МЕРИСТЕМИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ И ВРСТЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Тхе меристемс (или меристемс) су ембрионалне ћелије популације налазе у регионима раста васкуларних биљака. Тело биљке је комбинација ткива одраслих и младих.

Након формирања зиготе, васкуларне биљке започињу процес ћелијске деобе који ће трајати остатак живота и одређиват ће раст и формирање органа.

Извор: пикабаи.цом

У почетку се размножавање ћелија дешава широм ембриона. Пред крај ембрионалног развоја ово множење почиње да се концентрише у одређеним регионима, меристемима, који нису изгубили или повратили своју изворну ембрионалну природу.

Барем теоретски, већина биљних ћелија је тотипотентна. Ако је потребно, меристематска активност може се појавити из готово сваке зреле ћелије која је остала слабо диференцирана. Међутим, да покрене формирање новог меристема, ћелија се мора вратити у првобитно ембрионално стање.

Класификација Меристема

Класификација на основу њиховог развоја: примарна и секундарна

Меристеми одрасле биљке сматрају се примарним када се спуштају директно из ћелија које су формиране током ембриогенезе и које никада нису престале да имају меристематску активност. Сматрају се секундарним ако силазе из ћелија које су се диференцирале и после тога су повратиле меристематску активност.

На пример, фашикуларни камбијум (састављен од прокамбија и васкуларног камбија који је изведен из прокамбија) је примарни меристем јер потиче из апикалног меристема, који је примарни.

Интерфасцикуларни камбијум је секундарни меристем јер настаје из паренхимског ткива које је повратило меристематску активност.

Класификација на основу њиховог положаја: апикални, бочни и интеркаларни

Према њиховом положају у тијелу биљке сврставају се у апикални, бочни и интеркаларни. Апикални меристеми су примарни. Латерални меристеми могу бити примарни (цамбиум фасцицулар) или секундарни (цамбиум интерфасцицулар; фелогени). Интеркаларни меристеми су секундарни.

Апикални меристеми, осим што су ткива из којих потичу биљке, су доминантни центри координације у морфогенези. Смјештени су на врховима стабљика, грана и коријена. Они проширују биљно тело, одређујући његову висину и пречник.

Бочни меристеми смјештени су паралелно (или концентрично) на средишњој оси стабљике и коријена. Повећавају запремину ткива које у биљци носе воду, минералне растворе и сок. Згушњавају стабљику, гране и корење. Они формирају потпорно ткиво.

Интеркаларни меристеми, типични за траве, су ткива уметнута у не-меристематска ткива. Ограничене су на базу интернодија (чворови су места причвршћивања листова на стабљику). Они изазивају интернодално издужење, повећавајући уздужно одвајање листова. Надокнађују испашу биљоједа.

Могу се препознати и други типови секундарних меристема, на пример базални (лишће, цвеће и плодови) и трауматични (за регенеративно ткиво).

Апикални матични меристем

Фаза развоја биљке која производи свој основни облик и потичу из нових органа назива се примарни раст. То је резултат активности апикалних меристема. Један од њих је коријенски. Други је стабљика. Последњи ствара стабљику и њене бочне органе (лишће и пупољци).

Апикални матични меристем је удаљен у положају и окружен је или прекривен незрелим лишћем. То је динамична структура која се непрекидно мења током циклуса формирања стабљике и лишћа. Овај циклус обично зависи од сезонских климатских разлика.

За разлику од апикалног коријенског меристема, матични меристем не показује добро дефиниране регије. Функционалне зоне препознају се на основу величине, оријентације и активности ћелија, равнина дељења ћелије и присуства / одсуства вакуола.

Средиште апикалног матичног меристема садржи групу релативно великих вакуолираних ћелија. Ово централно подручје окружено је мањим периферним ћелијама.

Испод ове централне зоне налазе се нека "ребра" ћелија које потичу из унутрашњих ткива стабљике. Ћелије у центру су оне које потичу периферне ћелије и ћелије „ребара“.

Роот апицал меристем

Корен је орган биљке који расте у земљи и који има функцију учвршћивања и апсорпције воде и минералних хранљивих материја. Корен расте и развија се од свог удаљеног краја.

Дистални крај корена, или врх, је подељен у четири региона развоја: 1) калиптра (или капица); 2) коријенски меристематски регион; 3) зона издужења; 4) зона зрења.

Калиптра штити коријенски апикални меристем од механичког хабања док се корен креће кроз тло. Калиптра има сталну дужину: ћелије које изгуби трењем непрестано се замењују.

Коренова меристематска регија, или апикални коријенски меристем, је мјесто диобе ћелије због чега примарни коријен расте. Не ствара бочне прилоге.

Зона издуживања је област корена у којој се ћелије не деле, већ множе своју дужину много пута екстензивно и брзо.

Зона сазревања је област у којој ћелије заустављају издуживање и стичу своје диференцијалне карактеристике.

Раст ћелија

Код многих папрати почетна ћелија изазива редовну расподелу ћелија апикалног меристема. Код сперматофита ћелијска подела је мање прецизна. Њихова брзина и правац одређују регионалну диференцијацију меристема.

У меристемима, ако је ћелија подела брза, појављују се регије са малим ћелијама. Ако је спор, појављују се регије са великим ћелијама. Ако се деси у више планета или тангенцијално, долази до повећања волумена. Ако се догоди антицлин, долази до пораста површине.

