NASTIAS: JENIS, CIRI DAN CONTOH - BIOLOGI - 2025

Gerakan nasties , nastismos atau nastic adalah suatu bentuk gerakan tumbuhan yang dihasilkan dari persepsi stimulus eksternal dengan suatu cara, tetapi di mana arah gerakan yang dihasilkan tidak tergantung pada stimulus yang dirasakan. Mereka terjadi di hampir semua organ tumbuhan: daun, batang dan cabang, bunga, sulur, dan akar.

Di antara mekanisme yang tanaman harus beradaptasi dengan lingkungan sekitarnya adalah beberapa bentuk gerakan yang, secara reversibel atau tidak dapat diubah, hasil dari persepsi cahaya, termal, kimiawi, air, sentuhan, rangsangan gravitasi, produk dari luka yang disebabkan oleh herbivora. saat menyusui, antara lain.

Tumbuhan karnivora Drosera rotundifolia (Sumber: pixabay.com/)

Gerakan 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 berkaitan dengan arah persepsi mereka.

Baik nastias maupun tropisme dapat merupakan hasil dari pergerakan karena pertumbuhan atau perubahan turgor pada sel-sel organ yang bergerak, sehingga beberapa gerakan dapat dianggap reversibel dan beberapa tidak dapat diubah, seperti kasusnya.

Charles Darwin dalam karyanya tahun 1881 - The power of movement pada tumbuhan - menggambarkan pergerakan tumbuhan sebagai akibat dari perubahan lingkungan, terutama yang berkaitan dengan respon tropis. Namun, mekanisme yang mendasari gerakan ini telah dijelaskan oleh berbagai penulis sejak saat itu hingga saat ini.

Jenis

Tanaman dapat menerima berbagai macam rangsangan yang dapat memicu berbagai macam respons. Klasifikasi gerakan nastic yang berbeda telah dilakukan terutama atas dasar sifat rangsangan, namun, deskripsi ilmiah dari mekanisme respons menghadirkan banyak ambiguitas.

Di antara jenis nastias yang paling terkenal adalah:

• Nictinastia : ketika daun beberapa spesies tumbuhan polongan mengembang sepenuhnya pada siang hari dan melipat atau menutup pada malam hari.
• Thigmonastia / Seismonastia : gerakan yang dihasilkan dari rangsangan melalui kontak fisik langsung pada organ tertentu dari beberapa spesies.
• Thermonastia : gerakan reversibel yang bergantung pada fluktuasi termal.
• Fotonastia : ini dianggap sebagai jenis fototropisme khusus; Daun beberapa spesies dalam kondisi intensitas cahaya tinggi dapat diatur sejajar dengan kejadian cahaya.
• Epinastia dan hiponastia : mereka adalah gerakan daun yang dimiliki beberapa spesies dalam menghadapi kondisi kelembaban ekstrim di akar atau konsentrasi garam yang tinggi di dalam tanah. Epinasti berkaitan dengan pertumbuhan berlebihan pada daerah adaxial, sedangkan hiponastia mengacu pada pertumbuhan daerah abaksial pada helai daun.
• Hidronastia : pergerakan organ tumbuhan tertentu yang bergantung pada rangsangan hidrik.
• Chemionastia : respon gerakan yang berhubungan dengan gradien konsentrasi beberapa zat kimia. Beberapa penulis lebih merujuk pada gerakan internal dan jalur pensinyalan.
• Gravinastia / Geonastia : gerakan temporal reversibel beberapa tumbuhan sebagai respons terhadap rangsangan gravitasi.

Fitur dan contoh

Banyak gerakan nastik bergantung pada keberadaan organ tertentu: pulvínulo. Pulvinules adalah organ motorik khusus yang terletak di pangkal tangkai daun sederhana, dan tangkai daun serta selebaran pada daun majemuk.

Secara anatomis, mereka terdiri dari silinder pusat, dikelilingi oleh lapisan kolenkim, dan zona kortikal motorik yang memiliki sel parenkim yang rentan terhadap perubahan ukuran dan bentuk.

