Deliti:
Zakaj je voda pomembna za mah?
Voda je zelo pomembna za mah, ker te rastline nimajo žilnega tkiva ali organov, specializiranih za absorpcijo. Po drugi strani pa ne morejo uravnavati izgubljanja vode in so odvisne od nje za spolno razmnoževanje.
Mahi pripadajo briofiti, ki se štejejo za prvo skupino rastlin, ki kolonizirajo kopensko okolje. Gametofit tvori vegetativno telo in od tega je odvisen sporofit.
Te rastline imajo zelo tanko obnohtno kožico in nimajo stomak, ki uravnava znojenje. So zelo dovzetne za spremembe vlage, zato se lahko zelo hitro dehidrirajo.
Absorpcija vode se lahko pojavi skozi celotno rastlino ali skozi rizoide. Prevajanje lahko poteka kapilarno, apoplastično ali poenostavljeno. V nekaterih skupinah so specializirane celice v vodnem prometu (hidroidi).
Moški gameti (spermiji) so bičali in zahtevajo prisotnost vode, da dosežejo ovocell (ženske gamete).
Veliko mahov ima veliko sposobnosti za okrevanje od dehidracije. Herbarijski vzorci iz Grimmia pulvinata po 80 letih sušenja.
Indeks
- 1 Splošne značilnosti mahov
- 1.1 Vegetativno telo gametofita
- 1.2 Reproduktivne strukture
- 1.3 Esporofito
- 2 Vegetativna struktura mahov in njihova povezanost z vodo
- 2.1 Zaščitne tkanine
- 2.2 Absorpcija vode
- 2.3 Prevajanje vode
- 3 Spolna reprodukcija je odvisna od vode
- 4 Toleranca mahov do dehidracije
- 5 Reference
Splošne značilnosti mahov
Mahi spadajo v skupino mahov in ne vaskularnih rastlin, za katere je značilno, da nimajo specializiranih tkiv pri vodni prevodnosti.
Vegetativno telo ustreza gametofitu (haploidni fazi). Sporofit (diploidna faza) je premalo razvit in je odvisen od ohranjanja gametofita.
Na splošno mahovi ne dosežejo velike velikosti. Lahko segajo od nekaj milimetrov do 60 cm dolgo. Imajo foliose rast, z vzdolžno osjo (caulidium), ki je pritrjena na substrat z majhnimi filamenti (rhizoidi). Imajo podobne strukture kot listi (filidios).
Vegetativno telo gametofita
Caulidium je pokončen ali plazil. Rizoidi so večcelični in razvejeni. Filidiji so spiralno oblikovani okoli kulida in so sedilni.
Telo mahovine se oblikuje praktično s parenhimatnim tkivom. V najbolj oddaljenih slojih tkiva nekaterih struktur se lahko pojavijo stoma podobne pore.
Filidi so sploščeni. Ponavadi ima plast celic, z izjemo osrednjega območja (obale), kjer je več.
Reproduktivne strukture
Na vegetativnem telesu gametofita se oblikujejo spolne strukture. Mahi so lahko monoicos (oba spola v isti nogi) ali dioicos (spol v ločenih nogah).
Anteridio predstavlja moško spolno strukturo. Lahko so okrogle ali podolgovate oblike, notranje celice pa tvorijo spermo (moške gamete). Spermatozoji predstavljajo dve flageli in zahtevata mobilizacijo z vodo.
Ženske spolne strukture se imenujejo archegonia. Imajo obliko steklenice s širokim dnom in dolgim ozkim delom. V njih nastane ovocell (ženska gameta).
Esporofito
Ko se v arhegoniju pojavi oploditev jajčeca, se oblikuje zarodek. Začne se deliti in tvoriti diploidno telo. Sestavlja ga haustorium, pritrjen na gametofit, katerega funkcija je absorpcija vode in hranil.
Nato je predstavljen pedikel in v apikalnem položaju kapsula (esporangio). Ko zori, kapsula proizvaja archesporio. Celice istega podvržejo mejozi in nastanejo spore.
