MERISTEEMIT: OMINAISUUDET JA TYYPIT - BIOLOGIA - 2026

Meristeemeistä (tai meristeemit) ovat alkion solujen populaatioiden, jotka sijaitsevat alueilla kasvun putkilokasvi-. Kasvien runko on yhdistelmä aikuisia ja nuoria kudoksia.

Sen jälkeen kun tsygootti on muodostunut, verisuonikasvit aloittavat solujakautumisprosessin, joka kestää loppuelämänsä ja määrää elinten kasvun ja muodostumisen.

Lähde: pixabay.com

Alun perin solujen lisääntyminen tapahtuu koko alkiossa. Alkion kehityksen loppupuolella tämä lisääntyminen alkaa keskittyä tietyille alueille, meristeemille, jotka eivät ole menettäneet tai palauttaneet alkuperäistä alkionsa luonnetta.

Ainakin teoriassa suurin osa kasvisoluista on totipotentteja. Tarvittaessa meristemaattinen aktiivisuus voi esiintyä melkein mistä tahansa kypsästä solusta, joka on pysynyt heikosti erilaistuneena. Uuden meristeemin muodostumisen aloittamiseksi solun on kuitenkin palautettava alkuperäiseen alkionsa tilaan.

Meristem-luokittelu

Luokittelu kehityksen perusteella: ensisijainen ja toissijainen

Aikuisen kasvin meristeemejä pidetään primaarisina, kun ne laskeutuvat suoraan alkiogeneesin aikana muodostuneista soluista ja joilla ei ole koskaan lakannut olemasta meristemaattista aktiivisuutta. Niitä pidetään sekundaarisina, kun ne laskeutuvat soluista, jotka ovat erilaistuneet ja myöhemmin palauttaneet meristemaattisen aktiivisuuden.

Esimerkiksi fascular cambium (koostuu procambiumista ja prokambiumista johdetusta verisuonikambiumista) on ensisijainen meristeemi, koska se on peräisin apikaalisesta meristeestä, joka on ensisijainen.

Interfascicular kambium on toissijainen meristeemi, koska se johtuu parenyymikudoksesta, joka on palauttanut meristemaattisen aktiivisuuden.

Luokittelu heidän asemansa perusteella: apikaali, sivusuuntainen ja intercalary

Perustuen asemaansa kasvin vartaloon, ne luokitellaan apikaaliksi, sivuttaiseksi ja kalanväliseksi. Apikaaliset meristeemit ovat ensisijaisia. Sivuttaiset meristeemit voivat olla primaarisia (kambium fassiikarinen) tai sekundaarisia (cambium interfascicular; phellogeeni). Kalaryhmien väliset meristeemit ovat toissijaisia.

Apikaaliset meristeemit ovat kasveista peräisin olevien kudosten lisäksi hallitsevia koordinaatiokeskuksia morfogeneesissä. Ne sijaitsevat varren, oksien ja juurten kärjissä. Ne laajentavat kasvin runkoa määrittäen sen korkeuden ja halkaisijan.

Sivuttaiset meristemit sijaitsevat yhdensuuntaisesti (tai samankeskisesti) varren ja juurten keskiakselin kanssa. Ne lisäävät kudosten määrää, jotka kuljettavat vettä, kivennäisaineita ja mehua koko kasvien alueella. Ne sakeuttavat varsi, oksat ja juuret. Ne muodostavat tukikudoksen.

Kalajen väliset meristeemit, tyypilliset ruohoille, ovat kudoksia, jotka on lisätty ei-meristemaattisiin kudoksiin. Ne ovat rajoittuneet internodeiden pohjaan (solmut ovat lehtien kiinnityskohdat varteen). Ne aiheuttavat interodaalisen venymän, mikä lisää lehtien pituussuuntaista erottelua. Ne kompensoivat kasvissyöjien laiduntamisen.

Muun tyyppiset sekundaariset meristeemit voidaan tunnistaa, nimittäin perus- (lehdet, kukat ja hedelmät) ja traumaattiset (uudistuvien kudosten).

Apikaalinen varren meristemi

Kasvien kehitysvaihetta, joka tuottaa perusmuodonsa ja luo uusia elimiä, kutsutaan primaarikasvuksi. Tämä on seurausta apikaalisten meristeemien toiminnasta. Yksi niistä on juuri. Toinen on varsi. Jälkimmäinen tuottaa varsi ja sen sivuelimet (lehdet ja silmut).

Apikaalinen varren meristemi on distaalisessa asennossa ja epäkypsien lehtien ympäröimä tai peittämä. Se on dynaaminen rakenne, joka muuttuu jatkuvasti varren ja lehden muodostumisen aikana. Tämä jakso riippuu yleensä vuodenaikojen ilmastomuutoksista.

