- en animals
- Dormancia en invertebrats
- Dormancia en vertebrats
- hibernació
- en plantes
- Dormancia en els rovells
- Dormancia en les llavors
- referències
El terme dormancia fa referència a una sèrie de processos fisiològics que acaben generalment en detenció de metabolisme, creixement i desenvolupament durant períodes variables de temps. Aquest fenomen és presentat per nombroses espècies de bacteris, fongs, protistas, plantes i animals, tant vertebrats com invertebrats, encara que per a alguns grups mai ha estat reportat.
La dormancia és un mecanisme d'adaptació i supervivència que es dóna normalment com a resposta a condicions mediambientals extremes com, per exemple, els canvis estacionals on els individus poden enfrontar-se a temperatures extremes, deshidratació, inundacions, manca de nutrients, entre d'altres.
Marmota (Font pixabay.com)
Tots els organismes, tant els sèssils com els que tenen la capacitat de desplaçar-se lliurement, s'enfronten en algun punt de la seva història de vida alguna condició limitant per a la seva reproducció, el seu creixement o supervivència. Alguns responen amb fenòmens poblacionals com les migracions, mentre que altres entren en estat de latència.
Els factors que disparen la iniciació d'aquest procés, tant externs com interns, varien d'una espècie a una altra, i fins i tot pot haver diferències importants entre individus de la mateixa espècie que s'ubiquen en zones geogràficament diferents.
A continuació, algunes característiques i exemples entre el procés dels animals i les plantes.
en animals
Dormancia en invertebrats
En aquest grup d'animals els tipus de latència varien des d'un petit ou fins a la forma modificada d'un adult. Es classifica com quiescència i diapausa, depenent dels factors involucrats en l'inici i manteniment d'aquesta.
La quiescència es refereix a totes les formes que són induïdes per condicions ambientals adverses. Són formes de quiescència la hibernació, la estivació, la anhidrobiosis (vida sense aigua) i la criptobiosis (vida oculta o amagada).
La diapausa, més que per condicions externes, és mantinguda per respostes fisiològiques internes, inherents a cada espècie i individu.
Moltes espècies de porífers, cnidaris, platihelmints, rotífers, nematodes, tardígrads, artròpodes, mol·luscs, anèl·lids, hemicordats i cordats presenten bé sigui formes quiescents o amb diapausa.
Algunes esponges produeixen gèmmules de resistència que els ajuden a restablir poblacions completes un cop es restauren les condicions favorables. Certes espècies de cnidaris produeixen gemmes basals o ous sexuals "dormantes" que poden durar de setmanes a mesos.
Els insectes poden entrar en diapausa en qualsevol dels seus estadis (ous, larves, pupes o adults), depenent de l'espècie i l'hàbitat que ocupen. Els miriàpodes poden enrotllar dins de petits hivernacles a terra i resistir inundacions com organismes adults.
Entre els mol·luscs també s'ha observat que els bivalves i prosobranquios entren en dormancia a l'segellar les seves valves o l'obertura de les seves conquilles. Els bivalves poden durar diversos mesos enterrats d'aquesta forma en el sediment.
És important esmentar que la dormancia és molt més comú en espècies d'invertebrats terrestres, semi-terrestres o d'aigua dolça que en les espècies marines, potser a causa de l'estabilitat relativa d'aquests ambients respecte als terrestres.
Dormancia en vertebrats
En vertebrats els casos més coneguts de latència són els de la hibernació en mamífers com els úrsidos i els rosegadors, i en aus.
No obstant això, molta investigació s'ha enfocat recentment a la dormancia de poblacions cel·lulars tumorals de pacients amb càncer, que es relaciona estretament amb el desenvolupament de metàstasis.
A l'igual que a la resta dels animals i les plantes, en els mamífers la dormancia es dóna com un mecanisme adaptatiu per suportar períodes d'alta demanda energètica però poca disponibilitat d'energia en l'ambient.
Té a veure amb canvis fisiològics, morfològics i de comportament que li permeten a l'animal aconseguir la supervivència davant condicions desfavorables.
hibernació
El començament d'una temporada d'hibernació es caracteritza per "torns" llargs de letargia durant els quals es van disminuint progressivament les taxes metabòliques i on la temperatura corporal es manté només uns graus per sobre de la temperatura ambient.
Aquests "letargies" s'intercalen amb moments d'intensa activitat metabòlica, que aconsegueixen incrementar la temperatura corporal abans de tornar a entrar en letargia. Durant aquest període totes les funcions corporals es redueixen: el ritme cardíac, la respiració, la funció renal, etc.
Els canvis d'estació preparen a l'animal per a la hibernació. La preparació, a nivell fisiològic, s'aconsegueix probablement alterant els nivells d'estat estacionari de moltes proteïnes que serveixen funcions específiques d'increment o decrement de l'abundància d'alguns mRNA i els seus corresponents proteïnes.
