СПАВАЊЕ: КОД ЖИВОТИЊА И БИЉАКА (СА ПРИМЕРИМА) - БИОЛОГИЈА - 2025

Израз успаваност односи се на низ физиолошких процеса који се углавном завршавају заустављањем метаболизма, растом и развојем током различитих периода времена. Ову појаву представљају бројне врсте бактерија, гљивица, протеиста, биљака и животиња, и краљежњака и бескраљежњака, мада се за неке групе никада није извештавало.

Спавање је механизам прилагођавања и преживљавања који се обично јавља као одговор на екстремне околне услове као што су, на пример, сезонске промене где се појединци могу суочити са екстремним температурама, дехидрацијом, поплавама, недостатком хранљивих састојака, између осталог.

Мармот (Извор пикабаи.цом)

Сви организми, и седећи и они са способношћу да се слободно крећу, суочавају се у неком тренутку своје животне историје са неким ограничавајућим условима за њихово размножавање, раст или опстанак. Неки одговарају на појаве становништва као што су миграције, док други улазе у успавано стање.

Чимбеници који покрећу покретање овог процеса, спољашњи и унутрашњи, разликују се од једне до друге врсте, па чак могу постојати и важне разлике међу јединкама исте врсте које се налазе у географски различитим подручјима.

Ево неких карактеристика и примера између процеса животиња и биљака.

Код животиња

Спавање код бескраљешњака

У овој групи животиња врсте мировања варирају од малог јајета до модификованог облика одрасле особе. Класификује се као мировање и дијапауза, зависно од фактора који су укључени у њено покретање и одржавање.

Мировање се односи на све облике који су индуковани неповољним условима животне средине. Хибернација, естивација, анхидробиоза (живот без воде) и криптобиоза (скривени или скривени живот) су облици мировања.

Дијапауза се, више него спољашњим условима, одржава унутрашњим физиолошким реакцијама, својственим свакој врсти и појединцу.

Многе врсте порифера, цнидаријаца, равних црви, ротиферс, нематоде, тардиграда, чланконожаци, мекушци, аннелидс, хемицордатес и хордати представљају или мирне или диапаузиране облике.

Неке сунђере производе драгуље отпорности који им помажу да поново успоставе пуну популацију након што се поврате повољни услови. Одређене врсте цнидаријаца производе базалне жуманце или „успавана“ полна јаја која могу трајати недељама до месецима.

Инсекти могу ући у дијапаузу у било којем од својих стадијума (јаја, ларве, штенад или одрасли), у зависности од врсте и станишта које заузимају. Мириаподс се могу завити у малим пластеницима на тлу и одупријети се поплави као одрасли организми.

Међу мекушцима је такође примећено да шкољке и просоранићи улазе у стање мировања затварањем вентила или отварањем шкољки. Биволи могу трајати неколико месеци покопани на тај начин у седименту.

Важно је напоменути да је успоравање много чешће код врста копнених, полуземних или слатководних бескраљешњака него код морских врста, можда због релативне стабилности ових средина у односу на копнене.

Спавање код краљежњака

Код кичмењака су најпознатији случајеви хибернације код хибернације код сисара, попут урида и глодара, и код птица.

Међутим, недавно се много истраживања усредсредило на успоравање популације туморских ћелија пацијената оболелих од карцинома, што је уско повезано са развојем метастаза.

Као и код осталих животиња и биљака, код сисара се стање мировања јавља као адаптивни механизам за суочавање са периодима велике потрошње енергије, али мале доступности енергије у окружењу.

То има везе са физиолошким, морфолошким и понашањем које омогућавају животињи да преживи у неповољним условима.

Хибернација

Почетак сезоне хибернације карактеришу дуге „промене“ торпора током којих метаболизам прогресивно опада и где телесна температура остаје само неколико степени изнад собне температуре.

Ове "летаргије" испреплићу се са тренуцима интензивне метаболичке активности, који успевају да повећају телесну температуру пре него што се врате у летаргију. У том периоду смањују се све телесне функције: број откуцаја срца, дисање, рад бубрега итд.

Сезонске промене припремају животињу у стању хибернације. Припрема, на физиолошком нивоу, вероватно је постигнута изменом нивоа многих протеина у сталном стању који служе специфичним функцијама повећања или смањења обиља неких мРНА и одговарајућих протеина.

Улазак и излазак торпора прије је повезан са реверзибилним и брзим метаболичким прекидачима, који дјелују моменталније од промена у контроли експресије гена, транскрипцији, превођењу или стабилности производа.

