Miksi vesi on tärkeä sammaleille?

Vesi on erittäin tärkeä sammalle, koska näillä kasveilla ei ole verisuonten kudoksia tai elimiä, jotka ovat erikoistuneet imeytymiseen. Toisaalta he eivät pysty sääntelemään veden häviöitä ja riippumaan siitä seksuaalista lisääntymistä varten.

Sammalat kuuluvat bryofyyteihin, katsotaan ensimmäiseksi kasvien ryhmäksi maanpäällisen ympäristön kolonisoimiseksi. Gametofiitti muodostaa kasvullisen kehon ja sporofoni on tästä riippuvainen.

Näillä kasveilla on hyvin ohut kutikula ja niissä ei ole hikoilua sääteleviä stomatoja. Ne ovat hyvin alttiita kosteuden muutoksille, joten ne voivat kuivua hyvin nopeasti.

Veden imeytyminen voi tapahtua koko kasvien tai risoideiden kautta. Johtavuus voi tapahtua kapillaaritoiminnalla apoplastisella tai yksinkertaistetulla tavalla. Joissakin ryhmissä on vesiliikenteessä erikoistuneita soluja.

Miesten sukusolut (siittiöt) on liputettu ja ne edellyttävät veden läsnäoloa munasolun (naaras gameta) saavuttamiseksi.

Monilla sammaleilla on suuri kyky toipua dehydraatiosta. Herbariumin näytteet Grimmia pulvinata 80 vuoden kuivumisen jälkeen.

indeksi

• 1 Sammalien yleiset ominaisuudet
  • 1.1 Gametofiitin kasviperäinen elin
  • 1.2 Lisääntymisrakenteet
  • 1.3 Esporofito
• 2 Sammaloiden kasviperäinen rakenne ja niiden suhde veteen
  • 2.1 Suojavaatteet
  • 2.2 Veden imeytyminen
  • 2.3 Vesijohto
• 3 Seksuaalinen lisääntyminen riippuu vedestä
• 4 Sammalien siedettävyys kuivumiselle
• 5 Viitteet

Sammalien yleiset ominaisuudet

Sammalat kuuluvat bryofyyttien tai ei-verisuonten kasvien ryhmään, jolle on tunnusomaista, että niillä ei ole erityisiä kudoksia veden johtamisessa.

Kasviperäinen elin vastaa gametofiittia (haploidifaasi). Sporofoni (diploidifaasi) on alikehittynyt ja riippuu gametofeenista itsensä ylläpitämiseksi.

Yleensä sammalat eivät saavuta suurta kokoa. Ne voivat vaihdella muutamista millimetreistä 60 cm: iin. Niillä on folioosikasvu, jossa pystysuora akseli (caulidium) on kiinnitetty substraattiin pienillä filamenteilla (risoideilla). Niillä on samanlaisia ​​rakenteita kuin lehdet (filidios).

Kasviperäisen kehon gametophyte

Kollidi on pystyssä tai hiipumassa. Risoidit ovat monisoluisia ja haarautuneita. Filidiat muodostuvat spiraalimaisesti kierukan ympärille ja ovat poikkeavia.

Sammalien runko muodostuu käytännöllisesti katsoen parenkymaattisesta kudoksesta. Joidenkin rakenteiden syrjäisimmissä kudoskerroksissa voi esiintyä stoomamaisia ​​huokosia.

Filidiat ovat litistettyjä. Sillä on yleensä solukerros, lukuun ottamatta keskusaluetta (rannikkoa), jossa on useita.

Lisääntymisrakenteet

Seksirakenteet muodostuvat gametofiitin kasvulliseen kehoon. Sammalat voivat olla monoikkuja (molemmat sukupuolet samassa jalkassa) tai dioosia (sukupuolet eri jaloissa).

Anteridio muodostaa maskuliinisen seksuaalisen rakenteen. Niillä voi olla pallomainen tai pitkänomainen muoto ja sisäiset solut muodostavat siittiöitä (urospuolisia sukusoluja). Siittiöiden läsnäolo on kaksi ja ne tarvitsevat vettä.

Naisten seksuaalirakenteita kutsutaan arke- niaksi. Niiden muoto on pullo, jossa on laaja pohja ja pitkä kapea osa. Näissä muodostaa munasolu (naaras gameta).

esporofito

Kun munasolun hedelmöitys tapahtuu arke- niumissa, muodostuu alkio. Se alkaa jakaa ja muodostaa diploidisen rungon. Se koostuu gametofiiliin kiinnitetystä haustoriumista, jonka tehtävänä on veden ja ravinteiden imeytyminen.

