Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Иллюстрация движений во сне в листьях Медикаго из книги Чарльза Дарвина « Сила движения растений» (1880 г.)

Nyctinasty является циркадным ритмичным Настич движения высших растений в ответ на наступление темноты, или растение «спит». Утверждалось, что для растений, проявляющих нектинастику листьев, это решающий механизм выживания; однако большинство растений вообще не проявляют никаких никтинастических движений. [1] Nyctinasty встречается у ряда видов растений и в ксерической, мезической и водной средах, что позволяет предположить, что это уникальное поведение может служить множеству эволюционных преимуществ. Примеры - закрытие лепестков цветка в сумерках и спячка листьев многих бобовых.. Самое раннее зарегистрированное наблюдение этого поведения у растений датируется 324 годом до нашей эры, когда Андростен, товарищ Александра Великого, заметил, как листья тамариндового дерева открываются и закрываются днем ​​и ночью. [2]

Никтинастические движения связаны с дневными изменениями света и температуры и контролируются циркадными часами . Линней (1729) предположил, что это были спящие растения, но эта идея широко оспаривалась. Нет никаких существенных доказательств в поддержку концепции, что растения обладают сознанием, не говоря уже о том, чтобы испытывать измененные состояния сознания. Растения используют фитохром для обнаружения красного и дальнего красного света. В зависимости от того, какой свет поглощается, белок может переключаться между состоянием Pr, которое поглощает красный свет, и состоянием Pfr, которое поглощает дальний красный свет. Красный свет преобразует Pr в Pfr, а дальний красный свет преобразует Pfr в Pr. Многие растения используют фитохромустановить циркадные циклы, которые влияют на открытие и закрытие листьев, связанных с никтастическими движениями. Анатомически движения опосредуются пульвинами . Клетки Pulvinus расположены в основании или на вершине черешка, и поток воды от дорсальных к вентральным моторным клеткам регулирует закрытие листа. Этот поток является ответом на движение ионов калия между пульвиной и окружающей тканью. Движение ионов калия связано с концентрацией Pfr или Pr. У Albizia julibrissin более длительные темные периоды, ведущие к низкому Pfr, приводят к более быстрому раскрытию листьев. [3] В бессонной мутации Lotus japonicus пульвини превращаются в черешок.-подобные структуры, из-за которых растение не может закрывать свои листочки ночью. [4] Перемещение, не опосредованное пульвиной, также возможно и происходит за счет дифференциального деления и роста клеток по обе стороны от черешка, что приводит к изгибающему движению внутри листьев в желаемое положение. [5]

Движение листа также контролируется биологически активными веществами, известными как факторы раскрытия или закрытия листа. Некоторые факторы открывания и закрывания листьев были охарактеризованы биохимически. [6] Эти факторы различаются между растениями. Закрытие и раскрытие листа опосредуется относительной концентрацией факторов раскрытия и закрывания листа в растении. [7] Фактор открытия или закрытия листа представляет собой гликозид, который инактивируется гидролизом гликозидной связи через бета-глюкозидазу. У Lespedeza cuneata фактор раскрытия листьев, леспедезат калия, гидролизуется до 4-гидроксифенилпировиноградной кислоты. [8] В Phyllanthus urinaria фактор закрытия листьев филлантуринолактон гидролизуется до своего агликона в течение дня.[9] Активность бета-глюкозидазы регулируется циркадными ритмами.

Исследования флуоресценции показали, что сайты связывания факторов открытия и закрытия листа расположены на поверхности моторной клетки. Сокращение и расширение моторной клетки в ответ на этот химический сигнал позволяет открывать и закрывать лист. Связывание факторов открывания и закрывания листьев специфично для родственных растений. Фактор движения листьев Chamaecrista mimosoides (ранее Cassia mimosoides ) не связывается с моторными клетками Albizia julibrissin . [10] Фактор движения листьев Albizia julibrissin аналогичным образом не связывался с моторной клеткой Chamaecrista mimosoides , но связывался с Albizia saman и Albizia lebbeck.. [11]

