- У тварин
- Спокій у безхребетних
- Спокій у хребетних
- Зимова сплячка
- У рослинах
- Спокій у бутонах
- Спокій у насінні
- Список літератури
Термін сплячість позначає низку фізіологічних процесів, які, як правило, закінчуються зупинкою обміну речовин, зростанням і розвитком протягом різних періодів часу. Це явище представлено численними видами бактерій, грибів, протетистів, рослин і тварин, як хребетних, так і безхребетних, хоча для деяких груп про це ніколи не повідомлялося.
Спокій - механізм адаптації та виживання, який зазвичай виникає у відповідь на екстремальні умови навколишнього середовища, такі як, наприклад, сезонні зміни, коли люди можуть зіткнутися з екстремальними температурами, зневодненням, повені, нестачею поживних речовин.
Сурма (Джерело pixabay.com)
Усі організми, як сидячі, так і особи, здатні вільно рухатися, стикаються в певний момент своєї життєвої історії з деякими обмежуючими умовами їх розмноження, росту чи виживання. Деякі реагують на явища населення, такі як міграція, а інші входять у стан спокою.
Фактори, що викликають ініціювання цього процесу, як зовнішні, так і внутрішні, відрізняються від одного виду до іншого, і навіть можуть бути важливі відмінності між особинами одного виду, які розташовані в географічно різних районах.
Ось деякі характеристики та приклади між процесами тварин і рослин.
У тварин
Спокій у безхребетних
У цій групі тварин види спокою змінюються від маленького яйця до модифікованої форми дорослої людини. Він класифікується як заспокоєння та діапауза, залежно від факторів, що беруть участь у його ініціації та підтримці.
Під тиші розуміються всі форми, що викликаються несприятливими умовами навколишнього середовища. Форми спокою - це сплячка, естивація, ангідробіоз (життя без води) та криптобіоз (приховане чи приховане життя).
Діапауза більше, ніж зовнішніми умовами, підтримується внутрішніми фізіологічними реакціями, притаманними кожному виду та окремої людини.
Багато видів родовищ, рясників, плоских червів, ротифікаторів, нематод, таліградів, членистоногих, молюсків, кольцеподібних, гемікордатів та хордатів мають форми спокою або діапаузи.
Деякі губки створюють геммули резистентності, які допомагають їм відновити повноцінні популяції після відновлення сприятливих умов. Окремі види чередників виробляють базальні жовтки або «дрімаючі» статеві яйця, які можуть тривати від тижнів до місяців.
Комахи можуть вступати в діапаузу на будь-якій їх стадії (яйця, личинки, лялечки або дорослі), залежно від виду та середовища існування, яке вони займають. Міріаподи можуть згортатися всередині невеликих теплиць на землі та протистояти затопленню як дорослі організми.
Серед молюсків також було помічено, що двостулкові та просоранчі впадають у стан спокою шляхом герметизації клапанів або відкриття оболонок. Двостульки можуть тривати кілька місяців, закопуючись таким чином в осад.
Важливо згадати, що спокій набагато частіше зустрічається у видів наземних, напівземних або прісноводних безхребетних, ніж у морських видів, можливо, через відносну стійкість цих середовищ по відношенню до наземних.
Спокій у хребетних
У хребетних найвідоміші випадки сплячого періоду у сплячому стані у ссавців, такі як урсиди та гризуни та у птахів.
Однак останнім часом багато досліджень зосереджуються на спокійній популяції пухлинних клітин ракових хворих, що тісно пов'язане з розвитком метастазів.
Як і у решти тварин і рослин, у ссавців спокій відбувається як пристосувальний механізм, щоб впоратися з періодами високих потреб у енергії, але мало доступності енергії у навколишньому середовищі.
Це пов'язано з фізіологічними, морфологічними та поведінковими змінами, які дозволяють тварині досягти виживання в несприятливих умовах.
Зимова сплячка
Початок сезону сплячки характеризується довгими "зрушеннями" тупору, під час яких швидкість обміну речовин прогресивно знижується і де температура тіла залишається лише на кілька градусів вище кімнатної.
Ці "млявість" перемежовуються з моментами інтенсивної метаболічної активності, яким вдається підвищити температуру тіла перед поверненням до млявості. У цей період знижуються всі тілесні функції: серцебиття, дихання, функціонування нирок тощо.
Сезонні зміни готують тварину до сплячки. На фізіологічному рівні препарат, ймовірно, досягається за рахунок зміни рівнів стійкого стану багатьох білків, які виконують конкретні функції збільшення або зменшення кількості деяких мРНК та відповідних їм білків.