У биљкама

Најпознатији случајеви дорманци у биљкама одговарају дорманцију семенки, гомоља и пупољака, који су карактеристични за биљке подложне сезоналности.

За разлику од дурманције код животиња, биљке прелазе у стање мировања на основу температуре, дужине фотопериода, квалитета светлости, температуре током светлог и тамног периода, нутритивних услова и доступности воде. Сматра се "наследним" својством, јер је такође генетски одређено.

Спавање у пупољцима

Ова појава се јавља код многих стабала и укључује годишњи губитак и обнављање лишћа. Дрвеће без лишћа током зиме се каже да су успаване или успаване.

Терминални пупољци, заштићени катафилима, су они који накнадно рађају ново лишће и лисне приморде.

Дрвени пупољци зими (Извор: пикабаи.цом)

Ови пупољци формирају се око два месеца пре него што престане активни раст и изгубе се листови. За разлику од животиња, код биљака фотосинтетске, респираторне, транспиријске и друге физиолошке активности настављају се током целе године, једино што заиста зауставља је раст.

Чини се да таласне дужине светлости (црвене и тамно црвене) играју веома важну улогу у успостављању и распаду успаваности у пупољцима, као и у акумулацији хормона апсцисинске киселине (АБА).

Спавање у семенима

Успоравање семена је веома уобичајено у дивљим биљкама, јер им даје могућност да преживе природне катастрофе, смање конкуренцију између појединаца исте врсте или спрече клијање у погрешној сезони.

У семенкама се тај процес контролише регулацијом генетске експресије, ензимском активношћу и акумулацијом регулатора раста, са темељном улогом АБА. Овај хормон се накупља у семенкама и верује се да га синтетишу ендосперм и ембрион, а не биљка која даје семе.

За време мировања семенке су отпорне на дуге периоде исушивања. Откривено је да протеини касне ембриогенезе (ЛЕА) делују као заштитници других потребних протеина током периода десикације.

Сјеменке матичњака кумина, цимет цумина (Извор: пикабаи.цом/)

У гомољима такође постоји стање мировања. Меристеми ових структура су ухапшени у Г1 фази ћелијског циклуса, пре синтезе ДНК. Ослобађање овог хапшења зависи од многих киназа зависних од циклина и њихових циљева низводно.

АБА и етилен потребни су за почетак мировања у гомољима, али само АВА је потребан за одржавање мировања. У овом стању, гомољи имају низак ниво ауксина и цитокинина, за који се сматра да учествују у његовом распаду и накнадном клијању.

Референце

1. Алсабти, ЕАК (1979). Дорманци тумор. Ј. Цанцер Рес. Цлин. Онцол. , 95, 209–220.
2. Азцон-Бието, Ј., и Талон, М. (2008). Основе физиологије биља (друго издање). Мадрид: Шпањолска МцГрав-Хилл.
3. Цацерес, Ц. (1997). Спавање код бескраљешњака. Биологија бескраљежњака, 116 (4), 371–383.
4. Цареи, Х., Андревс, М., и Мартин, С. (2003). Хибернација сисара: ћелијски и молекуларни одговори на депресивну метаболизам и ниску температуру. Пхисиологицал Ревиевс, 83 (4), 1153-1181.
5. Финкелстеин, Р., Реевес, В., Ариизуми, Т., и Стебер, Ц. (2008). Молекуларни аспекти семена посрнулости. Годишњи преглед биљне биологије, 59 (1), 387–415.
6. Коорннееф, М., Бентсинк, Л., & Хилхорст, Х. (2002). Успоравање и клијање семена. Тренутно мишљење о биљној биологији, 5, 33–36.
7. Перри, ТО (1971). Спавање дрвећа зими. Наука, 171 (3966), 29-36. хттпс://дои.орг/10.1126/сциенце.171.3966.29
8. Ромеро, И., Гарридо, Ф. и Гарциа-Лора, АМ (2014). Метастазе у имуно посредованом мировању: нова прилика за циљање рака. Цанцер Ресеарцх, 74 (23), 6750–6757. хттпс://дои.орг/10.1158/0008-5472.ЦАН-14-2406
9. Суттле, Ј. (2004). Физиолошка регулација попуштености гомоља крумпира. Амер. Ј. оф Потато Рес, 81, 253-262.
10. Вегис, А. (1964). Спавање у вишим биљкама. Анну. Рев. Плант. Пхисиол. , 15, 185–224.