Kodėl vanduo yra svarbus samanoms?



Vanduo yra labai svarbus samanoms, nes šie augalai neturi kraujagyslių audinių ar organų, kurių specializacija yra absorbcija. Kita vertus, jie negali reguliuoti vandens nuostolių ir priklauso nuo seksualinės reprodukcijos.

Samanos priklauso bryofitams, pirmoji augalų grupė, skirta kolonizuoti sausumos aplinką. Gametofitas sudaro vegetatyvinį kūną, o nuo jo priklauso sporofitas.

Šie augalai turi labai ploną odelių odą ir neturi stomatų, reguliuojančių prakaitavimą. Jie yra labai jautrūs drėgmės pokyčiams, todėl jie gali greitai dehidratuotis.

Vandens įsisavinimas gali įvykti per visą augalą arba per rizoidus. Laidumas gali būti atliekamas kapiliariniu būdu, apoplastiniu arba supaprastintu. Kai kuriose grupėse yra specializuotos vandens transportavimo ląstelės (hidroidai).

Vyriškos lyties lytinės ląstelės (spermatozoidai) yra pažymėtos ir reikalauja vandens, kad būtų pasiektas ovocelis (moterų gama).

Daugelis samanų turi didelį gebėjimą atsigauti nuo dehidratacijos. Herbariumo mėginiai iš Grimmia pulvinata po 80 metų džiovinimo.

Indeksas

  • 1 Bendrosios samanų savybės
    • 1.1. Gametofito augalinis kūnas
    • 1.2. Reprodukcinės struktūros
    • 1.3 Esporofito
  • 2 samanų vegetatyvinė struktūra ir jų santykis su vandeniu
    • 2.1 Apsauginiai audiniai
    • 2.2 Vandens absorbcija
    • 2.3 Vandens laidumas
  • 3 Seksualinė reprodukcija priklauso nuo vandens
  • 4 samanų tolerancija dehidratacijai
  • 5 Nuorodos

Bendrosios samanų savybės

Samanos priklauso bryofitų arba ne kraujagyslių augalų grupei, kuriai būdingi specialūs audiniai, neturintys vandens laidumo..

Vegetatyvinis kūnas atitinka gametofitą (haploidinę fazę). Sporofitas (diploidinė fazė) yra nepakankamai išsivysčiusi ir priklauso nuo gametofito, kad jis išliktų.

Apskritai, samanos nesiekia didelio dydžio. Jie gali svyruoti nuo kelių milimetrų iki 60 cm ilgio. Jų augimas yra folioze, o stačias ašis (puidai) yra pritvirtintas prie substrato mažais gijos siūlais (rizoidais). Jie turi panašias struktūras (filidijas).

Gametofito augalinis kūnas

Žiedas yra stačias arba šliaužiantis. Rizoidai yra daugialypiai ir šakoti. Filidijos yra spiraliniu būdu suformuotos aplink pilidį ir yra sėdimos.

Samanų kūną praktiškai sudaro parenchiminis audinys. Atokiausiuose kai kurių struktūrų audinių sluoksniuose gali atsirasti stoma panašios poros.

Filidios yra suplotos. Ji paprastai turi ląstelių sluoksnį, išskyrus centrinę zoną (pakrantę), kur yra keli.

Reprodukcinės struktūros

Sekso struktūros susidaro ant gametofito vegetatyvinio kūno. Samanos gali būti monoicos (dvi lyties toje pačioje kojoje) arba dioicos (lyties atskirose kojose)..

Anteridija sudaro vyrišką seksualinę struktūrą. Jie gali turėti rutulio formos arba pailgos formos, o vidinės ląstelės sudaro spermą (vyriškos lytinės ląstelės). Spermatozoidai turi dvi vėliavas ir reikalauja mobilizuoti vandeniu.

Moterų lytinės struktūros vadinamos archegonija. Jie turi butelį su plačiu pagrindu ir ilga siaura dalimi. Viduje susidaro ovocelis (moterų gama).

Esporofito

Kai ovocelio tręšimas vyksta archegonijoje, susidaro embrionas. Jis pradeda padalinti ir formuoja diploidinį kūną. Jį sudaro haitorijus, pritvirtintas prie gametofito, kurio funkcija yra vandens ir maistinių medžiagų įsisavinimas.

