MIKSI VESI ON TÄRKEÄÄ SAMMALILLE? - BIOLOGIA - 2025

Vesi on erittäin tärkeä sammalille, koska näillä kasveilla ei ole verisuonikudoksia tai erityisiä elimiä imeytymistä varten. Toisaalta, he eivät pysty säätelemään veden menetystä ja ovat riippuvaisia ​​siitä seksuaalisen lisääntymisen kannalta.

Sammakat kuuluvat sammakkoihin, joita pidetään ensimmäisenä kasviryhmänä kolonisoimaan maaympäristöä. Gametophyte muodostaa kasvullisen kehon ja sporophyte on siitä riippuvainen.

Pisarat vettä sammalta. Kirjoittaja: publicdomainpictures.net

Näillä kasveilla on erittäin ohut kynsinauha, eikä niissä ole vatsakkeita, jotka säätelevät hikoilua. Ne ovat erittäin alttiita kosteuden muutoksille, joten ne voivat kuivua hyvin nopeasti.

Veden imeytymistä voi tapahtua koko kasvi tai juurakoiden läpi. Johtaminen voi olla kapillaarisuutta, apoplastista tai yksinkertaista. Joissakin ryhmissä on soluja, jotka ovat erikoistuneet veden (hydroidien) kuljetukseen.

Miespuoliset sukusolut (siittiöt) pilkotaan ja vaativat veden läsnäolon pääsemiseksi munasoluun (naaraspuolinen sukusolu).

Monilla sammalilla on suuri kyky toipua kuivumisesta. Grimmia pulvinata -kasvien herbaariuminäytteet ovat osoittautuneet elinkelpoisiksi 80 vuoden kuivauksen jälkeen.

Sammalien yleiset ominaisuudet

Sammakat kuuluvat bryofyyttien tai ei-verisuonikasvien ryhmään, jolle on tunnusomaista, että sillä ei ole erikoistuneita kudoksia veden johtamiseen.

Vegetatiivinen vartalo vastaa gametofyyttiä (haploidifaasi). Sporofytti (diploidifaasi) on heikosti kehittynyt ja riippuu ylläpitämisestä gametofyytistä.

Yleensä sammalit eivät ole suurikokoisia. Ne voivat vaihdella muutamasta millimetristä 60 cm: iin. Heillä on folioosikasvu, pystyssä olevalla akselilla (caulidium), joka on kiinnitetty substraattiin pienillä filamenteilla (risoideilla). Heillä on lehtimäisiä rakenteita (filidia).

Gametofyytin kasvillisuus

Caulidium on pystyssä tai hiipivä. Risoidit ovat monisoluisia ja haarautuneita. Filidiat on muodostettu spiraalisesti caulidiumin ympärille ja ovat istumattomia.

Sammaloiden runko koostuu käytännössä parenhimaalisesta kudoksesta. Stomataalisia huokosia voi esiintyä joidenkin rakenteiden uloimmissa kudoskerroksissa.

Filidiat on litistetty. Siinä on yleensä solukerros, lukuun ottamatta keskusvyöhykettä (rannikkoa), jossa ne voivat olla useita.

Lisääntymisrakenteet

Sukupuolirakenteet muodostuvat gametofyytin vegetatiiviseen vartaloon. Sammaleet voivat olla yksitieviä (molemmat sukupuolet samalla jalalla) tai kaksikielisiä (sukupuolet erillisillä jaloilla).

Antheridium muodostaa miehen seksuaalisen rakenteen. Ne voivat olla pallomaisia ​​tai pitkänomaisia ​​ja sisäsolut muodostavat siittiöitä (urospuoliset sukusolut). Siittiöissä on kaksi siipikarjaa ja niiden on liikuttava veden läpi.

Naisten seksuaalisia rakenteita kutsutaan arkegoniksi. Ne ovat pullon muotoisia, joissa on laajentunut pohja ja pitkä kapea osa. Niiden sisällä muodostuu okosolu (naaraspuolinen sukusolu).

Sporophyte

Kun munan hedelmöitys tapahtuu arkegoniumissa, muodostuu alkio. Tämä alkaa jakaa ja muodostaa diploidisen rungon. Se koostuu gametofyyttiin kiinnitetystä haustoriumista, jonka tehtävänä on veden ja ravinteiden imeytyminen.

Sitten on pedicel ja kapseli (sporangium) apikaalisessa asennossa. Kun kypsä, kapseli tuottaa archesporiumia. Sen solut läpikäyvät meioosin ja itiöt muodostuvat.

