Lokalizacja, charakterystyka i funkcje tracheidów

Tracheidy Są to wydłużone komórki z grobami na swoich końcach, które w roślinach naczyniowych działają jako kanały do ​​transportu wody i rozpuszczonych soli mineralnych. Obszary kontaktowe Fosa-Fosa między Traquidas Pares pozwalają na przejście wody. Rangi tracheidów tworzą ciągły system jazdy wzdłuż roślin.

Podczas dojrzewania tracheidy są komórek o wysoce lignizowanych ścianach komórkowych, więc zapewniają również wsparcie strukturalne. Rośliny naczyniowe mają ogromną zdolność do kontrolowania zawartości wody dzięki posiadaniu ksylemu, z których tracheidy są częścią.

Źródło: Dr. Phil.Nat Thomas Geier, Fachgebiet Botanik der forschungsanstalt geisenheim. [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] [TOC]

Lokalizacja roślin

Rośliny mają trzy podstawowe typy tkanki: miąższ z komórek niezakłóconych, błon drobnych komórkowych, nie podwiezionych; Colénquima z wydłużonymi komórkami wsporcze, z nieregularnie zagęszczonymi ścianami komórkowymi; i Sclerechima, z ligniowanymi komórkami podtrzymującymi ścianę komórkową, pozbawione żywych składników w dojrzałości.

Skleral może być mechaniczny, z Sclereidas (komórki kamienne) i włókna drewna lub kierowcy, z tracheidami (bez perforacji, obecnych we wszystkich roślinach naczyniowych) i naczyniach przewodzących (z perforacją na ich końcach, obecnych głównie w okrywach). Tracheidas i elementy naczyń przewodzących to martwe komórki.

Rośliny mają dwa rodzaje tkanki przewodzącej: ksylem, który transportuje wodę i sole mineralne z gleby; oraz Phloem, który rozpowszechnia cukry produkowane przez fotosynteza.

Ksylem i łyk tworzą równoległe wiązki naczyniowe w korze rośliny. Xylem jest utworzony przez miąższ, włókien drewniany i kierowca Sclengle. Phloem składa się z żywych komórek naczyniowych.

W niektórych drzewach wyróżnia się roczne pierścienie wzrostowe, ponieważ tracheidy utworzone wiosną są szersze niż te utworzone latem.

Charakterystyka

Przekrój rośliny Souco (Sambucus Sp.). Okulary ksylema i trachediów. Zrobione i zredagowane z: Berkshire Community College Bioscience Image Library [CC0].

Termin „tracheida”, wymyślony przez Carla Sanio w 1863 roku, odnosi się do formy przypominającej tchawicę.

W paprocie, rowerem i drzewami iglastymi tracheidy mają 1-7 mm. W okrytozalążkach wynosi 1-2 mm lub mniej. Natomiast naczynia przewodowe (złożone z licznych elementów naczynia kierowcy), z wyłączeniem okrytozalążkowych, mogą mieć długość blisko 1.000 mm.

Komórki tracheidowe mają pierwotną i wtórną ścianę komórkową. Ściana wtórna jest wydzielana po utworzeniu ściany pierwotnej. Dlatego pierwszy jest wewnętrzny w odniesieniu do drugiego.

Włókna celulozowe pierwotnej ściany komórkowej są losowo zorientowane, podczas gdy na wtórnej ścianie komórkowej są spiralne. Dlatego pierwszy może się łatwiej rozciągać, gdy komórka rośnie. To znaczy drugi jest bardziej sztywny.

Wędrowane ściany komórkowe tracheidu. Ta charakterystyka pozwala na identyfikację gatunków przez obserwację mikroskopową.

Ściany ligniny, wodoodporny materiał, produkują tracheidy i naczynia przewodzące nie tracą wody ani nie cierpią zatorowości spowodowane wejściem do powietrza.

Funkcja transportu

SAK, „teoria kohezji” jest najbardziej akceptowanym wyjaśnieniem rosnącego ruchu wody i soli w roztworze w ksylemie. Zgodnie z tą teorią utrata wody spowodowana poceniem dolistnym spowodowałaby napięcie w ciekłej kolumnie, która przechodzi od korzeni do gałęzi, przekraczając tracheidy i naczynia przewodzące.

Może ci służyć: dyplasty: cechy i funkcje

Utrata wody przez potwierdzenie miałaby tendencję do zmniejszania ciśnienia w górnej części roślin, wznosząc się przez kanały ksylemu Woda pobierana z ziemi przez korzenie. W ten sposób woda poczuta była ciągle wymieniana.

Wszystko to wymagałoby wystarczającego napięcia, aby podnieść wodę i że siła spójna w cieczy kolumnowej obsługuje to napięcie. Dla drzewa o wysokości 100 m, gradient ciśnienia 0,2 bar/m byłby wymagany dla całkowitej siły spójnej wynoszącej 20 barów. Dowody eksperymentalne wskazują, że warunki te są spełnione w naturze.

