Таксис

Направленное движение подвижной клетки или организма в ответ на внешний раздражитель.

А таксис (от древнегреческого τάξις (táxis)  'расположение, порядок'; ^[1] мн.: налоги / ˈ t æ k s iː z / ) [ ^{2] [3]} [ ^4] — это ответное движение организма к таким раздражителям , как свет или присутствие пищи. Налоги — это врожденная поведенческая реакция. Такси отличается от тропизма (реакция на поворот, часто рост к стимулу или от него) тем, что в случае таксиса организм обладает подвижностью и демонстрирует направленное движение к источнику стимула или от него. ^{[5] [6]} Иногда его отличают от кинезиса , ненаправленного изменения активности в ответ на раздражитель.

Классификация

Налоги классифицируются в зависимости от типа стимула и от того, является ли реакция организма движением к стимулу или от него. Если организм движется к раздражителю, такси является положительным, а если он удаляется, такси отрицательны. Например, жгутиковые простейшие рода Euglena движутся к источнику света. Эта реакция или поведение называется положительным фототаксисом, поскольку фототаксис относится к реакции на свет, и организм движется к раздражителю.

Терминология, основанная на типе стимула.

Было идентифицировано множество типов такси, в том числе:

• Аэротаксис (стимуляция кислородом )
• Анемотаксис ( ветер ) ^[7]
• Баротаксис (под давлением )
• Хемотаксис или «поиск градиента» ( химическими веществами ) ^[7]
• Дуротаксис (по жесткости )
• Электротаксис или гальванотаксис ( электрическим током ).
• Гравитаксис или геотаксис (под действием силы тяжести )
• Гидротаксис (по влаге )
• Магнитотаксис (по магнитному полю )
• Фототаксис ( световой )
• Реотаксис (за счет потока жидкости )
• Термотаксис (из-за изменения температуры )
• Тигмотаксис (при физическом контакте )

В зависимости от типа имеющихся органов чувств таксис можно классифицировать как клинотаксис , при котором организм постоянно исследует окружающую среду, чтобы определить направление раздражителя; тропотаксис , при котором двусторонние органы чувств используются для определения направления раздражителя; и телотаксис , когда одного органа достаточно, чтобы установить ориентацию стимула.

Терминология, заимствованная из направления такси.

Существует пять типов налогов, основанных на передвижении организмов.

• Клинотаксис возникает у организмов с рецепторными клетками , но не с парными рецепторными органами. Приемные клетки могут располагаться по всему телу, но чаще ближе к передней стороне. Организм обнаруживает раздражители , поворачивая голову в сторону и сравнивая интенсивность раздражителя. Тогда направление их движения зависит от более сильного стимула: движение либо к желаемому стимулу, либо от нежелательного. ^[7] Когда интенсивность раздражителей сбалансирована одинаково со всех сторон, организм движется прямолинейно. Движение личинок мясной мухи и бабочки отчетливо демонстрирует клинотаксис.
• Тропотаксис проявляется организмами с парными рецепторными клетками, сравнивающими силу сигналов и поворачивающимися к самому сильному сигналу. ^[7] Движение хариусных бабочек и рыбьих вшей отчетливо демонстрирует тропотаксис.
• Для телотаксиса также необходимы парные рецепторы. Движение происходит в том направлении, где интенсивность раздражителей сильнее. Телотаксис хорошо виден в движении пчел , когда они покидают улей в поисках пищи. Они уравновешивают раздражители солнца и цветов , но приземляются на тот цветок, раздражитель которого для них наиболее интенсивен.
• Менотаксис описывает поддержание организмами постоянной угловой ориентации . Наглядной демонстрацией этого являются пчелы, возвращающиеся в свой улей ночью, и движение муравьев относительно солнца.
• Мнемотаксис — это использование памяти для отслеживания следов, которые организмы оставляют, путешествуя к дому или обратно.

