Tigmonastía
En biología, la tigmonastia o sismonastia es la respuesta nástica (no direccional) de una planta o un hongo al tacto o la vibración. Ejemplos notables de tigmonastia incluyen muchas especies de la subfamilia de leguminosas Mimosoideae, plantas carnívoras activas como Dionaea y una amplia gama de mecanismos de polinización.
Aspectos distintivos
La tigmonastia se diferencia del tigmotropismo en que el movimiento nástico es independiente de la dirección del estímulo. Por ejemplo, los zarcillos de una planta trepadora son tigmotrópicos porque se enroscan alrededor de cualquier soporte que tocan, respondiendo en cualquier dirección de la que provenga el estímulo. Sin embargo, el cierre de una trampa para moscas Venus es tigmonástico; sin importar la dirección del estímulo, la trampa simplemente se cierra (y luego posiblemente se abre).
Las escalas de tiempo de las respuestas tigmonásticas tienden a ser más cortas que las de los movimientos tigmotrópicos porque muchos ejemplos de tigmonastía dependen de la turgencia preacumulada o de mecanismos biestables en lugar del crecimiento o la división celular. Algunos ejemplos dramáticos de movimiento rápido de plantas, como la caída repentina de Mimosa pudica o la acción de captura de Dionaea o Utricularia son lo suficientemente rápidos para observarlos sin fotografía de lapso de tiempo; algunos tardan menos de un segundo. Sin embargo, la velocidad no es una distinción clara; por ejemplo, la re-erección de las hojas de Mimosa es nástica, pero generalmente toma entre 15 y 30 minutos, en lugar de un segundo o más. De manera similar, la reapertura de la trampa de Dionaea, aunque también es nástica, generalmente demora días en completarse.
Los fisiólogos botánicos han descubierto moléculas de señalización llamadas turgorinas, que ayudan a mediar la pérdida de turgencia. En las especies con el tiempo de respuesta más rápido, se cree que las vacuolas proporcionan un almacenamiento temporal y de alta velocidad para los iones de calcio.
Ejemplos de plantas que exhiben thigmonasty
En las Asteraceae
En varias especies de cardos se producen otras tigmonastias además del cierre de las hojas. Cuando un insecto se posa sobre una flor, las anteras se encogen y rebotan, cargando al insecto con polen. El efecto es el resultado de cambios en la turgencia de las paredes celulares especializadas y altamente elásticas de las anteras. Una estrategia de polinización similar se da en Rudbeckia hirta.
En las Droseraceae
La Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula) es un ejemplo espectacular de tigmonastía: cuando un insecto se posa sobre una trampa formada por dos lóbulos curvados de una sola hoja, la trampa cambia rápidamente de una configuración abierta a una cerrada. Los investigadores han observado un potencial de acción y cambios en la turgencia de las hojas que acompañan al reflejo; estos desencadenan la rápida elongación de las células individuales. El término común para la elongación es crecimiento ácido, aunque el proceso no implica división celular.
Las droseras (género Drosera) son capaces de mover sus tentáculos glandulares hacia el centro de una hoja en respuesta a una presa que aterriza sobre ella. La velocidad del movimiento varía según la especie.
En las Fabaceae
Mimosa pudica es una planta con hojas compuestas que se inclinan abruptamente cuando se las estimula. Este es un ejemplo clásico de acción tigmonástica y ha sido objeto de una investigación detallada. El contacto o lesión que provoca la deformación de los folíolos desencadenará un potencial de acción. El potencial de acción viaja a través de la planta, iniciando la inclinación de los folíolos a su paso. Sin embargo, no pasa por el pulvino en la base de un pecíolo, por lo que una perturbación local no provocará el colapso de todas las hojas de la planta.
El pulvino es una estructura motora que consiste en una varilla de esclerénquima rodeada de colénquima. Este tipo de pulvinos se encuentra ampliamente distribuido en las Fabaceae. En su posición extendida, las células de todo el collar de colénquima están distendidas con agua. Al recibir la señal del potencial de acción, las células de la mitad inferior del pulvino responden expulsando iones de potasio y cloro y captando iones de calcio. Esto da como resultado un gradiente osmótico que extrae agua de las células afectadas, de modo que se encogen temporalmente. Esto tira de toda la estructura hacia abajo como un abanico plegable.
