Tracheids plassering, egenskaper og funksjoner

De trakeider De er langstrakte celler med graver i endene som i vaskulære planter fungerer som kanaler for å transportere vann og oppløst mineralsalter. Fosa-Fosa Kontaktområder mellom traquidas Pares tillater passering av vann. Rekkene av trakeider danner et kontinuerlig kjøresystem langs plantene.

Når du modnes, er trakeider celler med sterkt lignifiserte cellevegger, så de gir også strukturell støtte. Vaskulære planter har en stor kapasitet til å kontrollere vanninnholdet takket være besittelsen av xylem, hvorav trakeidene er en del.

Kilde: Dr. Phil.Nat Thomas Geier, Fachgebiet Botanik der Forschungsanstalt Geisenheim. [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] [TOC]

Planteplassering

Plantene har tre grunnleggende typer vev: parenkym, med ikke -spesialiserte celler, av fine cellemembraner, ikke lignifiserte; Colénquima, med langstrakte støtteceller, med uregelmessig tykne cellevegger; og sklerekimaen, med lignifiserte celleveggstøtteceller, mangler levende komponenter i sin modenhet.

Scleral kan være mekanisk, med sclereidas (steinceller) og trefibre, eller fører, med trakeider (uten perforeringer, til stede i alle vaskulære planter) og ledende kar (med perforeringer i endene, hovedsakelig til stede i angiospermer). Trachidas og elementene i de ledende karene er døde celler.

Plantene har to typer ledende vev: Xylem, som transporterer vann og mineralsalter fra jorda; og floemet, som distribuerer sukkerene produsert ved fotosyntese.

Xylem og floem danner parallelle vaskulære bjelker i plantens cortex. Xylem er dannet av parenkym, trefibre og sclengle -driver. Floemet består av levende vaskulære celler.

I noen trær skiller årlige vekstringer fordi trakeidene som er dannet om våren er bredere enn de som er dannet om sommeren.

Kjennetegn

Tverrsnitt av en Souco -plante (Sambucus sp.). Xylema og trachedias briller. Tatt og redigert fra: Berkshire Community College Bioscience Image Library [CC0].

Begrepet "trachida", myntet av Carl Sanio i 1863, viser til en form som minner om luftrøret.

I breggene, syklet og bartrærene er trakeidene 1-7 mm. I angiospermer er 1-2 mm, eller mindre. I kontrast kan ledende fartøyer (sammensatt av mange elementer av førerfartøy), eksklusiv angiospermer, ha en lengde nær 1.000 mm.

Trakeidcellene har en primær og sekundær cellevegg. Sekundærvegg skilles ut etter at primærveggen har dannet seg. Derfor er den første intern med hensyn til den andre.

Cellulosefibrene til den primære celleveggen er tilfeldig orientert, mens de på den sekundære celleveggen er spiral. Derfor kan den første strekke seg lettere mens cellen vokser. Det vil si at den andre er mer stiv.

De lignifiserte celleveggene i trakeid. Denne egenskapen gjør det mulig å identifisere arter ved mikroskopisk observasjon.

Ligninvegger, et vanntett materiale, lager trakeider og ledende kar mister ikke vann eller lider embolismer forårsaket av luftinngang.

Transportfunksjon

Den så -kallede "samholdsteorien" er den mest aksepterte forklaringen på stigende bevegelse av vann og salter i løsning i xylem. I følge denne teorien ville tapet av vann på grunn av blad svette gi spenning i væskesøylen som går fra røttene til grenene, krysser trakeider og ledende kar.

Kan tjene deg: Condroblasts: Egenskaper og funksjoner

Tapet av vann ved svette vil ha en tendens til å redusere trykket i den øvre delen av plantene, og stiger gjennom xylemkanalene vannet hentet fra bakken av røttene. På denne måten vil perspirert vann kontinuerlig erstattes.

Alt dette vil kreve tilstrekkelig spenning for å heve vannet, og at den sammenhengende kraften i den flytende kolonnen støtter den spenningen. For et 100 m høyt tre ville en 0,2 bar/m trykkgradient være nødvendig for en total sammenhengende kraft på 20 bar. Eksperimentelle bevis tyder på at disse forholdene er oppfylt i naturen.