Itiöt vapauttavat ja levittävät itiöt. Myöhemmin ne itävät peräisinkseen gametofyytin vegetatiivisesta kehosta.

Sammaleiden kasvillinen rakenne ja niiden suhde veteen

Bryofyytejä pidetään ensimmäisinä kasveina, jotka asuttivat maaympäristön. Heillä ei kehittynyt tukikudoksia tai lignifioituja soluja, joten ne ovat kooltaan pieniä. Niillä on kuitenkin joitain ominaisuuksia, jotka ovat suosineet kasvuaan vedestä.

Suojakankaat

Yksi pääpiirteistä, joka on antanut kasveille mahdollisuuden siirtää maaympäristöön, on suojakudosten läsnäolo.

Maapallon kasveilla on rasvakerros (kynsinauha), joka peittää kasvin rungon ulkoiset solut. Tätä pidetään yhtenä merkityksellisimmistä mukautuksista, joilla saavutetaan riippumattomuus vesiympäristöstä.

Sammalta tapauksessa vähintään yhden filidian pinnasta on ohut kutikula. Sen rakenne sallii kuitenkin veden pääsyn joillakin alueilla.

Toisaalta stomaattien esiintyminen on antanut maapallon kasveille mahdollisuuden säätää veden menetyksiä transpiraatiolla. Stomataa ei esiinny sammalien gametofyytin vegetatiivisessa vartalossa.

Tästä syystä he eivät voi hallita vesihäviöitä (ne ovat poikilohydrisiä). Ne ovat erittäin herkkiä ympäristön kosteuden muutoksille eivätkä pysty pitämään vettä solujen sisällä, kun vesivaje on.

Stomataa on havaittu useiden lajien sporofyyttikapselissa. Ne on liitetty veden ja ravinteiden mobilisointiin sporofyyttia kohti eikä veden menetyksen hallintaan.

Veden imeytyminen

Verisuonikasveissa veden imeytyminen tapahtuu juurten kautta. Bryofyyttien tapauksessa juurakoilla ei yleensä ole tätä tehtävää, vaan pikemminkin kiinnittymistä alustaan.

Sammalla on kaksi erilaista strategiaa veden imemiseksi. Heidän esittämänsä strategian mukaan ne luokitellaan:

Endohydriset lajit: vesi otetaan suoraan substraatista. Risoidit osallistuvat imeytymiseen ja myöhemmin vesi johdetaan sisäisesti koko kasvin vartaloon.

Vedettömät lajit: Veden imeytyminen tapahtuu koko kasvin rungossa ja kulkeutuu diffuusiolla. Joillakin lajeilla voi olla epäsäännöllinen kansi (tomentum), joka suosii ympäröivän veden imeytymistä. Tämä ryhmä on erittäin herkkä kuivumiselle.

Endohydriset lajit kykenevät kasvamaan kuivemmissa olosuhteissa kuin vedettömät lajit.

Veden johtavuus

Verisuonikasveissa vesi johdetaan ksyleemillä. Tämän kudoksen johtavat solut ovat kuolleita ja seinät ovat erittäin koristeellisia. Ksyleemin läsnäolo tekee niistä erittäin tehokkaan veden käytössä. Tämän ominaisuuden ansiosta he voivat siirtää suuren määrän elinympäristöjä.

Sammaloissa ei esiintynyt rignifioituja kudoksia. Veden johtavuus voi tapahtua neljällä eri tavalla. Yksi näistä on solujen väliset liikkeet (yksinkertaistettu reitti). Muita tapoja ovat seuraavat:

Apoplastinen: vesi liikkuu apoplastin (seinien ja solujen välisten tilojen) läpi. Tämän tyyppinen ajo on paljon nopeampaa kuin yksinkertaistettu. Se on tehokkaampi niissä ryhmissä, joissa on paksut kennoseinät, johtuen sen korkeammasta vedenjohtavuudesta.

Kapillaaritilat: ektohydrisissä ryhmissä veden mobilisoituminen tapahtuu yleensä kapillaarisuudella. Filidian ja caulidiumin väliin muodostuu kapillaaritilat, jotka helpottavat veden kuljetusta. Kapillaarikanavien pituudet voivat olla jopa 100 µm.

Hydroidien: in endohydric lajeihin, alkeellisia johtuminen järjestelmä on havaittu. Havaitaan soluja, jotka ovat erikoistuneet veden johtavuuteen, nimeltään hydroidit. Nämä solut ovat kuolleita, mutta niiden seinät ovat ohuita ja hyvin vettä läpäiseviä. Ne on järjestetty riviin toistensa yläpuolelle ja sijaitsevat keskellä caulidiumia.