Spore se sproščajo in razpršijo zaradi vetra. Kasneje kalijo, da izvirajo iz vegetativnega telesa gametofita.
Vegetativna struktura mahov in njihova povezanost z vodo
Briofiti veljajo za prve rastline, ki so kolonizirale kopensko okolje. Niso razvili podpornih tkiv ali prisotnosti lignificiranih celic, zato so majhne. Vendar pa predstavljajo nekatere značilnosti, ki so podpirale njihovo rast zunaj vode.
Zaščitne tkanine
Ena od glavnih značilnosti, ki je omogočila rastlinam, da kolonizirajo kopensko okolje, je prisotnost zaščitnih tkanin.
Kopenske rastline imajo maščobno plast (povrhnjico), ki pokriva zunanje celice telesa rastline. Šteje se, da je to ena najpomembnejših prilagoditev za doseganje neodvisnosti vodnega okolja.
V primeru mahov je na vsaj enem obrazu filidiosa prisotna tanka povrhnjica. Vendar pa struktura na istem omogoča vstop vode na nekaterih območjih.
Po drugi strani pa je prisotnost puči omogočila kopenskim rastlinam uravnavanje izgube vode s transpiracijo. V vegetativnem telesu mahovega gametofita se ne pojavijo lupine.
Zaradi tega ne morejo nadzorovati izgube vode (so poikilohidrične). So zelo občutljivi na spremembe v vlažnosti v okolju in ne morejo zadržati vode v celicah, ko pride do pomanjkanja vode.
V kapsuli sporofita več vrst so opazili prisotnost puči. Povezani so bili z mobilizacijo vode in hranil proti sporofitu in ne z nadzorom izgube vode.
Absorpcija vode
V vaskularnih rastlinah se absorbira voda skozi korenine. Pri mahuncih rizoidi ponavadi nimajo te funkcije, temveč fiksacijo na substrat..
Mahi imajo dve različni strategiji za absorpcijo vode. Glede na strategijo, ki jo predstavljajo, so razvrščeni kot:
Endohidrične vrste: voda se vzame neposredno iz substrata. Rizoidi posežejo v absorpcijo, kasneje pa se voda interno vodi do celotnega telesa rastline.
Exohydric vrsta: Absorpcija vode se pojavi po celotnem telesu rastline in se prenaša z difuzijo. Nekatere vrste imajo lahko volneno prevleko (tomentum), ki spodbuja absorpcijo vode, prisotne v okolju. Ta skupina je zelo občutljiva na sušenje.
Endohidrične vrste lahko rastejo v bolj suhih okoljih kot eksohidrične.
Prevajanje vode
V vaskularnih rastlinah vodo poganja ksilem. Prehodne celice tega tkiva so mrtve in z zelo lignificiranimi stenami. Zaradi prisotnosti ksilema so zelo učinkoviti pri uporabi vode. Ta lastnost jim je omogočila, da kolonizirajo veliko število habitatov.
Pri mahu ni prisotnih lignificiranih tkiv. Prevajanje vode lahko poteka na štiri različne načine. Eno od teh je gibanje celice do celice (poenostavljena pot). Drugi načini so:
Apoplastični: voda se premika skozi apoplast (stene in medcelični prostori). Ta vrsta vožnje je veliko hitrejša od preprostih. Učinkovitejši je v tistih skupinah, ki imajo debelejše celične stene zaradi večje hidravlične prevodnosti.
Prostori za lase: v ektohidričnih skupinah je mobilizacija vode ponavadi kapilarna. Med filidiumi in caulidiumom se oblikujejo kapilarni prostori, ki olajšajo transport vode. Kapilare lahko dosežejo dolžine do 100 μm.
Hidroide: v endohidričnih vrstah so opazili prisotnost osnovnega prevodnega sistema. Obstajajo specializirane celice v vodi, imenovani hidroidi. Te celice so mrtve, vendar so njihove stene tanke in zelo prepustne za vodo. Razporejene so v vrsticah ena nad drugo in se nahajajo v osrednjem položaju v caulidio.
