през зимата. Science, 171 (3966), 29-36.
8. Ромеро, И., Гаридо, Ф. и Гарсия-Лора, AM (2014). Метастази в имунно-медиираното спящо действие: Нова възможност за насочване към рака. Ракови изследвания, 74 (23), 6750–6757.
9. Suttle, J. (2004). Физиологично регулиране на спасяването на картофените грудки. Амер. J. of Potato Res, 81, 253-262.
10. Vegis, A. (1964). Колебание във висшите растения. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 185–224.