Ембрионална фаза раста ћелије почиње припремом за поделу. Повећање броја ћелија не изазива значајно повећање њихове запремине. Појављује се примарни меристем. Формирају се протопластиди, карактеристични за меристематске ћелије, које стварају хлоропласте и друге ћелијске органеле.

У фази експанзије ћелијског раста појављује се централна вакуола, накупља се вода и метаболичка стопа расте. Ћелије расту у количини. Развија се интензивна биосинтеза протеина карактеристична за активна меристематска ткива.

У фази диференцијације ћелијског раста појављују се секундарни меристеми. Различите врсте ткива и морфолошке структуре настају захваљујући активности меристема.

Меристеми и ткива

Меристеми стварају једноставна ткива (паренхим, коленхима, склеренхим) и сложена (ксилем, пхлоем, епидермис, секреторна ткива).

У паренхиму који је присутан у целој биљци ћелије су заобљене, са живом цитоплазмом и танким ћелијама које нису лигнизиране. Када немају хлоропласта, ове ћелије складиште воду и храну. Када то ураде, формирају хлоренхим.

У коленхими су ћелије издужене, са живом цитоплазмом и дебелим, неправилним зидовима. Обично се налазе одмах испод епидерме. Пружају флексибилну подршку.

У склеренхиму ћелије се деле на склереиде и влакна. Ове ћелије имају дебеле зидове импрегниране лигнином који, када сазрију, умиру и пружају мање или више чврсту подршку.

Ксилем и пхлоем носе воду, минералне соли и шећере. Проводни канали ових ткива сачињавају се од мртвих ћелија (трахеиди, проводни елементи посуда) или живих ћелија (ситове ћелије, албуминске ћелије, елементи ситовне цеви, пратеће ћелије).

У епидерми, која покрива и штити органе, преовлађују паренхимске ћелије, праћене ћелијама специјализованим за кретање воде и гасова у и из биљке. Код дрвенастих биљака епидерма се претвара у перидерму или кору. Секреторна ткива производе нектар, уља, слуз, латекс и смоле.

Поправка трауматске штете

Меристеми омогућавају биљкама да преживе физичке или хемијске трауме које узрокују оштећење њихових ткива.

Успавани меристеми (успавани пупољци) активирају се када се униште апикални меристеми. Хетерогеност меристематске ћелијске популације изазвана асинхроном митотичком поделом и другим факторима чини одговарајуће ћелије доступним за различите врсте повреда.

Меристеми и фитохормони

Раст биљака директно зависи од деловања фитохормона и фактора животне средине. Међу последњим су температура и доступност светла, воде, угљен-диоксида и минералних хранљивих састојака.

Фитохормони су мултивалентна и полифункционална природна органска једињења, присутна у ниским концентрацијама у биљкама, која учествују у међусобно зависној активацији њихових ћелија, ткива и органа. Биосинтеза фитохормона одвија се у меристемима.

Фитохормони су сврстани у пет група: 1) ауксини; 2) цитокинини; 3) гибереллини; 4) апсцисине; 5) етилен.

Кроз фитохормоне, меристеми покрећу и контролирају програмиране физиолошке механизме и подстичу или инхибирају онтогенетске процесе у биљкама.

Меристеми и полиплоидија

Полиплоидија је мутација која узрокује да нова генерација има два или више пута већи број хромозома од претходне генерације.

У биљкама је полиплоидија важан механизам спецификације и еволуције. Већина биљних врста доживела је полиплоидију у неком тренутку своје историје.

Полиплоидија може настати кроз два различита механизма. Прво, производњом гамета који имају више од једног низа хромозома као резултат неуспеха у сегрегацији хомологних хромозома. Друго, удвостручењем броја хромозома код појединца након сексуалне репродукције.

Ретка варијанта другог механизма укључује дуплирање хромозома у апикалном меристему стабљике, тако да та стабљика постаје тетраплоидна.

Цветови на овој стабљици тада могу произвести диплоидне гамете (уместо хаплоидне) које би могле да стварају одрживо потомство придруживањем другим диплоидним гаметама.

Референце

1. Бецк, ЦБ 2010. Увод у структуру и развој биљака - анатомија биљака за КСКСИ век. Цамбридге Университи Пресс, Цамбридге.
2. Дуца, М. 2015. Физиологија биљака. Спрингер, Цхам.
3. Еверт, РФ 2006. Есауова анатомија биљака: меристеми, ћелије и ткива биљног тела: њихова структура, функција и развој. Вилеи, Хобокен.
4. Еверт, РФ, Еицххорн, СЕ 2013. Биологија биљака. ВХ Фрееман, Нев Иорк.
5. Ламберс, Х., Цхапин, ФС, ИИИ, Понс, ТЛ 2008. Физиолошка екологија биљака. Спрингер, Нев Иорк.
6. Маусетх, ЈД 2017. Ботаника: увод у биологију биљака. Јонес & Бартлетт Леарнинг, Бурлингтон.
7. Рудалл, ПЈ 2007. Анатомија цвјетних биљака - увод у структуру и развој. Цамбридге Университи Пресс, Цамбридге.
8. Сцхоолеи, Ј. 1997. Увод у ботанику. Делмар Публисхерс, Албани.
9. Стерн, РР, Бидлацк, ЈЕ, Јански, СХ 2008. Уводна биљна биологија. МцГрав-Хилл, Њујорк.
10. Таиз, Л., Зеигер, Е., Моллер, ИМ, Мурпхи, А. 2014. Физиологија и развој биљака. Синауер, Сандерланд.