Podíl:
Proč je voda důležitá pro mechy?
Voda má velký význam pro mechy, protože tyto rostliny nemají cévní tkáně nebo orgány specializované na absorpci. Na druhé straně nejsou schopny regulovat ztráty vody a jsou závislé na pohlavním rozmnožování.
Mechy patří do mechorostů, považují se za první skupinu rostlin, které kolonizují zemské prostředí. Gametofyt tvoří vegetativní tělo a sporofyt je na něm závislý.
Tyto rostliny mají velmi tenkou kůžičku a nemají stomata, která regulují pocení. Jsou velmi citlivé na změny vlhkosti, takže se mohou velmi rychle dehydratovat.
Absorpce vody může nastat v celé rostlině nebo prostřednictvím rhizoidů. Vedení může být způsobeno kapilárním působením, apoplastickým nebo zjednodušujícím. V některých skupinách existují specializované buňky ve vodní dopravě (hydroidy)..
Mužské gamety (spermie) jsou bičíkovité a vyžadují přítomnost vody k dosažení ovocell (ženská gameta).
Mnoho mechů má velkou schopnost zotavit se z dehydratace. Vzorky herbáře z Grimmia pulvinata životaschopné po 80 letech sušení.
Index
- 1 Obecné vlastnosti mechů
- 1.1 Vegetativní tělo gametofytů
- 1.2 Reprodukční struktury
- 1.3 Esporofito
- 2 Vegetativní struktura mechů a jejich vztah k vodě
- 2.1 Ochranné tkaniny
- 2.2 Absorpce vody
- 2.3 Vodovod
- 3 Sexuální reprodukce závislá na vodě
- 4 Tolerance mechů k dehydrataci
- 5 Odkazy
Obecné vlastnosti mechů
Mechy patří do skupiny mechorostů nebo rostlin, které nemají cévní strukturu, vyznačující se tím, že nemají vodivost ve specializovaných tkáních.
Vegetativní tělo odpovídá gametofytu (haploidní fáze). Sporofyt (diploidní fáze) je nedostatečně rozvinutý a závisí na gametofytu, aby se udržel.
Obecně, mechy nedosahují velké velikosti. Mohou se pohybovat v rozmezí od několika milimetrů do 60 cm. Oni mají růst foliose, s vzpřímenou osou (caulidium) to je fixováno k substrátu malými filamenty (rhizoids). Mají podobné struktury jako listy (filidios).
Vegetativní tělo gametofytů
Kulidium je vzpřímené nebo plíživé. Oddenky jsou mnohobuněčné a rozvětvené. Filidios jsou helikálně tvořeny kolem caulidia a jsou přisedlé.
Tělo mechů tvoří prakticky parenchymatózní tkáň. V nejvzdálenějších vrstvách tkáně některých struktur se mohou objevit póry podobné stomii.
Filidia jsou zploštělá. To obvykle má vrstvu buňek, s výjimkou centrální zóny (pobřeží) kde několik.
Reprodukční struktury
Sexuální struktury jsou tvořeny na vegetativním těle gametofytů. Mechy mohou být monoicos (dvě pohlaví ve stejné noze) nebo dioicos (pohlaví v oddělených nohách) \ t.
Anteridio představuje mužskou sexuální strukturu. Mohou mít sférický nebo protáhlý tvar a vnitřní buňky tvoří spermie (mužské gamety). Spermie představují dvě bičíky a vyžadují mobilizaci vodou.
Ženské sexuální struktury se nazývají archegonie. Mají tvar láhve se širokou základnou a dlouhou úzkou částí. V těchto formách se tvoří ovocell (ženská gameta).
Esporofito
Když se v archegoniu vyskytne oplodnění ovocellu, vytvoří se embryo. Začíná se dělit a tvoří diploidní tělo. Skládá se z haustoria připojeného k gametofytu, jehož funkcí je vstřebávání vody a živin.