Tada pateikiamas pėdsakas ir kapsulė (esporangio) apikalioje padėtyje. Kai subrendo, kapsulė sukuria archesporio. Tos pačios ląstelės vyksta miozėje, o sporos susidaro.

Sporos išleidžiamos ir išsklaidytos vėjo. Vėliau jie sudygsta, kad gautų gametofito vegetatyvinį kūną.

Samanų vegetatyvinė struktūra ir jų santykis su vandeniu

Briofitai laikomi pirmosiomis augalinėmis, kurios kolonizavo sausumos aplinką. Jie nesukūrė palaikančiųjų audinių ar lignifikuotų ląstelių, todėl jie yra mažo dydžio. Tačiau jie pasižymi tam tikromis savybėmis, kurios skatino jų augimą už vandens.

Apsauginiai audiniai

Viena iš pagrindinių savybių, leidžiančių augalams kolonizuoti sausumos aplinką, yra apsauginių audinių buvimas.

Antžeminiai augalai turi riebalų sluoksnį (odeles), kuri apima išorines augalo kūno dalis. Manoma, kad tai yra vienas iš svarbiausių pritaikymų, kad būtų pasiektas vandens aplinkos nepriklausomumas.

Jei tai samanos, mažiausiai viename iš filidijų paviršių yra plona kutikulė. Tačiau tos pačios struktūros leidžia patekti į vandenį kai kuriose vietovėse.

Kita vertus, stomatų buvimas leido antžeminiams augalams reguliuoti vandens nuostolius per transpiraciją. Sėklų gametofitų vegetatyviniame kūnelyje nėra stomatų.

Dėl to jie negali kontroliuoti vandens nuostolių (jie yra poikilohidriniai). Jie labai jautrūs aplinkos drėgmės pokyčiams ir negali išlaikyti vandens ląstelių viduje, kai yra vandens trūkumas.

Įvairių rūšių sporofitų kapsulėje pastebėta stomata. Jie buvo susiję su vandens ir maistinių medžiagų mobilizavimu į sporofitą, o ne su vandens nuostolių kontrole.

Vandens absorbcija

Kraujagyslių augaluose vandens absorbcija vyksta per šaknis. Bryophytes atveju rizoidai paprastai neturi šios funkcijos, o fiksavimo prie substrato.

Samanos turi dvi skirtingas vandens absorbcijos strategijas. Pagal pateiktą strategiją jie klasifikuojami kaip:

Endohidrinės rūšys: vanduo paimamas tiesiai iš pagrindo. Rizoidai įsikiša į absorbciją, o vėliau vanduo viduje vyksta į visą augalo kūną.

Eksohidrinės rūšys: Vandens įsisavinimas vyksta per visą augalo kūną ir transportuojamas difuzijos būdu. Kai kurios rūšys gali turėti vilnonį dangtelį (tomentum), kuri palanki aplinkos absorbcijai. Ši grupė yra labai jautri džiovinimui.

Endohidrinės rūšys gali augti sausesnėje aplinkoje nei exohidrinės.

Vandens laidumas

Kraujagyslių augaluose vanduo yra varomas xilemu. Šio audinio laidumo ląstelės yra negyvos ir su labai siauromis sienomis. Ksilemo buvimas daro juos labai efektyviais naudojant vandenį. Ši funkcija leido jiems kolonizuoti daug buveinių. 

Samanų atveju nėra lignifikuotų audinių. Vandens laidumas gali atsirasti keturiais skirtingais būdais. Vienas iš jų yra judėjimas iš ląstelės į ląstelę (supaprastintas kelias). Kiti būdai:

Apoplastic: vanduo juda per apoplastą (sienas ir tarpląstelines erdves). Šis vairavimo tipas yra daug greitesnis nei paprastas. Jis yra efektyvesnis tose grupėse, kuriose yra storos ląstelės, dėl didesnio hidraulinio laidumo.

Plaukų erdvės: ektohidrinėse grupėse vandens mobilizacija paprastai būna kapiliarumu. Tarp filidijų ir puidų susidaro kapiliarinės erdvės, kurios palengvina vandens transportavimą. Kapiliarai gali pasiekti ilgį iki 100 μm.

Hidridai: endohidrių rūšių atveju buvo pastebėta pradinė laidumo sistema. Yra specializuotų ląstelių, vadinamų hidroidais. Šios ląstelės yra negyvos, tačiau jų sienos yra plonos ir labai pralaidžios vandeniui. Jie yra išdėstyti eilutėse, kurios yra virš kitos, ir jos yra centrinėje padėtyje.             