L'entrada i sortida dels letargies es relaciona més aviat amb interruptors metabòlics reversibles i ràpids, que funcionen més instantàniament que els canvis en el control de l'expressió genètica, la transcripció, traducció o estabilitat de productes.
en plantes
Els casos més coneguts de latència en plantes corresponen a la dormancia de les llavors, dels tubercles i dels rovells, que són característiques de les plantes sotmeses a estacionalitat.
A diferència de la dormancia en els animals, les plantes entren en dormancia d'acord amb la temperatura, la durada de l'fotoperíode, la qualitat de la llum, la temperatura durant els períodes de llum i foscor, les condicions nutricionals i la disponibilitat d'aigua. Es considera una propietat "hereditària" ja que també està determinada genèticament.
Dormancia en els rovells
Aquest fenomen es dóna en molts arbres i inclou la pèrdua i renovació anual de les fulles. Es diu que els arbres sense fulles durant l'hivern es troben en repòs o en dormancia.
Les gemmes terminals, protegides pels catáfilos, són les que donen origen posteriorment a les noves fulles i primordis foliars.
Rovells d'arbres a l'hivern (Font: pixabay.com)
Aquestes gemmes es formen més o menys dos mesos abans que cessi el creixement actiu i es perdin les fulles. A diferència dels animals, a les plantes els processos fotosintètics, respiratoris, de transpiració i altres activitats fisiològiques continuen durant tot l'any, l'únic que s'atura veritablement és el creixement.
Les longituds d'ona de la llum (vermella i vermella llunyana) semblen jugar un paper molt important en l'establiment i ruptura de la dormancia en els rovells, així com l'acumulació de l'hormona àcid abscísic (ABA).
Dormancia en les llavors
La dormancia en les llavors és molt comú en les plantes silvestres, ja que els dóna la capacitat de sobreviure catàstrofes naturals, disminuir la competència entre individus de la mateixa espècie o prevenir la germinació a l'estació incorrecta.
En les llavors aquest procés està controlat per la regulació de l'expressió genètica, activitat enzimàtica i acumulació de reguladors de creixement, amb un paper fonamental d'el ABA. Aquesta hormona s'acumula en les llavors i es creu que és sintetitzada per l'endosperma i l'embrió, més que per la planta que dóna origen a la llavor.
Durant la dormancia les llavors són resistents a llargs períodes de dessecació. S'ha determinat que les proteïnes LATE-EMBRYOGENESIS ABUNDANT (LEA) semblen actuar com a protectores d'altres proteïnes necessàries durant els períodes de dessecació.
Llavors «Dormentes» de comí, Cuminum cyminum (Font: pixabay.com/)
En els tubercles també existeix dormancia. Els meristemes d'aquestes estructures estan en arrest a la fase G1 de l'cicle cel·lular, previ a la síntesi de l'ADN. L'alliberament d'aquest arrest depèn de moltes quinases dependents de ciclines i els seus blancs aigües avall.
El ABA i l'etilè són requerits per al començament de la dormancia en els tubercles, però només el AVA és necessari per mantenir l'estat de latència. En aquest estat, els tubercles presenten baixos nivells d'auxina i citoquinina, que es pensa que participen en la ruptura de la mateixa i la seva posterior germinació.
referències
- Alsabti, EAK (1979). Tumor Dormancy. J. Cancer Res. Clin. Oncol., 95, 209-220.
- Azcón-Bieto, J., & Taló, M. (2008). Fonaments de fisiologia vegetal (2a ed.). Madrid: McGraw-Hill Interamericana d'Espanya.
- Càceres, C. (1997). Dormancy in invertebrates. Invertebrate Biology, 116 (4), 371-383.
- Carey, H., Andrews, M., & Martin, S. (2003). Mammalian Hibernation: Cellular and Molecular Responses to Depressed Metabolism and Low Temperature. Physiological Reviews, 83 (4), 1153-1181.
- Finkelstein, R., Reeves, W., Ariizumi, T., & Steber, C. (2008). Molecular Aspects of Seed Dormancy. Annual Review of Plant Biology, 59 (1), 387-415.
- Koornneef, M., Bentsink, L., & Hilhorst, H. (2002). Seed Dormancy and germination. Current Opinion in Plant Biology, 5, 33-36.
- Perry, TO (1971). Dormancy of trees in winter. Science, 171 (3966), 29-36.
- Romero, I., Garrido, F., & Garcia-Lora, AM (2014). Metastases in immune-mediated Dormancy: Una nova opportunity for targeting cancer. Cancer Research, 74 (23), 6750-6757.
- Suttle, J. (2004). Physiological Regulation of Potato Tuber Dormancy. Amer. J. of Potato Res, 81, 253-262.
- Vegis, A. (1964). Dormancy in Higher Plants. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 185-224.