Pak je prezentován pedicel a v apikální poloze kapsle (esporangio). Když zralý, kapsle produkuje archesporio. Buňky stejné podstoupí meiosis a spory jsou tvořeny.
Spory jsou uvolňovány a rozptýleny větrem. Později klíčí, aby vznikly vegetativní tělo gametofytů.
Vegetativní struktura mechů a jejich vztah k vodě
Mechorosty jsou považovány za první rostliny, které kolonizovaly zemské prostředí. Nevytvářely podpůrné tkáně ani přítomnost lignifikovaných buněk, takže mají malou velikost. Nicméně, oni představují některé charakteristiky, které favorizovaly jejich růst mimo vodu.
Ochranné tkaniny
Jednou z hlavních vlastností, která umožnila rostlinám kolonizovat pozemské prostředí, je přítomnost ochranných látek.
Zemské rostliny mají tukovou vrstvu (kůžičku), která pokrývá vnější buňky těla rostliny. Má se za to, že se jedná o jednu z nejpodstatnějších úprav pro dosažení nezávislosti vodního prostředí.
V případě mechů je na alespoň jedné z čelních stran filidios přítomna tenká kutikula. Struktura stejného prostoru však umožňuje vstup vody v některých oblastech.
Na druhé straně přítomnost stomat umožnila zemským rostlinám regulovat ztráty vody transpirací. Ve vegetativním těle mechového gametofytu se neobjeví žádné stomata.
Protože toto, oni nemohou řídit ztráty vody (oni jsou poikilohydric). Jsou velmi citlivé na změny vlhkosti v životním prostředí a nejsou schopny zadržet vodu uvnitř buněk, pokud je v ní nedostatek vody.
V kapslích sporofytů několika druhů byla pozorována přítomnost stomat. Byly spojeny s mobilizací vody a živin směrem k sporofytům a ne s kontrolou ztráty vody.
Absorpce vody
V cévnatých rostlinách dochází k absorpci vody skrze kořeny. V případě mechorostů obvykle nemají rhizoidy tuto funkci, ale fixaci na substrát.
Mechy mají dvě různé strategie absorpce vody. Podle strategie, kterou představují, jsou klasifikovány jako:
Endohydrické druhy: voda je odebírána přímo ze substrátu. Rhizoidy zasahují do absorpce a později je voda vedena vnitřně do celého těla rostliny.
Exohydrické druhyAbsorpce vody se vyskytuje v celém těle rostliny a je transportována difuzí. Některé druhy mohou mít vlněný obal (tomentum), který podporuje absorpci vody přítomné v životním prostředí. Tato skupina je velmi citlivá na sušení.
Endohydrické druhy jsou schopny růst v suchších prostředích než exohydrické.
Vodivost vody
V cévnatých rostlinách je voda poháněna xylémem. Buňky této tkáně jsou mrtvé a mají velmi lignifikované stěny. Přítomnost xylému je činí vysoce účinnými při použití vody. Tato funkce jim umožnila kolonizovat velké množství stanovišť.
U mechů neexistuje přítomnost lignifikovaných tkání. Vodivost vody může nastat čtyřmi různými způsoby. Jedním z nich je pohyb mezi buňkami (zjednodušující cesta). Další způsoby jsou následující:
Apoplastikavoda se pohybuje přes apoplast (stěny a mezibuněčné prostory). Tento typ jízdy je mnohem rychlejší než zjednodušující. To je účinnější v těch skupinách, které mají tlusté buněčné stěny, kvůli jeho větší hydraulické vodivosti.
Vlasové prostoryV ektohydratických skupinách má mobilizace vody tendenci být kapilární. Mezi filidiem a caulidiem se tvoří kapilární prostory, které usnadňují transport vody. Kapiláry mohou dosahovat délky až 100 μm.
HydroidsPřítomnost rudimentárního systému vedení byla pozorována u endohydrických druhů. Existují specializované buňky ve vedení vody zvané hydroidy. Tyto buňky jsou mrtvé, ale jejich stěny jsou tenké a propustné pro vodu. Jsou uspořádány v řadách nad sebou a jsou umístěny v centrální poloze v kulidiu.