Toisin kuin apikaalisessa juurimerkissä, varren meristeemillä ei ole tarkkaan määriteltyjä alueita. Funktionaaliset vyöhykkeet tunnistetaan solujen koon, orientaation ja aktiivisuuden, solunjakautumisen tasojen ja vakuolien läsnäolon / puuttumisen perusteella.

Apikaalisen varren meristeemin keskipiste sisältää ryhmän suhteellisen suuria tyhjentyneitä soluja. Tätä keskialuetta ympäröivät pienemmät perifeeriset solut.

Tämän keskusvyöhykkeen alla on joitain solujen "kylkiluita", jotka ovat peräisin varren sisäkudoksista. Keskustassa olevat solut ovat peräisin perifeerisistä soluista ja "kylkiluiden" soluista.

Juuren huipullinen meristeemi

Juuri on kasvin elin, joka kasvaa maaperän sisällä ja jolla on tehtävät kiinnittää ja imeä vettä ja mineraaliravinteita. Juuri kasvaa ja kehittyy distaalipäästään.

Juuren distaalinen pää tai kärki on jaettu neljään kehitysalueeseen: 1) kaliptra (tai korkki); 2) juurten meristemaattinen alue; 3) venymisalue; 4) kypsytysvyöhyke.

Kalyptra suojaa juuren apikaalista meristemiä mekaaniselta kulumiselta juurin liikkuessa maaperän läpi. Kalippran pituus on vakio: kitkat menettämät solut korvataan jatkuvasti.

Juurten meristemaattinen alue, tai huipullinen juurten meristeemi, on solunjakautumispaikka, joka aiheuttaa ensisijaisen juuren kasvamisen. Se ei tuota sivuttaisia ​​lisäyksiä.

Pidentymisvyöhyke on juuren alue, jolla solut eivät jakaudu, vaan moninkertaistavat pituutensa useita kertoja laajasti ja nopeasti.

Kypsytysvyöhyke on alue, jolla solut lopettavat pidentymisen ja saavat differentiaaliset ominaisuutensa.

Solujen kasvu

Monissa saniaisissa alkusolu aiheuttaa apikaalisen meristeemin solujen säännöllisen jakautumisen. Sperofyytteissä solujakauma on vähemmän tarkka. Niiden nopeus ja suunta määrittävät meristeemien alueellisen eriytymisen.

Jos solujen jakautuminen on nopea meristeemeissä, alueita, joissa on pieniä soluja, esiintyy. Jos se on hidasta, alueita, joissa on suuria soluja, ilmestyy. Jos se tapahtuu useilla tasoilla tai tangentiaalisesti, tilavuus kasvaa. Jos se tapahtuu vastavirtaan, pinta kasvaa.

Solujen kasvun alkion vaihe alkaa valmistautumisella jakautumiseen. Solujen lukumäärän kasvu ei aiheuta huomattavaa kasvua niiden tilavuudessa. Ensisijainen meristeemi ilmestyy. Muodostetaan protoplastideja, meristemaattisille soluille tyypillisiä, jotka aiheuttavat kloroplasteja ja muita solun organelleja.

Solujen kasvun laajenemisvaiheessa ilmenee keskeinen tyhjö, vesi kertyy ja aineenvaihdunta nousee. Solujen määrä kasvaa. Aktiivisille meristemaattisille kudoksille ominainen intensiivinen proteiinien biosynteesi kehittyy.

Solujen kasvun erilaistumisvaiheessa ilmenee sekundaarisia meristeemejä. Erityyppiset kudokset ja morfologiset rakenteet kehittyvät meristeemien aktiivisuuden ansiosta.

Meristemit ja kudokset

Meristeemit tuottavat yksinkertaisia ​​kudoksia (parenkyyma, kollenkyema, sklerenyymat) ja monimutkaisia ​​(ksyleemi, floemi, orvaskesi, erittävät kudokset).

Koko kasvin läsnä olevassa parenkyymissa solut pyöristetään elävän sytoplasman ja ohuiden, ei-juontuvien solumembraanien kanssa. Kun heillä ei ole kloroplasteja, nämä solut varastoivat vettä ja ruokaa. Kun he tekevät, ne muodostavat klooryyman.

Kollenkyymissä solut ovat pitkänomaisia, elävän sytoplasman ja paksujen, epäsäännöllisten seinien kanssa. Niitä löytyy yleensä vain orvaskeden alta. Ne tarjoavat joustavan tuen.

Sklerenyymissä solut jakautuvat sklereideiksi ja kuituiksi. Näillä soluilla on paksuja ligniinillä kyllästettyjä seiniä, jotka kypsyessään kuolevat ja tarjoavat enemmän tai vähemmän jäykän tuen.