Sel-sel korteks pulvinular yang mengalami perubahan ukuran dan bentuk dikenal sebagai sel motorik, di antaranya adalah sel motorik ekstensor dan fleksor. Biasanya pergerakan turgor tersebut bergantung pada perubahan 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" tumbuhan

Mereka awalnya ditemukan di Mimosa pudica dan sangat umum pada kacang-kacangan. Mereka berkaitan dengan gerakan "ritmis" daun, yang menutup pada malam hari dan mengembang sepenuhnya pada siang hari. Yang paling banyak dipelajari adalah dari Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia dan Phaseolus coccineus.

Fenomena ini terkenal pada tumbuhan dan dianggap memiliki alasan adaptif: perluasan bilah daun pada siang hari memungkinkan energi cahaya maksimum ditangkap selama paparan sinar matahari, sedangkan penutupan pada malam hari berupaya untuk menghindari kehilangan kalori penting.

Ketika daun dibentangkan, pulvinules berada dalam posisi horizontal (diurnal) dan ketika ditutup memiliki bentuk "U" (nokturnal), atau yang berhubungan dengan peningkatan turgor pada sel ekstensor selama pembukaan, dan peningkatan turgor dalam sel fleksor selama penutupan.

Gambaran grafis gerakan nictinastic (Charles Darwin, LL.D., FRS dibantu oleh Francis Darwin, via Wikimedia Commons)

Perubahan turgor seperti ini 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 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.

Pergerakan ini bergantung pada aksi fotoreseptor yang terdiri dari fitokrom, karena eksperimen telah menunjukkan bahwa radiasi yang berkepanjangan merangsang pembukaan daun.

Gerakan niktinastik memiliki “ritme” tertentu, karena tanaman yang mengalami kegelapan permanen menampilkan gerakan ini setiap 24 jam, sehingga semacam “jam biologis” harus berpartisipasi dalam pengaturan perubahan turgor pada sel motorik pulvinule.

Thigmonasties atau gerakan sentuhan

Salah satu tanggapan tigmonastik paling populer dalam literatur adalah yang disajikan oleh tumbuhan karnivora Dionaea muscipula atau "penangkap lalat Venus", di mana serangga terperangkap dalam daun berengsel berengsel.

Ketika seekor serangga memanjat ke permukaan ventral daun dan bertemu dengan tiga rambut halus yang memicu respon motorik, sinyal listrik antar sel dihasilkan dan memulai pemanjangan diferensial dari sel-sel di setiap lobus daun, mengakibatkan penutupan sel-sel tersebut. "Cheat" dalam waktu kurang dari satu detik.

Dinoaea muscipula, penangkap lalat Venus (penangkap lalat Venus) (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 daun yang dimodifikasi, menarik perhatian ratusan calon mangsa, yang terperangkap di lendir "tentakel".

Tentakel sensorik mendeteksi keberadaan mangsa dan tentakel yang berdekatan membungkuk ke arah yang telah dirangsang, membentuk jebakan berbentuk cangkir yang menjebak serangga di dalamnya.

Pertumbuhan diferensial diperkirakan terjadi yang dikendalikan oleh perubahan tingkat auksin karena penambahan auksin eksogen memicu penutupan daun, dan dengan menambahkan penghambat pengangkutan hormon yang sama, pergerakan terhambat.

Mimosa pudica juga merupakan protagonis dari gerakan tigmonastik yang paling baik dijelaskan. Sentuhan pada salah satu selebarannya mendorong penutupan langsung daun majemuknya.

Diperkirakan bahwa respons terhadap rangsangan taktil ini dapat berfungsi untuk menakut-nakuti kemungkinan pemangsa atau sebagai mekanisme pertahanan yang memungkinkan munculnya duri pertahanan mereka.