Примеры

• Аэротаксис — это реакция организма на изменение концентрации кислорода, которая в основном встречается у аэробных бактерий. ^[8]
• Анемотаксис – это реакция организма на ветер. Многие насекомые демонстрируют положительную анемотаксическую реакцию (поворот/полет против ветра) при воздействии воздушного стимула, исходящего из источника пищи или феромонов. ^[7] Анемотаксический поиск при боковом ветре наблюдается у некоторых обонятельных животных при отсутствии целевого запаха, включая мотыльков, альбатросов и белых медведей. ^{[9] [10] [11]}
• Хемотаксис — это реакция, вызываемая химическими веществами, то есть реакция на градиент химической концентрации. ^{[8] [7] [12]} Например, хемотаксис в ответ на градиент сахара наблюдался у подвижных бактерий, таких как E. coli . ^[13] Хемотаксис также происходит в антерозоидах печеночников , папоротников и мхов в ответ на химические вещества, выделяемые архегониями . ^[8] Одноклеточные (например, простейшие) или многоклеточные (например, черви) организмы являются мишенью хемотаксических веществ. Градиент концентрации химических веществ, образующихся в жидкой фазе, направляет векторное движение реагирующих клеток или организмов. Индукторы движения в сторону увеличения концентраций рассматриваются как хемоаттрактанты , а хемопелленты приводят к удалению химического вещества. Хемотаксис описан в прокариотических и эукариотических клетках, но механизмы передачи сигналов (рецепторы, внутриклеточная передача сигналов) и эффекторы существенно различаются.
• Дуротаксис – это направленное движение клетки по градиенту жесткости.
• Электротаксис (или гальванотаксис) — направленное движение подвижных клеток вдоль вектора электрического поля . Было высказано предположение, что, обнаруживая электрические поля и ориентируясь на них, клетки могут двигаться к повреждениям или ранам, чтобы их восстановить. Предполагается также, что такое движение может способствовать направленному росту клеток и тканей в процессе развития и регенерации. Это представление основано на существовании измеримых электрических полей, которые естественным образом возникают во время заживления, развития и регенерации ран; а клетки в культурах реагируют на приложенные электрические поля направленной миграцией клеток – электротаксисом/гальванотаксисом.
• Энергетическое такси — это ориентация бактерий на условия оптимальной метаболической активности путем определения внутреннего энергетического состояния клетки. Следовательно, в отличие от хемотаксиса (таксиса к определенному внеклеточному соединению или от него), энергетическое такси реагирует на внутриклеточный стимул (например, движущую силу протонов , активность NDH-1 ) и требует метаболической активности. ^[14]
• Гравитаксис (исторически известный как геотаксис) — это направленное движение (вдоль вектора силы тяжести ) к центру тяжести . Планктонные личинки камчатского краба Lithodes aequispinus сочетают в себе положительный фототаксис (движение к свету) и отрицательный гравитационный (движение вверх). ^[15] Кроме того , личинки полихеты Platynereis dumerilii сочетают в себе положительный фототаксис (движение к свету, исходящему от поверхности воды) и УФ -индуцированный положительный гравитационный эффект (движение вниз), образуя соотношение хроматических глубиномеров . ^[16] Как положительные, так и отрицательные гравитаксы обнаружены у различных простейших ( например , Loxodes , Remanella и Paramecium ). ^[17]
• Магнитотаксис — это, строго говоря, способность ощущать магнитное поле и координировать движение в ответ. Однако этот термин обычно применяется к бактериям, которые содержат магниты и физически вращаются под действием магнитного поля Земли . В этом случае «поведение» не имеет ничего общего с ощущениями, и бактерии точнее назвать «магнитными бактериями». ^[18]
• Фаротаксис — это движение в определенное место в ответ на заученные или условные раздражители или навигация по ориентирам. ^{[19] [20]}
• Фонотаксис — движение организма в ответ на звук .
• Фототаксис — это движение организма в ответ на свет , то есть реакция на изменение интенсивности и направления света. ^{[8] [21]} Отрицательный фототаксис, или движение в сторону от источника света, наблюдается у некоторых насекомых, например тараканов. ^[8] Положительный фототаксис, или движение к источнику света, выгоден для фототрофных организмов, поскольку они могут наиболее эффективно ориентироваться, чтобы получать свет для фотосинтеза . Многие фитофлагелляты , например эвглена , и хлоропласты высших растений положительно фототаксичны, двигаясь к источнику света. ^[8] У прокариот наблюдаются два типа положительного фототаксиса: скотофобаксис наблюдается как движение бактерии из области, освещенной микроскопом, когда наступление темноты сигнализирует клетке о смене направления и повторном входе на свет; второй тип положительного фототаксиса — это истинный фототаксис, который представляет собой направленное движение вверх по градиенту к увеличению количества света. Существует другая классификация ориентации на темные области, называемая скототаксисом.
• Реотаксис – это реакция на ток в жидкости. Положительный реотаксис проявляется в том, что рыба поворачивается лицом против течения. В текущем потоке такое поведение заставляет их удерживать свое положение в потоке, а не уноситься вниз по течению. У некоторых рыб наблюдается отрицательный реотаксис, когда они избегают течения.
• Термотаксис – миграция по градиенту температуры. Некоторые слизевики и мелкие нематоды могут мигрировать при удивительно малых градиентах температуры — менее 0,1 °C/см. ^[22] Очевидно, они используют такое поведение для достижения оптимального уровня содержания в почве. ^{[23] [24]}
• Тигмотаксис — это реакция организма на физический контакт или на близость физического разрыва в окружающей среде (например, крысы предпочитают плавать у края водного лабиринта). Считается, что личинки плодожорки используют тигмотаксическое чувство, чтобы находить плоды, которыми можно питаться. ^[25] Мыши и крысы, населяя рукотворные конструкции, имеют тенденцию держаться близко к вертикальным поверхностям; в первую очередь это проявляется как движение вдоль стыка пола и стены. Усы ( вибриссы ) часто используются для обнаружения наличия стены или поверхности при отсутствии достаточного света у грызунов и кошек, чтобы помочь в тигмотаксисе.