Trakeidene har et innvendig overflateforhold ved volum mye større enn elementene i de ledende fartøyene. Av denne grunn tjener de til å bevare vedheft, vann i planten mot tyngdekraften, uavhengig av om det ikke er noen svette.

Mekanisk funksjon

Lignifiseringen av trakeidene unngår implosjonen på grunn av det negative hydrostatiske trykk fra xylem.

Denne lignifiseringen får også trakeidene til å bidra med det meste av strukturell støtte av treverket. Jo større størrelse på plantene, jo større er behovet for strukturell støtte. Derfor har diameteren på trakeidene en tendens til å være større i store planter.

Stivheten til trakeidet tillot planter å skaffe seg en oppreist jordvaner. Dette førte til utseendet til trær og jungler.

I store planter har trakeidas en dobbel funksjon. Den første er å bringe vann til løvverk (som i små planter). Det andre er å strukturelt forsterke løvet for å motstå virkningen av tyngdekraften, selv om forsterkningen reduserer den hydrauliske effektiviteten til xylema.

Miljøene utsatt for sterk vind eller snøfall. Større lignifisering av tre på grunn av trakeidas kan fremme levetiden til de treete delene av disse plantene.

Utvikling

Evolusjonsprosessen til trakeidene, som dekker mer enn 400 millioner år, er godt dokumentert fordi hardheten i disse vaskulære cellene, forårsaket av lignifisering, favoriserer bevaring som fossiler.

Etter hvert som den terrestriske floraen utviklet seg i geologisk tid, opplevde trakeidene to adaptive trender. Først ga de opphav til de ledende karene for å øke effektiviteten av vann og næringstransport. For det andre forvandlet de fibre for å gi strukturell støtte til stadig større planter.

Elementene i de ledende fartøyene får sine egenskaper karakteristiske i løpet av ontogeni. I løpet av de tidlige stadiene av utviklingen ligner de trakeidas, hvorfra de utviklet seg.

I fossil og levende gimonoer, og i primitiv (magisk) dikotyledoneal. Under evolusjonen mot mer avanserte plantegrupper ga trakeidene til skalariform kanter opphav til de med sirkulære kant. Sistnevnte ga opphav til libriform fibre.

Kan tjene deg: Cytokrom C oksidase: Struktur, funksjoner, hemmere

Xylem

Xylem sammen med floemet utgjør vevene som utgjør det vaskulære vevssystemet til vaskulære planter. Dette systemet er ganske sammensatt og er ansvarlig for å kjøre vann, mineraler og mat.

Mens xylem leder vann og mineraler fra roten til resten av planten, transporterer floem næringsstoffene som er utdypet under fotosyntesen, fra bladene til resten av planten.

Xylem utgjøres i mange tilfeller av to typer celler: trakeider, ansett som de mest primitive, og elementene i fartøyet. De mest primitive vaskulære plantene presenterer imidlertid bare trakeider i xylem.

Vannstrømmen gjennom trakeidene

Måten trakeidene i planten er plassert på er slik at tipsene er perfekt på linje mellom nabolandet trachedias, noe som tillater strømmen i noen retning.

Noen arter har fortykning av celleveggen i kantene av prikkene som reduserer diameteren på åpningen, og forsterker dermed foreningen av trakeider og også reduserer mengden vann og mineraler som kan skje gjennom dem. Disse typene tips kalles arolat reddi.

Noen arter av angiospermer, så vel som bartrær, har en ekstra mekanisme som gjør det mulig å regulere vannstrømmen gjennom areolatdartene, for eksempel tilstedeværelsen av en struktur som kalles Toro.

En okse er ikke annet enn en tykning av membranen til tåen på nivået av det sentrale området av det samme, og som fungerer som en vannpassasjekontroll og mineralkontrollventil mellom cellene mellom cellene.

Når oksen er i midten av pekeren, er strømmen mellom trakeider normal; Men hvis membranen beveger seg til noen av sidene, blokkerer oksen åpningen av poin -up og etterlater strømmen eller hindrer den helt.

Typer tips

Enkel

De presenterer ikke hevelse i kantene

Areolat

De presenterer hevelse i kantene på skrivebordet for både en trakeid, så vel som den tilstøtende trakeid.

Semi -overolat

Kantene på en celles tå har fortykning, men de av tilstøtende ikke.