Spolno razmnoževanje, odvisno od vode
Mahi imajo bičaste moške gamete (spermo). Ko antheridij zori, je potrebna prisotnost vode, da se odpre. Ko pride do razkroja, ostane sperma plavajoča v vodnem filmu.
Za pojav gnojenja je bistvena prisotnost vode. Sperma lahko ostane sposobna preživetja v vodnem mediju približno šest ur in lahko potuje do 1 cm.
Prihod moških spolnih celic v antheridijo je naklonjen vplivom vodnih kapljic. Ko pljuskajo v različnih smereh, nosijo veliko sperme. To je zelo pomembno pri reprodukciji dioičnih skupin.
V mnogih primerih so antheridije oblikovane kot skodelica, ki olajša razpršitev sperme, ko pride do vpliva vode. Mahi plazeče navade tvorijo bolj ali manj neskončne plasti vode, skozi katere se gibajo gamete.
Toleranca mahov do dehidracije
Nekateri mahovi so prisiljeni vodni. Te vrste niso tolerantne do izsuševanja. Vendar pa lahko druge vrste rastejo v ekstremnih okoljih z izrazitim sušnim obdobjem.
Ker so poikilohidrične, lahko zelo hitro izgubijo in pridobijo vodo. Ko je okolje suho, lahko izgubijo do 90% vode in se obnovijo, ko se vlažnost poveča.
Vrsta Tortula ruralis je bila skladiščena z vsebnostjo vlage 5%. Ko se rehidrira, lahko ponovno vzpostavi svojo presnovno zmogljivost. Še en zanimiv primer je primer Grimmia pulvinata. Herbarijski vzorci starejši od 80 let so bili sposobni preživeti.
Ta toleranca do dehidracije mnogih mahov vključuje strategije, ki jim omogočajo, da ohranijo celovitost celičnih membran.
Eden od dejavnikov, ki pomaga ohranjati celično strukturo, je prisotnost proteinov, imenovanih rehidrin. Sodelujejo pri stabilizaciji in rekonstituciji poškodovanih membran med dehidracijo.
Pri nekaterih vrstah je bilo ugotovljeno, da se vakuola med dehidracijo deli na več majhnih vakuol. S povečanjem vsebnosti vlage se ponovno združijo in tvorijo veliko vakuolo.
Rastline, ki so tolerantne na dolga obdobja sušenja, predstavljajo antioksidantne mehanizme, ker se škoda zaradi oksidacije povečuje s časom dehidracije..
Reference
- Glime J (2017) Vodni odnosi: rastlinske strategije. Poglavje 7-3. V: Glime J (ed.) Briofitna ekologija Zvezek I. Fiziološka ekologija. Ebook, ki ga sponzorira Michigan Tehnološka univerza in Mednarodno združenje bryologov. 50.pp.
- Glime J (2017) Vodni odnosi: Habitati. Poglavje 7-8. V: Glime J (ed.) Briofitna ekologija Zvezek I. Fiziološka ekologija. Ebook, ki ga sponzorira Michigan Tehnološka univerza in Mednarodno združenje bryologov. 29.pp.
- Green T, L Sancho in A Pintado (2011) Ekofiziologija sušilnih / rehidracijskih ciklov v mahu in lišajih. V: Lüttge U, E Beck in D Bartels (eds) Strpnost rastlinskega sušenja. Ekološke študije (analiza in sinteza), letnik 215. Springer, Berlin, Heidelberg.
- Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernandez, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera in B Valdés (1997) Botanika. McGraw Hill - Španija. Madrid, Španija 781 str.
- Montero L (2011) Karakterizacija nekaterih fizioloških in biokemičnih vidikov mahovine Pleurozium schreberi, povezana s sposobnostjo prenašanja dehidracije. Diplomsko delo za pridobitev naziva doktor znanosti iz kmetijstva. Agronomska fakulteta, Nacionalna univerza Kolumbije, Bogota. 158 str.