Вхід та вихід торпора пов'язані скоріше з оборотними та швидкими метаболічними перемикачами, які працюють миттєвіше, ніж зміни в контролі експресії генів, транскрипції, трансляції чи стабільності продуктів.
У рослинах
Найвідоміші випадки спокою у рослин відповідають спокою насіння, бульб та бутонів, які характерні для рослин, що піддаються сезонності.
На відміну від спокою у тварин рослини вводять в режим спокою залежно від температури, тривалості фотоперіоду, якості світла, температури у світлий і темний періоди, харчових умов та наявності води. Це вважається "спадковою" властивістю, оскільки воно також визначається генетично.
Спокій у бутонах
Це явище трапляється у багатьох дерев і включає щорічну втрату та оновлення листя. Дерева без листя взимку, як кажуть, сплять або сплять.
Кінцеві бутони, захищені катафілами, - це ті, які згодом дають нове листя і позакореневі примордії.
Бутони дерева взимку (Джерело: pixabay.com)
Ці бутони формуються приблизно за два місяці до припинення активного росту і втрачаються листя. На відміну від тварин, у рослин фотосинтетичні, дихальні, транспіраційні та інші фізіологічні дії тривають протягом року, єдине, що справді зупиняється, - це ріст.
Довжина хвиль світла (червоний і далеко червоний), здається, відіграє дуже важливу роль у встановленні та руйнуванні спокою в бутонах, а також накопиченні гормону абсцизової кислоти (АВА).
Спокій у насінні
Спокій насінництва дуже поширений у диких рослин, оскільки він дає їм можливість переживати стихійні лиха, зменшувати конкуренцію між особинами одного виду або запобігати проростанню в неправильну пору року.
У насінні цей процес контролюється регуляцією генетичної експресії, ферментативної активності та накопиченням регуляторів росту, що мають фундаментальну роль АБА. Цей гормон накопичується в насінні і, як вважається, синтезується ендоспермом та ембріоном, а не рослиною, що дає початок насінню.
Під час спокою насіння стійке до тривалих періодів висушування. Було виявлено, що білки пізньо-ембріогенезу (LEA) є захисниками інших необхідних білків у періоди десикації.
Насіння дерлі кмину, циміній циліндр (Джерело: pixabay.com/)
У бульбах також спостерігається спокій. Меристеми цих структур знаходяться під арештом у фазі G1 клітинного циклу до синтезу ДНК. Вивільнення цього арешту залежить від багатьох циклінозалежних кіназ та їхніх цілей.
АБА та етилен необхідні для початку спокою в бульбах, але для підтримання спокою необхідний лише АВА. У такому стані в бульбах низький вміст ауксину та цитокініну, які, як вважають, беруть участь у його розпаді та подальшому проростанні.
Список літератури
- Alsabti, EAK (1979). Спокій пухлини. J. Clinic Resor Clin. Онколь. , 95, 209–220.
- Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Основи фізіології рослин (2-е видання). Мадрид: Іспанія McGraw-Hill Interamericana.
- Cáceres, C. (1997). Спокій у безхребетних. Біологія безхребетних, 116 (4), 371–383.
- Carey, H., Andrews, M., & Martin, S. (2003). Зимова сплячка ссавців: клітинні та молекулярні реакції на депресивний метаболізм та низьку температуру. Фізіологічні огляди, 83 (4), 1153-1181.
- Finkelstein, R., Reeves, W., Ariizumi, T., & Steber, C. (2008). Молекулярні аспекти спокою насіння. Щорічний огляд біології рослин, 59 (1), 387–415.
- Koornneef, M., Bentsink, L., & Hilhorst, H. (2002). Спокій насіння та проростання насіння. Сучасна думка з біології рослин, 5, 33–36.
- Perry, TO (1971). Спокій дерев взимку. Науки, 171 (3966), 29-36. https://doi.org/10.1126/science.171.3966.29
- Ромеро, І., Гаррідо, Ф., і Гарсія-Лора, AM (2014). Метастази в опосередкованому імунітетом спокої: нова можливість для боротьби з раком. Дослідження раку, 74 (23), 6750–6757. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-14-2406
- Suttle, J. (2004). Фізіологічне регулювання спання бульб картоплі. Амер. J. of Potato Res, 81, 253-262.
- Вегіс, А. (1964). Спокій у вищих рослинах. Ану. Преподобний завод. Фізіол. , 15, 185–224.