Tracheidas mają wewnętrzny stosunek powierzchni w objętości znacznie większy niż elementy naczyń przewodzących. Z tego powodu służą one do oszczędzania, przez przyczepność, wodę w roślinie przeciwko grawitacji, niezależnie od tego, czy nie ma potu.

Funkcja mechaniczna

Wędrówka tracheidów pozwala uniknąć jego implozji z powodu ujemnego ciśnienia hydrostatycznego ksylemu.

Ta lignifikacja powoduje również, że tracheidy przyczyniają się do większości wsparcia strukturalnego drewna. Im większy rozmiar roślin, tym większa potrzeba wsparcia strukturalnego. Dlatego średnica tracheidów jest zwykle większa w dużych roślinach.

Sztywność tracheidu pozwoliła roślinom na zdobycie wyprostowanego nawyku naziemnego. Doprowadziło to do pojawienia się drzew i dżungli.

W dużych roślinach tracheidas mają podwójną funkcję. Pierwszym z nich jest wprowadzenie wody do liści (jak w małych roślinach). Drugim jest strukturalne wzmocnienie liści w celu odporności na działanie grawitacji, nawet jeśli zbrojenie zmniejsza wydajność hydrauliczną ksylemu.

Środowiska poddane silnym wiatrom lub opadom śniegu. Większe podgryzienie drewna z powodu tracheidas może promować długowieczność drzewnych części tych roślin.

Ewolucja

Proces ewolucyjny tracheidów, który obejmuje ponad 400 milionów lat, jest dobrze udokumentowany, ponieważ twardość tych komórek naczyniowych, spowodowana lignifikacją, sprzyja jej zachowaniu jako skamielin.

Gdy flora naziemna ewoluowała w czasie geologicznym, tracheidy doświadczyły dwóch adaptacyjnych trendów. Po pierwsze, dali początek naczyniu, aby zwiększyć wydajność wody i transportu składników odżywczych. Po drugie, przekształcili włókien, aby zapewnić wsparcie strukturalne coraz bardziej dużym roślinom.

Elementy naczyń przewodzące. Na wczesnych etapach ich rozwoju przypominają tracheidas, z których ewoluowali.

W kopalnych i żywych gimonosach oraz w prymitywnym (magnolialnym) dicotyleDoneal. Podczas ewolucji w stosunku do bardziej zaawansowanych grup roślin tracheidy krawędzi skalariform dały początek krawędzi okrągłej. Z kolei te ostatnie dało powstanie włókien libriform.

Może ci służyć: oksydaza cytochromu C: struktura, funkcje, inhibitory

Xylem

Xylem wraz z łykiem stanowią tkanki, które tworzą układ tkanki naczyniowej roślin naczyniowych. Ten system jest dość złożony i jest odpowiedzialny za prowadzenie wody, minerałów i żywności.

Podczas gdy Xylem prowadzi wodę i minerały od korzenia do reszty rośliny, łyk transportuje składniki odżywcze opracowane podczas fotosyntezy, od liści do reszty rośliny.

Ksylem jest w wielu przypadkach składany przez dwa rodzaje komórek: tracheidy, uważane za najbardziej prymitywne i elementy naczynia. Najbardziej prymitywne rośliny naczyniowe przedstawiają jednak tylko tracheidy w ksylem.

Przepływ wody przez tracheidy

Sposób, w jaki tracheidy są umieszczane w roślinie, jest taki, że jego końcówki są doskonale wyrównane między sąsiednimi tchawiami, co pozwala wśród nich przepływ w dowolnym kierunku.

Niektóre gatunki mają pogrubienie ściany komórkowej na krawędziach kropek, które zmniejszają średnicę jej otwarcia, wzmacniając w ten sposób zjednoczenie tracheidów, a także zmniejszając ilość wody i minerałów, które mogą się przez nie zdarzyć. Tego rodzaju wskazówki nazywa się nieśmiałości Awata.

Niektóre gatunki okrytozalążkowe, a także iglowe, mają dodatkowy mechanizm, który umożliwia regulację przepływu wody przez Awersol, takie jak obecność struktury zwanej Toro.

Byk jest niczym więcej niż pogrubieniem błony palca na poziomie centralnego tego samego i który działa jak kontrola przepustowości wody i zawór kontrolny mineralnej między komórkami między komórkami.

Gdy byk znajduje się w środku wskaźnika, przepływ między tracheidami jest normalny; Ale jeśli membrana przesunie się na którąkolwiek ze swoich stron, byk blokuje otwór poiny -Up, pozostawiając przepływ lub całkowicie go utrudniał.

Rodzaje wskazówek

Prosty

Nie przedstawiają obrzęku na swoje krawędzie

Awat

Prezentują obrzęk na krawędziach biurka zarówno dla tracheida, jak i sąsiedniego tracheida.

