privilege , nastismos atau Nasti adalah bentuk gerakan tanaman yang dihasilkan dari persepsi stimulus eksternal dengan cara, tetapi di mana arah gerakan yang dihasilkan adalah independen dari stimulus yang dirasakan. Mereka terjadi di hampir semua organ tanaman: daun, batang dan cabang, bunga, sulur, dan akar.
Di antara mekanisme yang dimiliki tumbuhan untuk beradaptasi dengan lingkungan yang mengelilinginya adalah beberapa bentuk gerakan yang, reversibel atau ireversibel, dihasilkan dari persepsi cahaya, termal, kimia, air, taktil, rangsangan gravitasi, produk cedera yang disebabkan oleh herbivora .saat menyusui, antara lain.
Tumbuhan karnivora Drosera rotundifolia (Sumber: pixabay.com/)
Gerak pada tumbuhan secara tradisional diklasifikasikan menjadi dua jenis: tropisme dan nastias. Tropisme, tidak seperti nastias, secara fungsional didefinisikan sebagai gerakan atau respons pertumbuhan organ tumbuhan terhadap rangsangan fisik dan secara langsung berhubungan dengan arah persepsinya.
Baik nastias maupun tropisme dapat merupakan hasil gerakan karena pertumbuhan atau perubahan turgor sel-sel organ yang bergerak, sehingga beberapa gerakan dapat dianggap reversibel dan yang lainnya ireversibel, tergantung pada kasusnya.
Charles Darwin dalam karyanya tahun 1881 – power of movement in plant – menggambarkan gerakan tumbuhan yang dihasilkan dari perubahan lingkungan, terutama yang berkaitan dengan respons tropis. Namun, mekanisme yang mendasari gerakan ini telah dijelaskan oleh berbagai penulis sejak saat itu hingga saat ini.
Indeks artikel
Jenis
Tumbuhan dapat menerima berbagai macam rangsangan yang dapat memicu berbagai macam tanggapan. Klasifikasi gerakan nastik yang berbeda telah dilakukan terutama atas dasar sifat rangsangan, namun deskripsi ilmiah dari mekanisme respon menyajikan banyak ambiguitas.
Di antara jenis nastia yang paling terkenal adalah:
- Nictinastia : ketika daun beberapa spesies tanaman legum mengembang penuh pada siang hari dan melipat atau menutup pada malam hari.
- Thigmonastia / Seismonastia : gerakan yang dihasilkan dari rangsangan dengan kontak fisik langsung pada organ tertentu dari beberapa spesies.
- Thermonastia : gerakan reversibel tergantung pada fluktuasi termal.
- Photonastia : itu dianggap sebagai jenis khusus dari fototropisme; daun beberapa spesies dalam kondisi intensitas cahaya tinggi dapat diatur sejajar dengan datangnya cahaya.
- Epinastia dan hyponastia : ini adalah gerakan daun yang dimiliki beberapa spesies dalam menghadapi kondisi kelembaban ekstrim di akar atau konsentrasi garam yang tinggi di tanah. Epinasty berkaitan dengan pertumbuhan berlebihan daerah adaksial sedangkan hiponastia mengacu pada pertumbuhan daerah abaksial helaian daun.
- Hidronastia : gerakan organ tumbuhan tertentu yang bergantung pada rangsangan hidrik.
- Chemionastia : respon gerakan yang berhubungan dengan gradien konsentrasi beberapa zat kimia. Beberapa penulis lebih mengacu pada gerakan internal dan jalur pensinyalan.
- Gravinastia / Geonastia : gerakan temporal reversibel dari beberapa tanaman dalam menanggapi rangsangan gravitasi.
Fitur dan contoh
Banyak gerakan nastik bergantung pada keberadaan organ tertentu: pulvínulo. Pulvinula adalah organ motorik khusus yang terletak di dasar tangkai daun pada daun sederhana, dan tangkai daun dan anak daun pada daun majemuk.
Secara anatomis, mereka terdiri dari silinder pusat, dikelilingi oleh lapisan kolenkim, dan zona korteks motorik yang memiliki sel parenkim yang rentan terhadap perubahan ukuran dan bentuk.
Sel-sel korteks pulvinular yang berubah ukuran dan bentuknya dikenal sebagai sel motorik, di antaranya adalah sel motorik ekstensor dan fleksor. Biasanya pergerakan tersebut tergantung pada perubahan turgor akibat masuk dan/atau keluarnya air dari protoplas.
Di bawah ini adalah deskripsi singkat tentang nastias yang kasusnya dapat dianggap sebagai contoh klasik.
