SOVANDE: HOS DJUR OCH VÄXTER (MED EXEMPEL) - BIOLOGI - 2025

Uttrycket vilande avser en serie fysiologiska processer som i allmänhet slutar i arrestering av ämnesomsättning, tillväxt och utveckling under olika tidsperioder. Detta fenomen presenteras av många arter av bakterier, svampar, protister, växter och djur, både ryggradsdjur och ryggradslösa djur, även om det för vissa grupper aldrig har rapporterats.

Dormancy är en anpassnings- och överlevnadsmekanism som normalt inträffar som svar på extrema miljöförhållanden, som till exempel säsongsförändringar där individer kan möta extrema temperaturer, uttorkning, översvämningar, brist på näringsämnen, bland andra.

Marmot (källa pixabay.com)

Alla organismer, både sätta och de med förmågan att röra sig fritt, möter någon gång i sin livshistoria ett begränsande tillstånd för deras reproduktion, tillväxt eller överlevnad. Vissa svarar med befolkningsfenomen som migrationer, medan andra går in i vilande tillstånd.

De faktorer som utlöser inledningen av denna process, både externa och interna, varierar från en art till en annan, och det kan till och med vara viktiga skillnader mellan individer av samma art som finns i geografiskt olika områden.

Här är några egenskaper och exempel mellan processen för djur och växter.

Hos djur

Sovande hos ryggradslösa djur

I denna grupp av djur varierar typerna av dvala från ett litet ägg till den modifierade formen av en vuxen. Det klassificeras som stillhet och diapause, beroende på faktorer som är involverade i dess initiering och underhåll.

Tystnad hänvisar till alla former som orsakas av ogynnsamma miljöförhållanden. Formerna av stillhet är viloläge, estivation, anhydrobios (liv utan vatten) och cryptobios (dolda eller dolda liv).

Diapausen, mer än av yttre förhållanden, upprätthålls av interna fysiologiska svar, inneboende för varje art och individ.

Många arter av porifers, cnidarians, flatworms, rotifers, nematoder, tardigrades, leddjur, blötdjur, ringblommor, hemicordates och chordates uppvisar antingen lugnande eller diapause former.

Vissa svampar producerar resistensmassor som hjälper dem att återupprätta hela populationer när gynnsamma förhållanden har återställts. Vissa arter av cnidarianer producerar basalgulor eller "vilande" sexägg som kan pågå i veckor till månader.

Insekter kan komma in i diapaus i något av deras stadier (ägg, larver, valpar eller vuxna), beroende på art och livsmiljö de upptar. Myriapods kan spolas in i små växthus på marken och motstå översvämningar som vuxna organismer.

Bland blötdjur har det också observerats att toskallar och prosobranchs går i vila genom att täta sina ventiler eller öppna sina skal. Samlingar kan pågå i flera månader begravda på detta sätt i sedimentet.

Det är viktigt att nämna att dvalen är mycket vanligare i arter av markbundna, halvjordiska eller sötvattensräddjurar än i marina arter, kanske på grund av den relativa stabiliteten i dessa miljöer med avseende på markbundna.

Sovande hos ryggradsdjur

I ryggradsdjur är de mest kända fallen av vilande sömnfall i däggdjur som ursids och gnagare och hos fåglar.

Emellertid har mycket forskning nyligen fokuserat på dvalen hos tumörcellpopulationer hos cancerpatienter, som är nära besläktat med utvecklingen av metastaser.

Som hos andra djur och växter förekommer dvaler som en anpassningsmekanism för att hantera perioder med hög energibehov men liten energitillgänglighet i miljön.

Det har att göra med fysiologiska, morfologiska och beteendemässiga förändringar som gör att djuret kan uppnå överlevnad under ogynnsamma förhållanden.

Hibernation

Början av en viloläge kännetecknas av långa "förskjutningar" av torpor under vilka metabolismhastigheter gradvis sjunker och där kroppstemperaturen bara förblir några grader över rumstemperatur.

Dessa "slövar" är isär med ögonblick av intensiv metabolisk aktivitet, som lyckas öka kroppstemperaturen innan de återgår till slöhet. Under denna period reduceras alla kroppsfunktioner: hjärtfrekvens, andning, njurfunktion etc.

Säsongsförändringar förbereder djuret på viloläge. Beredningen på fysiologisk nivå uppnås antagligen genom att förändra stabilitetsnivåerna för många proteiner som tjänar specifika funktioner för att öka eller minska mängden av vissa mRNA och deras motsvarande proteiner.