Смотрите также

Биология

• Передвижение животных
• Гаптотаксис
• Механотаксис
• Оптомоторный ответ
• Тропизм

Другой, более широкий контекст

• Таксономия , наука о категоризации или классификации.

Рекомендации

1. Генри Джордж Лидделл; Роберт Скотт (1940). «τάξις». Греко-английский лексикон . Оксфорд: Кларендон Пресс .
2. «такси» - через The Free Dictionary .
3. «Такси». Словарь Merriam-Webster.com .
4. «Такси». Dictionary.com Полный (онлайн). nd
5. Кендей, Южная Каролина (1961). Экология животных. Prentice-Hall, Inc., Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси, стр. 468 стр.
6. Дюсенбери, Дэвид Б. (2009). Жизнь в микромасштабе , Гл. 14. Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс, ISBN 978-0-674-03116-6 . 
7. Маккензи, Дана (6 марта 2023 г.). «Как животные следуют за своим носом». Знающий журнал . Ежегодные обзоры. doi : 10.1146/knowable-030623-4 . Проверено 13 марта 2023 г.
8. Мартин, EA, изд. (1983). Словарь наук о жизни Macmillan (2-е изд.). Лондон: Макмиллан Пресс. п. 362. ИСБН 0-333-34867-2.
9. Кеннеди, Дж. С.; Марш, Д. (1974). «Феромон-регулируемый анемотаксис у летающих бабочек». Наука . 184 (4140): 999–1001. Бибкод : 1974Sci...184..999K. дои : 10.1126/science.184.4140.999. PMID  4826172. S2CID  41768056.
10. Невитт, Габриэль А.; Лосекут, Марсель; ВаймерскирхВеймерскирх, Анри (2008). «Свидетельства обонятельного поиска у странствующего альбатроса Diomedea exulans». ПНАС . 105 (12): 4576–4581. дои : 10.1073/pnas.0709047105 . ПМК 2290754 . ПМИД  18326025. 
11. Тогунов, Рон (2017). «Ветровые пейзажи и обонятельный поиск пищи у крупного хищника». Научные отчеты . 7 : 46332. Бибкод : 2017NatSR...746332T. дои : 10.1038/srep46332. ПМЦ 5389353 . ПМИД  28402340. 
12. Редди, Гаутам; Мурти, Венкатеш Н.; Вергассола, Массимо (10 марта 2022 г.). «Обонятельное зондирование и навигация в турбулентной среде». Ежегодный обзор физики конденсированного состояния . 13 (1): 191–213. Бибкод : 2022ARCMP..13..191R. doi : 10.1146/annurev-conmatphys-031720-032754. ISSN  1947-5454. S2CID  243966350.
13. Бласс, Э.М. (1987). «Опиоиды, сладости и механизм положительного воздействия: широкие мотивационные последствия». Доббинг, Дж. (ред.). Сладость . Лондон: Springer-Verlag. стр. 115–124. ISBN 0-387-17045-6.
14. Швайницер Т., Йозенханс К. Бактериальные энергетические такси: глобальная стратегия? Арка Микробиол. Июль 2010 г.;192(7):507-20.