Sitten esitetään pedikeli ja kapseli (esporangio) apikaalisessa asennossa. Kun kypsytetään, kapseli tuottaa arkkitehtuurin. Saman solut käyvät läpi meioosin ja itiöt muodostuvat.

Tuuli vapauttaa ja hajottaa itiöt. Myöhemmin ne itävät alkunsa gametofiitin kasvullisesta kehosta.

Sammaloiden kasviperäinen rakenne ja niiden suhde veteen

Bryofyyttejä pidetään ensimmäisenä kasveina, jotka kolonisoivat maanpäällisen ympäristön. He eivät kehittäneet tukikudoksia tai lignifioitujen solujen läsnäoloa, joten ne ovat kooltaan pieniä. Niissä on kuitenkin joitakin ominaisuuksia, jotka ovat suosineet niiden kasvua veden ulkopuolella.

Suojaavat kankaat

Yksi tärkeimmistä ominaisuuksista, jotka ovat sallineet kasvien kolonisoinnin maanpäällisen ympäristön, on suojaavien kankaiden läsnäolo.

Maanpäällisillä kasveilla on rasvakerros (kutikula), joka kattaa laitoksen kehon ulkosolut. Katsotaan, että tämä on yksi tärkeimmistä mukautuksista vesiympäristön riippumattomuuden saavuttamiseksi.

Sammaloiden tapauksessa ainakin yhdellä filidiosien pinnoista on ohut kutikula. Saman rakenteen rakenne mahdollistaa veden pääsyn joillekin alueille.

Toisaalta stomatan läsnäolo on mahdollistanut maanpäällisten kasvien säätelemän veden häviöitä transpiraation kautta. Sammalan gametofyytin kasvullisessa kehossa ei esiinny stomata.

Tämän vuoksi he eivät voi valvoa vesihäviöitä (ne ovat poikilohydrisiä). Ne ovat erittäin herkkiä ympäristön kosteuden muutoksille ja eivät kykene säilyttämään vettä solujen sisällä, kun vesivajetta on.

Useiden lajien sporofytin kapselissa on havaittu stomata-läsnäoloa. Niitä on yhdistetty veden ja ravinteiden mobilisointiin kohti sporofiaattia eikä veden häviämisen hallintaa.

Veden imeytyminen

Verisuonten kasveissa veden imeytyminen tapahtuu juurien kautta. Bryofyyttien tapauksessa risoideilla ei yleensä ole tätä funktiota, vaan kiinnittyminen substraattiin.

Samoilla on kaksi erilaista strategiaa veden imeytymiseen. Niiden mukaan ne on luokiteltu seuraavasti:

Endohydriset lajit: vesi otetaan suoraan substraatista. Risoidit puuttuvat imeytymiseen ja myöhemmin vesi johdetaan sisäisesti laitoksen koko runkoon.

Eksohydriset lajit: Veden imeytyminen tapahtuu koko laitoksen rungossa ja kuljetetaan diffuusiolla. Joillakin lajeilla voi olla villainen kansi (tomentum), joka suosii ympäristön imeytymistä ympäristössä. Tämä ryhmä on hyvin herkkä kuivumiselle.

Endohydriset lajit voivat kasvaa kuivemmissa ympäristöissä kuin eksohydriset.

Veden johtuminen

Verisuonten kasveissa vettä ohjaa xylem. Tämän kudoksen johtokennot ovat kuolleet ja hyvin sitkeät seinät. Xylemin läsnäolo tekee niistä erittäin tehokkaita veden käytössä. Tämä ominaisuus on mahdollistanut niiden monipuolistamisen suuren määrän elinympäristöjä. 

Sammaloissa ei ole lignifioituja kudoksia. Veden johtuminen voi tapahtua neljällä eri tavalla. Yksi näistä on solu-soluun -liike (yksinkertaistettu polku). Muita tapoja ovat seuraavat:

soluvälitilaa: vesi liikkuu apoplastin (seinät ja solujen väliset tilat) läpi. Tämäntyyppinen ajaminen on paljon yksinkertaisempaa. Se on tehokkaampaa niissä ryhmissä, joissa on paksut soluseinät, johtuen sen suuremmasta hydraulijohtavuudesta.