Semi -oreolate

Krawędzie palca komórki mają pogrubienie, ale krawędzi sąsiedniego nie.

Zreolowane z bykiem

Jak już wspomniano, iglasty i niektóre okrytozalążki mają centralny byk w biurku, który pomaga regulować przepływ wody i minerałów.

Ślepy

Ostatecznie nakłucie tracheidu nie pasuje do przepływu sąsiedniej komórki, więc przepływ wody i minerałów jest przerywany w tym obszarze. W takich przypadkach mówi się o ślepym lub niefunkcjonalnym palce.

Miękkie drewno styczne odcinek iglaste (Pinus sps.). Trachedie i inne struktury. Zrobione i zredagowane z: Berkshire Community College Bioscience Image Library [CC0].

W gimnoskopie

Phylum gymnospermy gimnoskopowe są scharakteryzowane między innymi, prezentując ksylem utworzony przez tracheidy i naczynia lub tchawice, ale reszta gimnoskopowych ma tylko tracheidy jako elementy jazdy.

Gimnospermy przedstawiają tendencję do posiadania tracheidów o większej długości niż te z okrytozalążkowych, i zwykle są one z bykiem. Ponad 90% masy i objętości wtórnego ksylemu drzew iglastych składa się z tracheidów.

Może ci służyć: GLUT: Funkcje, główne transportery glukozy

Powstawanie tracheidów w wtórnym ksylemie drzew iglastych występuje po zmianie naczyń. Proces ten można podzielić na cztery fazy.

Podział komórkowy

Jest to podział mitotyczny, w którym po podziale nuklearnym na dwoje dzieci pierwszą strukturą jest ściana pierwotna.

Wydłużenie komórkowe

Po pełnym podziale komórki komórka zaczyna rosnąć długość. Przed zakończeniem tego procesu tworzenia ściany wtórnej, która zaczyna się od środka komórki i wzrasta w kierunku wierzchołka.

Odkładanie macierzy celulozy

Macierz celulozy i hemicelulozy komórki jest osadzana w różnych warstwach.

Wędrówka

Matryca celulozy i hemicelulozy jest impregnowana przez ligninę i inne materiały o podobnym charakterze w tym, co stanowi końcowy etap fazy dojrzewania tracheidów.

W angijospermach

Tracheidy są obecne w ksylemie wszystkich roślin naczyniowych, jednak w okrytozalążkach są mniej ważne niż w gimnoskopie, ponieważ dzielą funkcje z innymi strukturami, znanymi jako elementy naczyń lub tchawicy.

Tracheidy okrytozalążkowe są krótkie.

Brykospermas Tracheas, podobnie jak tracheidas, mają wskazówki na swoich ścianach, umierają, gdy osiągają dojrzałość i tracą protoplast. Komórki te są jednak krótsze i do 10 razy szersze niż tracheidas.

Tchawice tracą większość ściany komórkowej w wierzchołkach, pozostawiając wiertnicze płytki między sąsiednimi komórkami, a tym samym tworząc ciągły kanał.

Tchawice mogą transportować wodę i minerały z prędkością znacznie wyższą niż tracheidy. Jednak struktury te są bardziej podatne na zablokowanie przez pęcherzyki powietrza. Są również bardziej podatne na zamarzanie w sezonach zimowych.

Bibliografia

1. Beck, c. B. 2010. Wprowadzenie do struktury i rozwoju roślin - anatomia roślinna na dwudziestu wieków. Cambridge University Press, Cambridge.
2. Evert, r. F., Eichhorn, s. I. 2013. Biologia roślin. W.H. Freeman, Nowy Jork.
3. Gifford, e. M., Foster, a. S. 1989. Morfologia i ewolucja roślin naczyniowych. W. H. Freeman, Nowy Jork.
4. Mauseth, J. D. 2016. Botanika: Wprowadzenie do biologii roślin. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
5. Pittermann, j., Sperry, J. S., Wheeler, J. K., Hacke, u. G., Sikkema, e. H. 2006. Mechaniczne wzmocnienie tracheidów zagraża wydajności hydraulicznej ksylemu iglasty. Roślina, komórka i środowisko, 29, 1618-1628.
6. Rudall, str. J. Anatomia roślin kwitnących - Wprowadzenie do struktury i rozwoju. Cambridge University Press, Cambridge.
7. Schooley, J. 1997. Wprowadzenie do botaniki. Delmar Publishers, Albany.
8. Sperry, J. S., Hacke, u.G., Pittermann, j. 2006. Rozmiar i funkcja w tracheidach i naczyniach naczynia. American Journal of Botany, 93, 1490-1500.
9. Stern, r. R., Bidlack, J. I., Jansky, s. H. 2008. Biologia roślin wprowadzająca. McGraw-Hill, Nowy Jork.
10. Willis, k. J., McElwain, J. C. 2001. Ewolucja roślin. Oxford University Press, Oxford.