15. CF Адамс и Эй Джей Пол (1999). «Фототаксис и геотаксис адаптированных к свету зоев камчатского краба Lithodes aequispinus (Anomura: Lithodidae) в лаборатории». Журнал биологии ракообразных . 19 (1): 106–110. дои : 10.2307/1549552. JSTOR  1549552.
16. Верасто, Чаба; Гуманн, Мартин; Цзя, Хуэйонг; Раджан, Винот Бабу Видин; Безарес-Кальдерон, Луис А.; Пинейро-Лопес, Кристина; Рэндел, Надин; Шахиди, Реза; Михилс, Нико К.; Ёкояма, Сёдзо; Тессмар-Райбл, Кристин; Жекели, Гаспар (29 мая 2018 г.). «Цилиарные и рабдомерные фоторецепторные клетки образуют спектральный датчик глубины в морском зоопланктоне». электронная жизнь . 7 . doi : 10.7554/eLife.36440 . ПМК 6019069 . ПМИД  29809157. 
17. Т. Фенчел и Би Джей Финли (1 мая 1984 г.). «Геотаксис у ресничного простейшего Loxodes». Журнал экспериментальной биологии . 110 (1): 110–133. дои : 10.1242/jeb.110.1.17 .
18. Дюсенбери, Дэвид Б. (2009). Жизнь в микромасштабе , стр. 164–167. Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс, ISBN 978-0-674-03116-6 . 
19. фаротаксис в Word Info
20. Барроуз, Эдвард М. (2011). Настольный справочник по поведению животных: Словарь по поведению, экологии и эволюции животных, третье издание (3, иллюстрированное, исправленное издание). ЦРК Пресс. п. 463. ИСБН 978-1-4398-3652-1.
21. Мензель, Рэндольф (1979). «Спектральная чувствительность и цветовое зрение у беспозвоночных». В Х. Отруме (ред.). Сравнительная физиология и эволюция зрения у беспозвоночных-А: Фоторецепторы беспозвоночных . Справочник по сенсорной физиологии. Том. VII/6А. Нью-Йорк: Springer-Verlag. стр. 503–580. См. раздел D: Поведение, специфичное для длины волны, и цветовое зрение. ISBN 3-540-08837-7.
22. Дюсенбери, Дэвид Б. (1992). Сенсорная экология , с.114. WH Фриман, Нью-Йорк. ISBN 0-7167-2333-6 . 
23. Дюзенбери, Д.Б. Поведенческая экология и социобиология , 22:219–223 (1988). «Избегание температуры ведет на поверхность:…»
24. Дюзенбери, Д. Б. Биологическая кибернетика , 60: 431–437 (1989). «Простое животное может использовать сложную систему стимулов, чтобы найти местоположение:…»
25. Джексон, Д. Майкл (15 мая 1982 г.). «Поисковое поведение и выживание плодожорок 1-го возраста». Анналы Энтомологического общества Америки . 75 (3): 284–289. дои : 10.1093/aesa/75.3.284. ISSN  0013-8746.

Внешние ссылки

• Обнаружение растения-хозяина насекомыми: ориентация, сенсорный ввод и модели поиска