Ksyleemissä ja floemissa on vettä, mineraalisuoloja ja sokereita. Näiden kudosten johtavat kanavat koostuvat kuolleista soluista (henkitorveista, johtavista suonielementeistä) tai elävistä soluista (seulan solut, albumiiniset solut, seulaputken elementit, parissolut).

Epidermissä, joka peittää ja suojaa elimiä, parenkyymisolut ovat vallitsevia, ja mukana ovat solut, jotka ovat erikoistuneet veden ja kaasujen siirtämiseen kasviin ja pois kasvista. Puumaisissa kasveissa orvaskesi muuttuu katoksi tai kuoreksi. Erittävät kudokset tuottavat nektaria, öljyjä, kasvia, lateksia ja hartseja.

Traumaattisten vaurioiden korjaus

Meristeemien avulla kasvit voivat selviytyä fyysisistä tai kemiallisista traumaista, jotka aiheuttavat vaurioita niiden kudoksille.

Lepotilassa olevat meristeemit (lepotilassa olevat silmut) aktivoituvat, kun apikaaliset meristeemit tuhoutuvat. Asynkronisen mitoottisen jakautumisen ja muiden tekijöiden aiheuttama meristemaattisten solupopulaatioiden heterogeenisyys tekee sopivista soluista saatavissa erityyppisiin vahinkoihin.

Meristemit ja fytohormonit

Kasvien kasvu riippuu suoraan fytohormonien vaikutuksesta ja ympäristötekijöistä. Viimeksi mainittujen joukossa ovat lämpötila ja valon, veden, hiilidioksidin ja mineraaliravinteiden saatavuus.

Fytohormonit ovat moniarvoisia ja monifunktionaalisia luonnollisia orgaanisia yhdisteitä, joita on läsnä alhaisissa pitoisuuksissa kasveissa ja jotka osallistuvat solujen, kudosten ja elinten toisistaan ​​riippuvaiseen aktivointiin. Fytohormonien biosynteesi tapahtuu meristeemissä.

Fytohormonit luokitellaan viiteen ryhmään: 1) auksiinit; 2) sytokiniinit; 3) giberelliinit; 4) abskissiinit; 5) eteeni.

Fytohormonien kautta meristeemit käynnistävät ja hallitsevat ohjelmoituja fysiologisia mekanismeja ja stimuloivat tai estävät kasvien ontogeneettisiä prosesseja.

Meristeemit ja polyploidia

Polyploidia on mutaatio, joka aiheuttaa uudelle sukupolvelle vähintään kaksi kertaa enemmän kromosomeja kuin edellisessä sukupolvessa.

Kasveissa polyploidia on tärkeä spesifikaation ja evoluution mekanismi. Useimmat kasvilajit ovat kokeneet polyploidian jossain vaiheessa historiansa aikana.

Polyploidia voi syntyä kahden eri mekanismin kautta. Ensinnäkin tuottamalla sukusoluja, joissa on enemmän kuin yksi joukko kromosomeja homologisten kromosomien segregaation epäonnistumisen seurauksena. Toiseksi kaksinkertaistamalla yksilön kromosomien lukumäärä seksuaalisen lisääntymisen jälkeen.

Toisen mekanismin harvinaiseen varianttiin sisältyy kromosomien päällekkäisyys varren apikaalisessa meristeemissä siten, että varasta tulee tetraploidi.

Tämän varren kukat voivat sitten tuottaa diploideja sukusoluja (eikä haploideja), jotka voisivat tuottaa elinkelpoisia jälkeläisiä liittymällä muihin diploidirakkeisiin.

Viitteet

1. Beck, CB 2010. Johdanto kasvien rakenteeseen ja kehitykseen - kasvien anatomia 2000-luvulla. Cambridge University Press, Cambridge.
2. Duca, M. 2015. Kasvien fysiologia. Springer, Cham.
3. Evert, RF 2006. Esaun kasvien anatomia: kasvien vartalon meristeemit, solut ja kudokset: niiden rakenne, toiminta ja kehitys. Wiley, Hoboken.
4. Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Kasvien biologia. WH Freeman, New York.
5. Lambers, H., Chapin, FS, III, Pons, TL 2008. Kasvien fysiologinen ekologia. Springer, New York.
6. Mauseth, JD 2017. Kasvitiede: johdanto kasvibiologiaan. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
7. Rudall, PJ 2007. Kukkakasvien anatomia - johdanto rakenteeseen ja kehitykseen. Cambridge University Press, Cambridge.
8. Schooley, J. 1997. Johdanto kasvitiedeeseen. Delmar Publishers, Albany.
9. Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Johdantokasvien biologia. McGraw-Hill, New York.
10. Taiz, L., Zeiger, E., Moller, IM, Murphy, A. 2014. Kasvien fysiologia ja kehitys. Sinauer, Sunderland.