Funkce, struktura a vlastnosti stomat (rostlin)

4814
Basil Manning

The průduchy Jsou to otvory nebo mikroskopické póry umístěné na povrchu listů rostlin, kterými dochází k výměně plynů mezi nimi a prostředím, které je obklopuje. Mohou být také ve stoncích, plodech a květenstvích.

Stomata se nacházejí ve vzdušných částech prakticky všech suchozemských rostlin, včetně rostlin považovaných za „předkové“, jako jsou mechy a kapradiny, a samozřejmě v „současnějších“ rostlinách zastoupených Gymnosperms a Angiosperms (spermatofyty).

Stomata jsou velmi hojná na listech, přednostně na abaxiálním povrchu (na spodní straně) a u mnoha druhů stromů se nacházejí pouze na tomto povrchu..

Poloha průduchů se používá jako taxonomický znak k identifikaci některých čeledí rostlin. Ty listy se průduchy na obou stranách listové čepele jsou známé jako amfistomatické, zatímco ty, které mají pouze průduchy na spodní epidermis, se nazývají hypostomatické..

Jak velikost, tak frekvence výskytu průduchů jsou také velmi variabilní, a to nejen v závislosti na druhu, ale také na poloze listů a podmínkách růstu. U stejného druhu mohou existovat výrazné rozdíly související s genetickou složkou každého jedince.

Otevírání a zavírání každého stomie v listu je proces, který závisí na různých podnětech, jak vnitřních, tak vnějších, a který hraje zásadní roli při udržování homeostázy rostlinného těla.

Rejstřík článků

  • 1 Funkce a vlastnosti průduchů
    • 1.1 Pohyb plynů
    • 1.2 Odstranění vody
  • 2 Struktura průduchů
    • 2.1 Stomatální zařízení
    • 2.2 Ochranné cely a doplňkové cely
  • 3 Jak fungují průduchy?
    • 3.1 Co způsobuje turgorové změny v okluzivních buňkách?
  • 4 Odkazy

Funkce a vlastnosti průduchů

Mikroskopický obraz stomie listu rajčete

Pohyb plynu

Hlavní funkce průduchů souvisí s jejich účastí na difuzním pohybu plynů, jako je kyslík (O2), oxid uhličitý (CO2) nebo vodní pára (H2Og) mezi vnitřním a vnějším povrchem rostlinných tkání, zejména listů. a stonky.

V tomto smyslu bychom mohli říci, že průduchy jsou „analogické“ s nosem a ústy lidí, které používáme k dýchání, směrování vzduchu směrem k plicnímu oddělení, takže dochází ke výměně plynů s krví..

Odstranění vody

Stomata se také podílejí na odstraňování přebytečné vody v rostlinných tkáních, čímž udržují vodní rovnováhu rostlin..

Obvykle zůstávají otevřené během dne, což umožňuje vstup COdva nezbytné pro proces fotosyntézy a v noci uzavřené, aby se zabránilo ztrátě vody a dalších plynů během fixace uhlíkem.

Když je omezený přívod vody nebo jsou silné proudy nebo vánice, jsou průduchy udržovány uzavřené, čímž se zabrání vysychání nebo dehydrataci rostlin.

Struktura průduchů

Fotografie stomie (Zdroj: John Alan Elson / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) prostřednictvím Wikimedia Commons)

Stomie se skládá z dutiny nebo póru zvaného ostiole, který je obklopen dvěma podlouhlými buňkami nazývanými okluzivní buňky nebo ochranné buňky, které jsou navzájem spojeny na svých koncích a které mohou mít různé tvary v závislosti na typu uvažované rostliny..

Například u trav mají okluzivní buňky tvar „činky“, zatímco u většiny rostlin je jejich tvar popsán jako „ledvinovitý“.

Stomatální zařízení

Fotografie dermálního epitelu listu a jeho průduchů (Zdroj: Emilio Ermini / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) prostřednictvím Wikimedia Commons)

Kromě ochranných buněk jsou průduchy spojeny s připojenými nebo pomocnými buňkami a soubor ochranných buněk a připojených buněk se nazývá stomatální aparát. Okolí stomatálního aparátu jsou přilehlé epidermální buňky.