Vesipohjainen sukupuolielinten lisääntyminen

Sammakoissa on pilkottuneita urosrakkeita (siittiöitä). Kun antheridium kypsyy, veden läsnäolo on välttämätöntä sen avaamiseksi. Heikentymisen jälkeen siittiöt kelluvat vesikalvossa.

Hedelmöityksen tapahtumiseksi veden läsnäolo on välttämätöntä. Sperma voi pysyä elinkelpoisena vesipitoisessa väliaineessa noin kuusi tuntia ja kuljettaa jopa 1 cm: n etäisyydelle.

Miespuolisten sukusolujen saapumista antheridiaan suosii vesipisaroiden vaikutus. Kun ne roiskuvat eri suuntiin, niissä on suuri määrä siittiöitä. Tällä on suuri merkitys kaksiarvoisten ryhmien lisääntymisessä.

Monissa tapauksissa antheridiat ovat kupin muotoisia, mikä helpottaa siittiöiden leviämistä veden vaikutuksen tapahtuessa. Hiipivä tapa sammalit muodostavat enemmän tai vähemmän jatkuvia vesikerroksia, joiden läpi sukusolut liikkuvat.

Moss-sietokyky kuivumiseen

Jotkut sammalit ovat pakollisia vesieliöille. Nämä lajit eivät kestä kuivumista. Muut lajit kykenevät kuitenkin kasvamaan äärimmäisissä ympäristöissä, joissa on huomattavia kuivia aikoja.

Koska ne ovat poikilohydrisiä, ne voivat menettää ja saada vettä nopeasti. Kun ympäristö on kuiva, ne voivat menettää jopa 90% vedestä ja palautua kosteuden kasvaessa.

Tortula ruralis -lajeja on varastoitu 5%: n kosteuspitoisuudella. Rehydratoituneena hän on voinut palauttaa aineenvaihduntakykynsä. Toinen mielenkiintoinen tapaus on Grimmia pulvinata. Yli 80-vuotiaat herbaariuminäytteet ovat osoittautuneet kannattaviksi.

Tämä monien sammalten kuivumisen toleranssi sisältää strategioita, jotka sallivat niiden ylläpitää solukalvojen eheyttä.

Yksi tekijöistä, jotka edistävät solurakenteen ylläpitämistä, on rehydrineiksi kutsuttujen proteiinien läsnäolo. Ne puuttuvat kuivumisen aikana vaurioituneiden kalvojen stabilointiin ja uudelleen muodostamiseen.

Joillakin lajeilla vakuolien on havaittu jakautuvan moniin pieniin tyhjiöihin kuivumisen aikana. Kosteuspitoisuuden kasvaessa ne sulautuvat ja muodostavat jälleen suuren vakuolin.

Kasveissa, jotka kestävät pitkää kuivumista, esiintyy antioksidanttimekanismeja, johtuen tosiasiasta, että hapettavat vauriot kasvavat kuivumisen ajan myötä.

Viitteet

1. Glime J (2017) Vesisuhteet: Kasvustrategiat. Luku 7-3. Julkaisussa: Glime J (toim.) Bryophyte Ecology Volume I. Fysiological Ecology. E-kirja sponsoroi Michigan Technological University ja International Association of Bryologist. 50.pp.
2. Glime J (2017) Vesisuhteet: luontotyypit. Luku 7-8. Julkaisussa: Glime J (toim.) Bryophyte Ecology Volume I. Fysiological Ecology. E-kirja sponsoroi Michigan Technological University ja International Association of Bryologist. 29.pp.
3. Vihreä T, L Sancho ja A Pintado (2011) sammalien ja jäkälien kuivumisen / nesteytysjakson ekofysiologia. Julkaisussa: Lüttge U, E Beck ja D Bartels (toim.) Kasvien kuivumisen toleranssi. Ekologiset tutkimukset (analyysi ja synteesi), osa 215. Springer, Berliini, Heidelberg.
4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera ja B Valdés (1997) Botánica. McGraw Hill - Interamericana Espanjasta. Madrid, Espanja. 781 s.
5. Montero L (2011) Pleurozium schreberi-sammalin joidenkin fysiologisten ja biokemiallisten näkökohtien karakterisointi suhteessa sen kykyyn sietää kuivumista. Opinnäyte haetaan maataloustieteiden tohtoriksi. Kolumbian kansallisen yliopiston maataloustieteellinen tiedekunta, Bogotá. 158 s.