Sexuální reprodukce závislá na vodě
Mechy mají bičíkovité mužské gamety (spermie). Když dozrává anteridium, je nutná přítomnost vody, aby se mohla otevřít. Jakmile dojde k dehiscenci, spermie zůstanou plovoucí ve vodním filmu.
Pro výskyt hnojení je nezbytná přítomnost vody. Spermie může zůstat životaschopná ve vodném médiu po dobu přibližně šesti hodin a může pojíždět až 1 cm.
Příchod samčích gamet k anteridii je podporován dopadem kapiček vody. Když stříkají v různých směrech, nesou hodně spermií. To má velký význam pro reprodukci dioických skupin.
V mnoha případech má anteridie tvar šálku, který usnadňuje rozptýlení spermií při dopadu vody. Mechy plíživého zvyku se dostávají do více či méně souvislých vrstev vody, kterými se pohybují gamety.
Tolerance mechů k dehydrataci
Některé mechy jsou vynucené vodní. Tyto druhy nejsou tolerantní k vysychání. Ostatní druhy jsou však schopny růst v extrémních prostředích s výrazným obdobím sucha.
Vzhledem k tomu, že jsou poikilohydric, mohou ztratit a získat vodu velmi rychle. Když je prostředí suché, může ztratit až 90% vody a obnovit, když se vlhkost zvyšuje.
Druh Tortula ruralis byl skladován s obsahem vlhkosti 5%. Když rehydratovaný, to bylo schopné obnovit jeho metabolickou kapacitu. Dalším zajímavým případem je případ Grimmia pulvinata. Vzorky herbáře starší 80 let byly životaschopné.
Tato tolerance k dehydrataci mnoha mechů zahrnuje strategie, které jim umožňují udržovat integritu buněčných membrán.
Jedním z faktorů, který pomáhá udržovat buněčnou strukturu, je přítomnost proteinů zvaných rehydriny. Podílí se na stabilizaci a rekonstituci poškozených membrán během dehydratace.
U některých druhů bylo pozorováno, že vakuola se během dehydratace dělí na mnoho malých vakuol. Zvýšením obsahu vlhkosti se opět spojí a vytvoří velkou vakuolu.
Rostliny tolerantní k dlouhým obdobím vysychání představují antioxidační mechanismy, protože poškození oxidací se zvyšuje s dobou dehydratace.
Odkazy
- Glime J (2017) Vodní vztahy: Strategie rostlin. Kapitola 7-3. In: Glime J (ed.) Ekologie mechorostů Svazek I. Fyziologická ekologie. Ebook sponzorovaný Michigan technologickou univerzitou a mezinárodní asociací Bryologist. 50.pp.
- Glime J (2017) Vodní vztahy: stanoviště. Kapitola 7-8. In: Glime J (ed.) Ekologie mechorostů Svazek I. Fyziologická ekologie. Ebook sponzorovaný Michigan technologickou univerzitou a mezinárodní asociací Bryologist. 29.pp.
- Green T, L Sancho a Pintado (2011) Ekofyziologie cyklů vysychání / rehydratace v mechech a lišejníky. In: Lüttge U, E Beck a D Bartels (eds) Tolerance vysychání rostlin. Ecological Studies (Analysis and Synthesis), sv. 215. Springer, Berlín, Heidelberg.
- Izco J, E Barreno, M. Brugués, M. Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera a B Valdés (1997) Botany. McGraw kopec - Interamerican Španělska. Madrid, Španělsko 781 pp.
- Montero L (2011) Charakterizace některých fyziologických a biochemických aspektů mechu Pleurozium schreberi souvisejících s jeho schopností tolerovat dehydrataci. Diplomová práce se uchází o titul doktora zemědělských věd. Agronomická fakulta, Národní univerzita v Kolumbii, Bogotá. 158 pp.