Nuo vandens priklausomas seksualinis dauginimasis

Samanos turi lytinių lytinių lytinių lytinių ląstelių (spermos). Pasibaigus antheridiumui, norint jį atidaryti reikia vandens. Kai dehiscence įvyksta, spermos lieka plūduriuojančios vandens plėvelėje.

Dėl tręšimo atsiradimo būtina vandens buvimas. Spermos gali likti gyvybingos vandeninėje terpėje maždaug šešias valandas ir gali važiuoti iki 1 cm atstumu.

Vyriškų lytinių ląstelių atvykimą į anteridijas skatina vandens lašelių poveikis. Kai jie švaistomi skirtingomis kryptimis, jie turi daug spermos. Tai labai svarbu dauginimosi grupėms.

Daugeliu atvejų anteridijos yra tokios kaip puodelis, kuris palengvina spermos sklaidą, kai atsiranda vandens poveikis. Šliaužiančio įpročio samanos, kad sukurtų daugiau ar mažiau nepertraukiamo vandens sluoksnių, per kuriuos ląstelės juda.

Samanų tolerancija dehidratacijai

Kai kurios samanos yra priverstos vandens. Šios rūšys netoleruoja džiovinimo. Tačiau kitos rūšys gali augti ekstremaliose aplinkose, pažymėtos sausais laikotarpiais.

Kadangi jie yra poikilohidriniai, jie gali greitai prarasti ir įgyti vandens. Sausoje aplinkoje jie gali prarasti iki 90% vandens ir atsigauti, kai padidėja drėgmė.

Rūšis Tortula ruralis buvo laikomas 5% drėgmės. Rehidratavus, jis sugebėjo atgauti savo metabolinį gebėjimą. Kitas įdomus atvejis yra Grimmia pulvinata. Daugiau nei 80 metų herbariumo mėginiai buvo gyvybingi.

Ši tolerancija daugelio samanų dehidratacijai apima strategijas, leidžiančias išlaikyti ląstelių membranų vientisumą.

Vienas iš veiksnių, padedančių išlaikyti ląstelių struktūrą, yra baltymų, vadinamų rehidrinais, buvimas. Dehidratacijos metu jie dalyvauja sugadintų membranų stabilizavime ir atstatyme.

Kai kuriose rūšyse pastebėta, kad dehidratacijos metu vakuolė suskirsto į daugelį mažų vakuolų. Padidindami drėgmės kiekį, jie susilieja ir sudaro didelę vakuolę.

Augalai, toleruojantys ilgus džiovinimo laikotarpius, pasižymi antioksidaciniais mechanizmais, nes oksidacijos pakenkimas didėja dehidratacijos metu..

Nuorodos

  1. Glime J (2017) Vandens santykiai: Augalų strategijos. 7-3 skyrius. In: Glime J (red.) Bryophyte ekologija I tomas. Fiziologinė ekologija. Ebook remia Mičigano technologijos universitetas ir Tarptautinė briologų asociacija. 50.pp.
  2. Glime J (2017) Vandens santykiai: buveinės. 7-8 skyrius. In: Glime J (red.) Bryophyte ekologija I tomas. Fiziologinė ekologija. Ebook remia Mičigano technologijos universitetas ir Tarptautinė briologų asociacija. 29.pp.
  3. Žaliasis T, L Sancho ir A Pintado (2011 m.) Dezinfekcijos / rehidratacijos ciklų samanos ir kerpės ekofiziologija. In: Lüttge U, E Beck ir D Bartels (red.) Augalų džiovinimo tolerancija. Ekologiniai tyrimai (analizė ir sintezė), t. 215. Springer, Berlynas, Heidelbergas.
  4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera ir B Valdés (1997) Botanika. McGraw Hill - Ispanijos Interamerikanas. Madridas, Ispanija 781 pp.
  5. Montero L (2011) Kai kurių Pleurozium schreberi samanų fiziologinių ir biocheminių aspektų apibūdinimas, susijęs su jo gebėjimu toleruoti dehidrataciją. Baigiamajame darbe kreipiamasi į žemės ūkio mokslų daktaro vardą. Kolumbijos nacionalinis universiteto Agronomijos fakultetas, Bogota. 158 pp.