Torporens inträde och utgång är snarare relaterad till reversibla och snabba metaboliska omkopplare, som fungerar mer omedelbart än förändringar i kontrollen av genuttryck, transkription, translation eller stabilitet för produkter.

I växter

De mest kända fallen av vilande hos växter motsvarar dvalen hos frön, knölar och knoppar, som är karakteristiska för växter som är utsatta för säsongsvaror.

Till skillnad från dvalighet hos djur går växter in i dvala baserat på temperatur, längd på fotoperiod, ljuskvalitet, temperatur under ljusa och mörka perioder, näringsförhållanden och vattentillgänglighet. Det anses vara en "ärftlig" egenskap eftersom den också är genetiskt bestämd.

Sovande i knopparna

Detta fenomen förekommer i många träd och inkluderar årlig förlust och förnyelse av löv. Träd utan löv under vintern sägs vara vilande eller vilande.

De terminala knopparna, skyddade av katafilerna, är de som därefter ger upphov till de nya bladen och de löviga primordierna.

Trädknoppar på vintern (Källa: pixabay.com)

Dessa knoppar bildas ungefär två månader innan aktiv tillväxt upphör och bladen går förlorade. Till skillnad från djur, i växter fortsätter fotosyntetiska, andnings-, transpirations- och andra fysiologiska aktiviteter under hela året, det enda som verkligen stoppar är tillväxt.

Ljusvåglängderna (rött och långt rött) verkar spela en mycket viktig roll i etablering och nedbrytning av vilande i knopparna, liksom ackumuleringen av hormonet abscisic acid (ABA).

Sovande i frön

Fröskov är mycket vanligt i vilda växter, eftersom det ger dem förmågan att överleva naturkatastrofer, minska konkurrensen mellan individer av samma art eller förhindra spiring vid fel säsong.

I frön styrs denna process av reglering av genetiskt uttryck, enzymatisk aktivitet och ansamling av tillväxtregulatorer, med en grundläggande roll som ABA. Detta hormon samlas i frön och tros syntetiseras av endospermen och embryot, snarare än av växten som ger upphov till fröet.

Under vila är fröna resistenta mot långa perioder med uttorkning. LATE-EMBRYOGENESIS ABUNDANT (LEA) -proteiner har visat sig fungera som skyddare av andra nödvändiga proteiner under perioder med uttorkning.

Dorly frön av kummin, Cuminum cyminum (Källa: pixabay.com/)

I knölarna finns också sovsal. Meristema för dessa strukturer är arresterade i G1-fasen i cellcykeln före DNA-syntes. Frigörandet av detta arrest är beroende av många cyklinberoende kinaser och deras nedströmsmål.

ABA och eten krävs för att börja dvalen i knölar, men endast AVA är nödvändig för att bibehålla dvalen. I detta tillstånd uppvisar knölarna låga nivåer av auxin och cytokinin, som tros delta i dess nedbrytning och efterföljande grodd.

referenser

1. Alsabti, EAK (1979). Dormancy tumör. J. Cancer Res. Clin. Oncol. , 95, 209–220.
2. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentals of Plant Physiology (2: a upplagan). Madrid: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
3. Cáceres, C. (1997). Sovande hos ryggradslösa djur. Invertebrate Biology, 116 (4), 371–383.
4. Carey, H., Andrews, M., & Martin, S. (2003). Däggdjursövning: cellulära och molekylära svar på deprimerad metabolism och låg temperatur. Physiologiska recensioner, 83 (4), 1153-1181.
5. Finkelstein, R., Reeves, W., Ariizumi, T., & Steber, C. (2008). Molekylära aspekter av utsäde dormancy. Årlig översyn av växtbiologi, 59 (1), 387–415.
6. Koornneef, M., Bentsink, L., & Hilhorst, H. (2002). Frösvimling och grodd. Aktuellt yttrande i växtbiologi, 5, 33–36.
7. Perry, TO (1971). Sovande av träd på vintern. Science, 171 (3966), 29-36. https://doi.org/10.1126/science.171.3966.29
8. Romero, I., Garrido, F., & Garcia-Lora, AM (2014). Metastaser i immunmedierad dvala: En ny möjlighet att rikta cancer. Cancer Research, 74 (23), 6750–6757. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-14-2406
9. Suttle, J. (2004). Fysiologisk reglering av potatisknölar. Amer. J. of Potato Res, 81, 253-262.
10. Vegis, A. (1964). Sovande i högre växter. Annu. Rev. Plant. Physiol. , 15, 185–224.