Pelipatan daun tergantung pada perubahan turgor. Pulvinules dalam hal ini kehilangan turgor, khususnya, sel fleksor meregang sebagai respons terhadap hilangnya volume sel ekstensor.

Mimosa pudica atau "tumbuhan sensitif" (Sumber: pixabay.com/)

Perubahan volume terjadi karena pelepasan sukrosa di floem, yang memaksa transpor osmotik air dan transpor pasif ion kalium dan klorin.

Gradien elektrokimia juga dihasilkan dalam gerakan ini berkat partisipasi pompa proton dalam membran (ATPase). Faktor pertumbuhan, sitoskeleton dan filamen aktin, antara lain, terlibat.

Thermonasties

Telah dirinci dalam bunga dan tulip Crocus. Itu 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 temperatur 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 dalam CO2 intraseluler juga telah diamati, yang tampaknya menjadi faktor yang membuat jaringan peka terhadap perubahan suhu.

Tulip tertutup (Sumber: pixabay.com/)

Gerakan ini tidak bergantung pada intensitas cahaya dan sangat bergantung pada peningkatan suhu. Kesepakatan 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

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Fundamentals of Plant Physiology (edisi ke-2nd). Madrid: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
2. Braam, J. (2005). Berhubungan: respons tanaman terhadap rangsangan mekanis. Phytologist Baru, 165, 373–389.
3. Brauner, L. (1954). Tropisme dan pergerakan Nastic. Annu. Rev. Plant. Physiol. , 5, 163-182.
4. Brown, AH, Chapman, DK, & Liu, SWW (1974). Perbandingan Epinasti Daun yang Diinduksi oleh Bobot atau dengan Rotasi Clinostat. Bioscience, 24 (9), 518–520.
5. Dubetz, S. (1969). Fotonastisme yang tidak biasa yang disebabkan oleh kekeringan di Phaseolus vulgaris. Canadian Journal of Botany, 47, 1640–1641.
6. Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). "Dinamika Sayuran": Peran Air dalam Gerakan Tanaman. Annu. Rev. Fluid Mech. , 44, 453-478.
7. Enright, JT (1982). Gerakan tidur daun: Untuk membela interpretasi Darwin. Oecologia, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). Tropisme tumbuhan: memberikan kekuatan pergerakan pada organisme sesil. Int. J. Dev. Berbagai., 49, 665-674.
9. Firn, RD, & Myers, AB (1989). Pergerakan tanaman disebabkan oleh pertumbuhan yang berbeda- kesatuan mekanisme? Botani Lingkungan dan Eksperimental, 29, 47-55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Gerak cepat tumbuhan dan struktur yang terinspirasi dari lingkungan. Antarmuka JR Soc., 12.
11. Hayes, AB, & Lippincott, JA (1976). Pertumbuhan dan Respon Gravitasi dalam Pengembangan Hyponasty Bilah Daun. American Journal of Botany, 63 (4), 383-387.
12. Koukkari, WL, & Hillman, WS (1968). Pulvini sebagai Fotoreseptor dalam Efek Fitokrom pada Nyctinasty di Albizzia julibrissin. Fisiologi Tumbuhan, 43 (5), 698-704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., & Romero-Puertas, MC (2016). Epinasti daun dan auksin: Gambaran biokimia dan molekuler. Ilmu Tanaman. Elsevier Ireland Ltd.
14. Schildknecht, H. (1983). Turgorins, Hormon Ritme Harian Endogen dari Tanaman Terorganisir Tinggi-Deteksi, Isolasi, Struktur, Sintesis, dan Aktivitas. Angewandte Chemie International Edition dalam bahasa Inggris, 22 (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). Pendekatan molekuler untuk pergerakan nistinastik tanaman dikendalikan oleh jam biologis. Jurnal Internasional Ilmu Molekuler, 2 (4), 156–164.
16. Kayu, WML (1953). Thermonasty pada Bunga Tulip dan Crocus. Jurnal Botani Eksperimental, 4 (10), 65-77.