U mnoha druhů mají průduchy další „ochranné“ struktury, u jiných jsou póry částečně „uzavřeny“ vosky, které zvyšují odolnost pórů proti difúzi plynů..

Ochranné buňky a doplňkové buňky

Okluzivní buňky nebo ochranné buňky se vyznačují tím, že mají buněčnou stěnu složenou z celulózových mikrofibril uspořádaných takovým způsobem, že vnitřní stěna, blíže k ostiolu, je v podélném směru méně elastická než vnější stěna (k níž dochází také díky zahušťování další z toho).

Jsou to aktivní buňky z fotosyntetického hlediska, takže mají uvnitř velké množství chloroplastů.

Jsou charakterizovány tím, že nejsou spojeni plasmodesmata se sousedními buňkami a protože mohou rychle změnit jejich turgor a / nebo objem.

Naproti tomu pomocné buňky jsou také fotosyntetické a působí jako druh „bariéry“ mezi okluzivními buňkami a epidermálními buňkami kolem stomatálního aparátu. Jeho funkcí je chránit epidermální buňky před expanzí ochranných buněk..

Jak fungují průduchy?

Ilustrace zobrazující otevřenou a uzavřenou stomii (Zdroj: domdomegg / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) prostřednictvím Wikimedia Commons)

Průduchy se otevírají nebo zavírají v reakci na změny turgoru, které zažívají okluzivní buňky nebo ochranné buňky, takže jsou jako chlopně, které se otevírají nebo zavírají podle toho, jak jsou „plné“..

Pokud jsou ochranné buňky turgidní, pak se průduchy otevřou, naopak se uzavřou, když se buňky „vyprázdní“ nebo „stáhnou“.

Co způsobuje turgorové změny v okluzivních buňkách?

Ochranné nebo okluzivní buňky jsou „naplněny“ nebo „vyprázdněny“ z různých důvodů, obvykle souvisejících s úpravami jejich vodního potenciálu, což určuje vstup nebo výstup vody z daného oddělení..

Průduchy se otevírají díky ochranným buňkám přijímajícím signál nebo stimul, který jim říká, že „musí“ umožnit vstup rozpuštěných látek, což následně způsobí rychlý vstup velkého množství vody, jednoduše kvůli rozdílům ve vodním potenciálu a osmotickému.

Ionty draslíku a chloru

Mezi rozpuštěnými látkami, které vstupují do těchto buněk, vynikají ionty draslíku (K +) a chloru (Cl-). Existuje také malát, ale ten je endogenně syntetizován okluzivními buňkami po stimulu, který spouští stomatální otevření..

Je důležité zmínit, že iontový transport přes plazmatickou membránu okluzivních buněk probíhá prostřednictvím specifických kanálů závislých na napětí, které jsou aktivovány jako funkce rozdílu napětí generovaného ATPázovými pumpami, které jsou odpovědné za vypuzování atomů vodíku (H +).

Jak se dalo očekávat, uzavření průduchů, to znamená „vyprázdnění“ okluzivních buněk, je dosaženo díky zpětnému transportu iontů, které vstoupily dříve, tj. Výstupu chloru, draslíku a malátu..

Reference

  1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2000). Základy fyziologie rostlin (č. 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
  2. Taiz, L., a Zieger, E. (1998). Fyziologie rostlin. USA: Sinauer Associates.
  3. Buckley, T. N. (2005). Kontrola průduchů pomocí vodní bilance. Nový fytolog, 168 (2), 275-292.
  4. Hetherington, A. M. a Woodward, F. I. (2003). Role průduchů při snímání a řízení změn prostředí. Nature, 424 (6951), 901-908.
  5. Prabhakar, M. (2004). Struktura, vymezení, nomenklatura a klasifikace průduchů. ACTA BOTANICA SINICA-ENGLISH EDITION-, 46 (2), 242-252.

Zatím žádné komentáře