Hiusten tilat: ektohydrisissä ryhmissä veden mobilisointi on yleensä kapillaarisuus. Filidiumien ja kattilien välillä muodostuu kapillaaritiloja, jotka helpottavat veden kuljettamista. Kapillaarien pituus voi olla jopa 100 μm.

hydroidien: endohydrisissä lajeissa on havaittu alkeellisen johtosysteemin läsnäolo. Veden johtamisessa on erikoistuneita soluja, joita kutsutaan hydroideiksi. Nämä solut ovat kuolleita, mutta niiden seinät ovat ohuita ja hyvin vettä läpäiseviä. Ne on järjestetty rivien yläpuolelle, ja ne sijaitsevat keskiosassa.             

Vedestä riippuva seksuaalinen lisääntyminen

Sammaloissa on urospuolisia sukusoluja (sperma). Kun antheridium kypsyy, veden avaaminen on välttämätöntä. Kun dehiscence esiintyy, siittiö pysyy kelluvana vesikalvossa.

Lannoituksen esiintymisen kannalta on olennaista veden läsnäolo. Siittiöt voivat pysyä elinkelpoisina vesipitoisessa väliaineessa noin kuusi tuntia ja voivat kulkea jopa 1 cm: n etäisyydellä.

Vesipisaroiden vaikutuksesta suosii urospuolisten sukusolujen saapuminen anteridiaan. Kun ne roiskuvat eri suuntiin, ne kuljettavat paljon siittiöitä. Tämä on erittäin tärkeää diooryhmien lisääntymiselle.

Monissa tapauksissa antheridia on muotoiltu kuppiin, mikä helpottaa siittiöiden leviämistä, kun veden vaikutus tapahtuu. Hiipivä tapa sammakot muodostavat enemmän tai vähemmän jatkuvia vesikerroksia, joiden läpi sukusolut liikkuvat.

Sammalien toleranssi dehydraatioon

Jotkut sammaleet ovat pakotettuja vesistöön. Nämä lajit eivät siedä kuivumista. Muut lajit voivat kuitenkin kasvaa äärimmäisissä ympäristöissä, joissa on merkittäviä kuivumisaikoja.

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

Laji Tortula ruralis on varastoitu 5% kosteuspitoisuudella. Kun se on hydratoitu, se on pystynyt palauttamaan metabolisen kapasiteetin. Toinen mielenkiintoinen tapaus on Grimmia pulvinata. Yli 80-vuotiaat herbariuminäytteet ovat olleet elinkelpoisia.

Tämä suvaitsevaisuus monien sammalien dehydratoitumiseen sisältää strategiat, joiden avulla ne voivat säilyttää solukalvojen eheyden.

Yksi tekijöistä, joka auttaa ylläpitämään solurakennetta, on proteiinien, joita kutsutaan rehydriineiksi, läsnäolo. Ne osallistuvat vaurioituneiden kalvojen stabiloitumiseen ja palautumiseen kuivumisen aikana.

Joissakin lajeissa on havaittu, että vacuole jakautuu moniin pieniin vakuoleihin kuivumisen aikana. Lisäämällä kosteuspitoisuutta ne sulautuvat ja muodostavat suuren vakuolin.

Pitkät kuivumisaikoja kestävät kasvit esittävät antioksidanttimekanismeja, koska hapettumisen aiheuttamat vauriot lisääntyvät kuivumisen aikana.

viittaukset

1. Glime J (2017) Vesisuhteet: Kasvien strategiat. Luku 7-3. Julkaisussa: Glime J (toim.) Bryophyte Ecology Volume I. Fysiologinen ekologia. Ebook sponsoroi Michiganin teknillinen yliopisto ja kansainvälinen bryologiyhdistys. 50.pp.
2. Glime J (2017) Vesisuhteet: Luontotyypit. Luku 7-8. Julkaisussa: Glime J (toim.) Bryophyte Ecology Volume I. Fysiologinen ekologia. Ebook sponsoroi Michiganin teknillinen yliopisto ja kansainvälinen bryologiyhdistys. 29.pp.
3. Green T, L Sancho ja A Pintado (2011) Kuivaus- / rehydraatioprosessien ekofysiologia sammaloissa ja jäkälissä. Julkaisussa: Lüttge U, E Beck ja D Bartels (eds) Plant Desiccation Tolerance. 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) Botany. McGraw Hill - Espanjan Interamerican. Madrid, Espanja 781 pp.
5. Montero L (2011) Mossan Pleurozium schreberin joidenkin fysiologisten ja biokemiallisten näkökohtien karakterisointi, joka liittyy sen kykyyn sietää kuivumista. Opinnäytetyö haetaan maataloustieteiden tohtorin nimeksi. Agronomian tiedekunta, Kolumbian kansallinen yliopisto, Bogotá. 158 s.