Erolert med okse

Som allerede påpekt, har bartrær og noen angiospermer en sentral okse i det arolatiske skrivebordet som hjelper til med å regulere strømmen av vann og mineraler.

Blind

Etter hvert samsvarer punkteringen av en trakeid ikke den til den tilstøtende cellen, så strømmen av vann og mineraler blir avbrutt i dette området. I disse tilfellene er det snakk om en blind eller ikke -funksjonell tå.

Myk tre tangensiell seksjon av en bartrær (pinus sp.). Trachedias og andre strukturer. Tatt og redigert fra: Berkshire Community College Bioscience Image Library [CC0].

I gymnospermer

Phylum Gnetophyta Gymnosperms er karakterisert blant andre aspekter ved å presentere en xylem som består av trakeider og fartøyer eller tracheas, men resten av gymnospermene har bare trakeider som kjøreelementer.

Gymnosperm. Mer enn 90% av vekten og volumet av sekundære xylem av bartrær består av trakeidas.

Det kan tjene deg: glut: funksjoner, hovedglukosetransportører

Dannelsen av trakeider i sekundære xylem av bartrær oppstår fra den vaskulære endringen. Denne prosessen kan deles inn i fire faser.

Cellular Division

Det er en mitotisk inndeling der etter atomavdelingen i to barn er den første strukturen som dannes er den primære veggen.

Cellular forlengelse

Etter den komplette celledelingen begynner cellen å vokse i lengde. Før denne prosessen har fullført dannelsen av sekundærveggen, som starter fra midten av cellen og øker mot spissen.

Cellulosematriseavsetning

Cellulose- og hemicellulosematrisen til cellen blir avsatt i forskjellige lag.

Lignifisering

Cellulose- og hemicellulosematrisen er impregnert av lignin og andre materialer av lignende karakter i det som utgjør sluttfasen av modningsfasen av trakeidene.

I angiospermer

Trachidene er til stede i xylemet til alle vaskulære planter, men i angiospermer er de mindre viktige enn i gymnospermer fordi de deler funksjoner med andre strukturer, kjent som elementer i fartøyene eller tracheas.

Trakeidene til angiospermer er korte.

Angiospermas tracheas, som trakeidas, har tips på veggene, dør når de når modenhet og mister protoplasten. Disse cellene er imidlertid kortere og opptil 10 ganger bredere enn trakeidas.

Takeas mister det meste av celleveggen i toppene sine og forlater boreplater mellom tilstøtende celler og danner dermed en kontinuerlig kanal.

Takeas kan transportere vann og mineraler med en hastighet mye høyere enn trakeider. Imidlertid er disse strukturene mer utsatt for å bli blokkert av luftbobler. De er også mer utsatt for frysing i vintersesonger.

Referanser

1. Beck, c. B. 2010. En introduksjon til plantestruktur og utvikling - Planteanatomi for det tjuefirs århundre. Cambridge University Press, Cambridge.
2. Evert, r. F., Eichhorn, s. OG. 2013. Biologi av planter. W.H. Freeman, New York.
3. Gifford, e. M., Foster, a. S. 1989. Morfologi og utvikling av vaskulære planter. W. H. Freeman, New York.
4. Mauseth, J. D. 2016. Botanikk: En introduksjon til plantebiologi. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
5. Pittermann, J., Sperry, J. S., Wheeler, J. K., Hacke, u. G., Sikkema, e. H. 2006. Mekanisk forsterkning av trakeider som kompromitterer den hydrauliske effekt av bartrær xylem. Plante, celle og miljø, 29, 1618-1628.
6. Rudall, p. J. Anatomi av blomstrende planter - en introduksjon til struktur og utvikling. Cambridge University Press, Cambridge.
7. Schooley, J. 1997. Introduksjon til botanikk. Delmar Publisher, Albany.
8. Sperry, J. S., Hacke, u.G., Pittermann, J. 2006. Størrelse og funksjon i bartrakeider og angiospermfartøy. American Journal of Botany, 93, 1490-1500.
9. Stern, r. R., Bidlack, J. OG., Jansky, s. H. 2008. Innledende plantebiologi. McGraw-Hill, New York.
10. Willis, k. J., McElwain, J. C. 2001. Utviklingen av planter. Oxford University Press, Oxford.