Nictinastias atau “gerakan tidur” tanaman
Mereka awalnya ditemukan di Mimosa pudica dan sangat umum di kacang-kacangan. Mereka ada hubungannya dengan gerakan “ritmik” daun, yang menutup pada malam hari dan mengembang penuh pada siang hari. Yang paling banyak dipelajari adalah Albizzia julibrissim , A. lophantha , Samanea saman , Robinia pseudoacacia dan Phaseolus coccineus .
Fenomena ini dikenal baik pada tumbuhan dan diperkirakan memiliki alasan adaptif: perluasan helaian daun pada siang hari memungkinkan energi cahaya maksimum ditangkap selama paparan sinar matahari , sedangkan penutupan pada malam hari berusaha untuk menghindari kehilangan kalori yang penting.
Saat daun melebar, pulvinula berada dalam posisi horizontal (diurnal) dan ketika ditutup berbentuk “U” (nokturnal), atau yang berhubungan dengan peningkatan turgor sel ekstensor saat membuka, dan peningkatan turgor pada sel fleksor selama penutupan.
Deskripsi grafis dari gerakan nictinastic (Charles Darwin, LL.D., FRS dibantu oleh Francis Darwin [Domain publik], melalui Wikimedia Commons)
Perubahan turgor tersebut terjadi karena pergerakan air yang bergantung pada pergerakan ion intraseluler seperti K+ dan Cl-, malat dan anion lainnya.
K + memasuki sel motorik melalui peningkatan muatan negatif pada permukaan bagian dalam membran sitoplasma, yang dicapai melalui aksi ATPase yang bertanggung jawab untuk mengeluarkan proton dari sitoplasma.
Hilangnya turgor terjadi karena inaktivasi pompa proton, yang mendepolarisasi membran dan mengaktifkan saluran kalium, mendorong keluarnya ion ini menuju apoplas.
Gerakan-gerakan ini bergantung pada aksi fotoreseptor yang terdiri dari fitokrom, karena eksperimen telah menunjukkan bahwa radiasi yang berkepanjangan merangsang pembukaan daun.
Gerakan niktinastik memiliki “ritmisitas” tertentu, karena tanaman yang mengalami kegelapan permanen menghadirkan gerakan ini setiap 24 jam, jadi semacam “jam biologis” harus berpartisipasi dalam pengaturan perubahan turgor pada sel-sel motorik pulvinula.
Gerakan tigmonasti atau sentuhan
Salah satu tanggapan tigmonastik paling populer dalam literatur adalah yang disajikan oleh tanaman karnivora Dionaea muscipula atau ” penangkap lalat Venus ” , di mana serangga terperangkap di daun berengsel bilobed nya.
Ketika seekor serangga memanjat ke arah permukaan ventral daun dan menemukan tiga rambut halus yang memicu respon motorik, sinyal listrik antar sel dihasilkan dan pemanjangan diferensial sel dari setiap lobus daun dimulai, menghasilkan penutupan “Cheat” di kurang dari satu detik.
Dinoaea muscipula, penangkap lalat Venus (Venus flytrap) (Sumber: pixabay.com/)
Karnivora memberi D. muscipula cukup nitrogen untuk bertahan hidup, sehingga tanaman ini dapat menetap tanpa masalah di tanah yang miskin mineral ini. Penting untuk dicatat bahwa gerakan ini sangat spesifik, yang berarti bahwa rangsangan seperti tetesan hujan atau angin kencang tidak memicu penutupan lobus.
Tumbuhan karnivora lainnya, Drosera rotundifolia, memiliki ratusan tentakel berlendir di permukaan daunnya yang dimodifikasi, menarik perhatian ratusan mangsa potensial, yang terperangkap dalam lendir “tentakel”.
Tentakel sensorik mendeteksi keberadaan mangsa dan tentakel yang berdekatan menekuk ke arah yang telah dirangsang, membentuk perangkap berbentuk cangkir yang menjebak serangga di dalamnya.
Pertumbuhan diferensial diperkirakan terjadi yang dikendalikan oleh perubahan kadar auksin karena penambahan auksin eksogen memicu penutupan daun, dan dengan menambahkan penghambat transpor hormon yang sama, pergerakan terhambat.
Mimosa pudica juga merupakan protagonis dari gerakan tigmonastik yang paling baik dijelaskan. Sentuhan salah satu daunnya mendorong penutupan segera daun majemuknya.
Diperkirakan bahwa respons terhadap rangsangan taktil ini dapat berfungsi untuk menakut-nakuti kemungkinan pemangsa atau sebagai mekanisme pertahanan yang memungkinkan terbukanya duri pertahanan mereka.
Lipatan daun tergantung pada perubahan turgor. Pulvinula dalam hal ini kehilangan turgor, khususnya sel-sel fleksor meregang sebagai respon terhadap hilangnya volume sel-sel ekstensor.