Muchas otras Fabaceae reaccionan al contacto con el mismo movimiento rápido de cierre de las hojas. La enredadera de guisante cierra sus hojas de forma tigmonástica alrededor de un soporte. La zarza de gato, una mimosa de pradera nativa de América del Norte, cierra sus hojas al contacto. La planta es atractiva para los herbívoros y este comportamiento presumiblemente proporciona protección contra el pastoreo.
En las Loasaceae
Los miembros de la subfamilia Loasoideae muestran un rápido movimiento de los estambres cuando hay polinizadores presentes. Para obtener néctar, el polinizador debe manipular unos componentes florales especializados, conocidos como escamas de néctar. Esta acción hace que los estambres se muevan entre 90 y 120 grados hacia el centro de la flor en 1 o 2 minutos. Cuando no hay polinizadores, el movimiento de los estambres es más lento y depende de la luz y la temperatura ambientales. Las plantas son capaces de extender sus fases estaminadas y carpeladas para asegurar la autopolinización.
En las Oxalidaceae
Las hojas sensibles también se dan en plantas de la familia de las acederas. Entre los ejemplos se incluyen muchas especies de Oxalis, Biophytum sensitivum y Averrhoa carambola (la planta que produce carambolas).
Otras formas
Algunos hongos presentan un cierre de trampa similar al de la venus atrapamoscas. Los micólogos han descubierto potenciales de acción en los hongos, pero actualmente no está claro si tienen alguna importancia para el comportamiento tigmonástico.
Véase también
- Apoplast
- Movimiento rápido de planta
Referencias
- ^ Walter Stiles (1994). Principios de fisiología vegetal. Discovery Publishing House. pp. 520–. ISBN 978-81-7141-247-1.
- ^ Norman M. Wereley; Janet M. Sater, eds. (2012). Plantas y Moción Mecánica: Un enfoque sintético a los materiales y estructuras náuticos. DEStech Publications, Inc. ISBN 978-1-60595-043-3.
- ^ Dov Koller; Elizabeth Van Volkenburgh (15 de enero de 2011). La Planta Inquieto. Harvard University Press. pp. 18–. ISBN 978-0-674-05943-6.
- ^ a b c Hans Mohr; Peter Schopfer (23 de enero de 1995). Fisiología vegetal. Springer Science " Business Media. pp. 527–. ISBN 978-3-540-58016-4.
- ^ Knowlton Foote (marzo de 2002). "Susan de ojos negros (Rudbeckia hirta L.)" (PDF). NYFA Newsletter. 13 1). New York Flora Association: 4. Archivado desde el original (PDF) el 17 de diciembre de 2008.
- ^ Williams, SE (2002). "Fisología Comparativa de las Droseraceae sensu stricto... ¿Cómo se doblan los tentáculos y se cierran las trampas?" (PDF). Proceedings of the 4th International Carnivorous Plant Society Conference. Tokio. págs. 77 a 81.
- ^ Hartmeyer, I.; Hartmeyer, S. (2005). "Drosera glanduligera: Der Sonnentau mit 'Schnapp-Tentakeln '[Drosera glanduligera: El Sundew con 'Snapping Tentacles']. Das Taublatt (en alemán) (2): 34–38.
- ^ Henning, Tilo; Weigend, Maximilian (2013). "Precioso, complicado... ¿y inteligente? Aspectos novedosos del movimiento de estambres thigmonastic en Loasaceae". Firma vegetal " Comportamiento ". 8(6) (e24605): e24605. doi:10.4161/psb.24605. PMC 3909056. PMID 23603953.
- ^ Slayman CL, Long WS, Gradmann D (abril de 1976). ""Políticas de acción" en Neurospora crassa, un hongo micelial". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 426 (4): 732–44. doi:10.1016/0005-2736(76)90138-3. PMID 130926.
Enlaces externos
- Dos vídeos que muestran una severa thigmonasty en plantas de mimosa
- Movimientos de hoja de acción pulmonar
- Plantas en movimiento
- Movimiento Thigmonastico
- Jaffe, M. J.; Leopold, A. C.; Staples, R. C. (2002). "Respuestas en plantas y hongos". American Journal of Botany. 89 (3): 375–82. doi:10.3732/ajb.89.3.375. PMID 21665632.