Цель и преимущества никтинастического движения еще предстоит определить. Минорски предположил, что никтинастическое поведение является адаптивным, поскольку растение способно уменьшать площадь своей поверхности в ночное время, что может привести к лучшему сохранению температуры, а также снижает травоядность в ночное время. [12] Минорский специально предлагает тритрофную гипотезу, в которой он рассматривает травоядных хищников в дополнение к растениям и самим травоядным животным. Перемещая листья вверх или вниз, травоядные животные становятся более заметными для ночных хищников как в пространственном, так и в обонятельном смысле, увеличивая их хищничество и, следовательно, уменьшая повреждение листьев растений. [1]Исследования с использованием мутантных растений с геном потери функции, который приводит к росту черешков вместо pulvini, показали, что эти растения имеют меньшую биомассу и меньшую площадь листьев, чем у дикого типа. Это указывает на то, что никтинастическое движение может быть полезным для роста растений. [13]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Минорский, Петр В. (июль 2018). «Функции внекорневой никтинастии: обзор и гипотезы» . Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 94 : 216–229. DOI : 10.1111 / brv.12444 . PMID  29998471 .
  2. ↑ Оцука, Куниаки. Хрономия и непрерывный амбулаторный мониторинг артериального давления: сосудистая хрономика: от 7-дневного / 24-часового до пожизненного мониторинга . Springer. стр. ix. ISBN 978-4431546306.
  3. ^ Satter, RL; Applewhite, PB; Galston, AW (1 октября 1972 г.). "Фитохром-контролируемая Nyctinasty в Albizzia julibrissin: V. Доказательства против участия ацетилхолина" . Физиология растений . 50 (4): 523–525. DOI : 10.1104 / pp.50.4.523 . PMC 366182 . PMID 16658209 .  
  4. Перейти ↑ Kawaguchi M (2003). «БЕСПЛАТНЫЙ, ген, ответственный за никтинастические движения у бобовых». J. Plant Res . 116 (2): 151–154. DOI : 10.1007 / s10265-003-0079-5 . PMID 12736786 . S2CID 21112729 .  
  5. ^ Wetherell, DF (1990). «Движение листьев у растений без пульвинов». Мотор Пульвинуса : 72–78.
  6. Перейти ↑ Ueda M, Nakamura Y (2007). «Химические основы движения листьев растений» . Physiol растительной клетки . 48 (7): 900–907. DOI : 10.1093 / PCP / pcm060 . PMID 17566057 . 
  7. ^ Ohnuki, Takashi; Уэда, Минору; Ямамура, Сёске (октябрь 1998 г.). «Молекулярный механизм контроля никтинастического движения листьев у Lespedeza cuneata G. Don». Тетраэдр . 54 (40): 12173–12184. DOI : 10.1016 / S0040-4020 (98) 00747-9 .
  8. ↑ Уэда, Минору; Ямамура, Сёске (17 апреля 2000 г.). «Химия и биология движения листьев растений». Angewandte Chemie International Edition . 39 (8): 1400–1414. DOI : 10.1002 / (SICI) 1521-3773 (20000417) 39: 8 <1400 :: AID-ANIE1400> 3.0.CO; 2-Z . PMID 10777626 . 
  9. ↑ Уэда, Минору; Асано, Михо; Савай, Ёсиюки; Ямамура, Сёсуке (апрель 1999 г.). «Факторы движения листьев nyctinastic растения, Phyllanthus urinaria L .; универсальный механизм регуляции движения листьев nyctinastic». Тетраэдр . 55 (18): 5781–5792. DOI : 10.1016 / S0040-4020 (99) 00236-7 .
  10. ^ Сугимото, Таканори; Вада, Йоко; Ямамура, Сёске; Уэда, Минору (декабрь 2001 г.). «Флуоресцентное исследование никтинастии Cassia mimosoides L. с использованием новых меченных флуоресценцией зондов». Тетраэдр . 57 (49): 9817–9825. DOI : 10.1016 / S0040-4020 (01) 00999-1 .
  11. ^ Латтанцио, Винченцо; Эскрибано-Байлон, Мария Тереза; Сантос-Буэльга, Селестино (2010). Последние достижения в исследованиях полифенолов . Оксфорд: Уайли-Блэквелл. ISBN 978-1405193993.
  12. ^ Минорский, Петр В. (2018-07-11). «Функции внекорневой никтинастии: обзор и гипотезы» . Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 94 : 216–229. DOI : 10.1111 / brv.12444 . ISSN 1469-185X . PMID 29998471 .  
  13. ^ Чжоу, Чуанэн; Хан, Лу; Фу, Чуньсян; Чай, Маофэн; Чжан, Вэньчжэн; Ли, Гуйфэнь; Тан, Юхун; Ван, Цзэн-Ю (октябрь 2012 г.). «Идентификация и характеристика петиолулеподобных мутантов pulvinus с подавленным движением листьев nyctinastic в модельном бобовом Medicago truncatula» . Новый фитолог . 196 (1): 92–100. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.2012.04268.x . PMC 3504090 . PMID 22891817 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с Никтинастией, на Викискладе?