Mimosa pudica atau “tanaman sensitif” (Sumber: pixabay.com/)
Perubahan volume terjadi karena pelepasan sukrosa di floem , yang memaksa transpor osmotik air dan transpor pasif ion kalium dan klor.
Dalam gerakan ini, gradien elektrokimia juga dihasilkan berkat partisipasi pompa proton dalam membran (ATPase). Faktor pertumbuhan, sitoskeleton dan filamen aktin, antara lain, terlibat.
Termonasti
Ini telah dirinci dalam bunga Crocus dan tulip. Ini terjadi karena pertumbuhan diferensial di sisi berlawanan dari kelopak yang bereaksi terhadap stimulus termal dan bukan karena perubahan turgor. Perbedaan respon terjadi karena kedua sisi organ memiliki pertumbuhan optimum pada suhu yang sangat berbeda.
Bunga Crocus (Sumber: pixabay.com/)
Selama pergerakan ini, tidak ada perubahan signifikan yang terjadi pada nilai osmotik, pH, atau permeabilitas protoplas. Peningkatan signifikan CO2 intraseluler juga telah diamati, yang tampaknya menjadi faktor yang membuat jaringan peka terhadap perubahan suhu.
Tulip tertutup (Sumber: pixabay.com/)
Gerakan ini tidak tergantung pada intensitas cahaya dan sangat bergantung pada peningkatan suhu. Konvensi antara penulis yang berbeda adalah bahwa variasi termal harus antara 0,2 ° C dan 0,5 ° C untuk mengamati pergerakan bunga. Penurunan suhu dengan besaran yang sama menyebabkan penutupannya.
Referensi
- Azcon-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan (Edisi ke-2). Madrid: McGraw-Hill Interamericana dari Spanyol.
- Braam, J. (2005). Menyentuh: respons tanaman terhadap rangsangan mekanis. Ahli Fitologi Baru , 165 , 373–389.
- Brauner, L. (1954). Gerakan Tropisme dan Nastik. annu. Pdt. Tanaman. Fisiol. , 5 , 163-182.
- Brown, AH, Chapman, DK, & Liu, SWW (1974). Perbandingan Epinasti Daun yang Diinduksi oleh Bobot atau Rotasi Clinostat. Biosains , 24 (9), 518–520.
- Dubetz, S. (1969). Fotonastisme yang tidak biasa disebabkan oleh kekeringan di Phaseolus vulgaris. Jurnal Botani Kanada , 47 , 1640–1641.
- Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). “Dinamika Sayuran”: Peran Air dalam Pergerakan Tumbuhan. annu. Pdt. Fluid Mech. , 44 , 453-478.
- Benar, JT (1982). Gerakan tidur daun: Untuk membela interpretasi Darwin. Oekologia , 54 (2), 253–259.
- Esmon, CA, Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). Tropisme tumbuhan: memberikan kekuatan gerakan ke organisme sessile. Int. J. Dev. Biol. , 49 , 665-674.
- Firn, RD, & Myers, AB (1989). Gerakan tumbuhan yang disebabkan oleh perbedaan pertumbuhan- kesatuan mekanisme keanekaragaman? Botani Lingkungan dan Eksperimental , 29 , 47–55.
- Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Gerak nastik cepat tanaman dan struktur bioinspired. Antarmuka JR Soc , 12 .
- Hayes, AB, & Lippincott, JA (1976). Pertumbuhan dan Respon Gravitasi pada Perkembangan Hiponasti Helaian Daun. American Journal of Botany , 63 (4), 383–387.
- Koukkari, WL, & Hillman, WS (1968). Pulvini sebagai Fotoreseptor dalam Efek Fitokrom pada Nyctinasty di Albizzia julibrissin. Fisiologi Tumbuhan , 43 (5), 698–704.
- Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., & Romero-Puertas, MC (2016). Epinasty daun dan auksin: Tinjauan biokimia dan molekuler. Ilmu Tumbuhan . Elsevier Irlandia Ltd.
- Schildknecht, H. (1983). Turgorin, Hormon Ritme Harian Endogen Tumbuhan Terorganisir Tinggi — Deteksi, Isolasi, Struktur, Sintesis, dan Aktivitas. Angewandte Chemie International Edition dalam bahasa Inggris , 22 (9), 695–710.
- Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). Pendekatan molekuler untuk gerakan nyctinastic tanaman dikendalikan oleh jam biologis. Jurnal Internasional Ilmu Molekuler , 2 (4), 156-164.
- Kayu, WML (1953). Termonasti dalam Bunga Tulip dan Crocus. Jurnal Botani Eksperimental , 4 (10), 65–77.
