ТРАХЕИДИ: ЛОКАЦИЈА, КАРАКТЕРИСТИКЕ И ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У трацхеидс се правцима и на својим крајевима јаме ћелија, васкуларне биљке, функција као канали за превоз воде и минералних соли раствори. Подручја контакта јама између парова трахеида омогућавају пролазак воде. Редови трахеида формирају континуирани систем спровођења кроз биљке.

Како трахеиди сазревају, то су ћелије са високо лигнифицираним ћелијским зидовима, због чега такође пружају структурну подршку. Васкуларне биљке имају велики капацитет за контролу садржаја воде захваљујући поседовању ксилема у чијем су саставу трахеиди.

Извор: Др. пхил.нат Тхомас Геиер, Фацхгебиет Ботаник дер Форсцхунгсансталт Геисенхеим.

Локација на постројењу

Биљке имају три основне врсте ткива: паренхим, са неспецијализованим ћелијама, са танким ћелијама које нису лигнификоване; коленхима, са издуженим потпорним ћелијама, са неправилно задебљаним ћелијским зидовима; и склеренхим, са подупртим ћелијама лигнифициране ћелијске стијенке, лишен живих компонената у зрелости.

Склеренхим може бити механички, са склереидима (камене ћелије) и дрвеним влакнима, или проводљивим, са трахеидима (без перфорација, присутних у свим васкуларним биљкама) и проводљивим посудама (са перфорацијама на њиховим крајевима, углавном присутним у ангиосперми). Трахеиди и елементи жила су мртве ћелије.

Биљке имају две врсте проводљивог ткива: ксилем, који носи воду и минералне соли из тла; и флоем, који дистрибуира шећере произведене фотосинтезом.

Ксилем и флоем формирају паралелне васкуларне снопове у корти биљке. Ксилем се састоји од паренхима, дрвених влакана и проводљивог склеренхима. Флоем се састоји од живих васкуларних ћелија.

На неким стаблима разликују се годишњи прстенови раста јер су трахеиди формирани у пролеће шири од оних формираних у лето.

карактеристике

Пресјек биљке боровнице (Самбуцус сп.). Ксилем посуде и трахедије. Преузето и уредјено из: Берксхире Цоммунити Цоллеге Биосциенце Либрари Либрари.

Израз "трахеид", сковао га Царл Санио 1863. године, односи се на облик који подсећа на сапник.

Код папрати, циклида и четињача трахеиди су 1-7 мм. Код ангиосперма су 1-2 мм или мање. Супротно томе, проводљиве посуде (састављене од бројних проводљивих елемената посуда), јединствене за ангиосперме, могу бити дужине до око 1000 мм.

Трахеидне ћелије имају примарни и секундарни ћелијски зид. Секундарни зид се излучује након формирања примарног зида. Према томе, прво је интерно у односу на друго.

Целулозна влакна у примарној ћелијској стијенци су насумично оријентисана, док су она у секундарном ћелијском зиду спирално оријентисана. Стога се прва особа лакше растеже како ћелија расте. Односно, други је крутији.

Лигнифицирани ћелијски зидови трахеида поседују скалариформне, прстенасте, спиралне (или спиралне), мрежасте или либриформне избочине. Ова карактеристика омогућава идентификацију врста микроскопским посматрањем.

Зидови лигнина, непропусни материјал, спречавају трахеиде и проводљиве жиле да изгубе воду или пате од емболизма проузрокованих уласком ваздуха.

Транспортна функција

Такозвана "теорија кохезије" је најприхваћеније објашњење за кретање воде и соли у раствору у ксилему према горе. Према овој теорији, губитак воде услед фолиарне транспирације произвео би напетост у колони течности који иде од корена до грана, прелазећи трахеиде и проводљиве судове.

Губитак воде путем транспирације би имао тенденцију да смањи притисак у горњем делу биљака, услед чега вода која је узета из тла коренима порасте кроз ксилемске канале. На овај начин би се знојна вода непрестано замењивала.

За све ово би била потребна довољна напетост да се вода подигне и кохезивна сила у колони течности да подржи наведену напетост. За 100 м високо дрво биће потребан градијент притиска од 0,2 бара / м, за укупну кохезивну силу од 20 бара. Експериментални докази указују на то да су ти услови испуњени у природи.

Трахеиди имају много већи однос унутрашњих површина и волумена од елемената водљивих посуда. Из тог разлога, они служе да се адхезијом сачувају воде у биљци против гравитације, без обзира да ли постоји знојење или не.

Механичка функција

Лигнификација трахеида спречава њихову имплозију услед негативних хидростатских притисака ксилема.

Ово линификација такође узрокује да трахеиди пружају већину структурне потпоре дрва. Што је већа величина биљака, то је већа и потреба за структурном потпором. Из овог разлога, пречник трахеида обично је већи у великим биљкама.

Укоченост трахеида омогућила је биљкама стицање усправне земаљске навике. То је довело до појаве дрвећа и шума.

У великим биљкама трахеиди имају двоструку функцију. Прво је доношење воде на лишће (на пример у малим биљкама). Други је структурално ојачати лишће како би се одупирало деловању гравитације, чак и ако ојачање смањује хидрауличку ефикасност ксилема.

У окружењима која су изложена јаком вјетру или сњежним падавинама, као и одређене биљне архитектуре, гране захтијевају већу отпорност на лом. Повећана лигнификација шуме због трахеида може промовисати дуговечност дрвених делова ових биљака.

Еволуција

Еволуцијски процес трахеида који траје више од 400 милиона година добро је документован јер тврдоћа ових васкуларних ћелија, узрокована лигнификацијом, погодује њиховом очувању као фосилима.

Како се земаљска флора развијала у геолошком времену, трахеиди су доживели два прилагодљива тренда. Прво су створили проводљиве посуде да би повећали ефикасност транспорта воде и хранљивих материја. Друго, трансформисани су у влакна да би пружили структурну подршку већим и већим биљкама.

Елементи проводних жила добијају карактеристичне перфорације у касном току онтогенезе. Током ране фазе свог развоја подсећају на трахеје из којих су еволуирали.

У фосилним и живим гимоноспермима, иу примитивним двомотиледонима (Магнолиалес) трахеиди имају јаме са скалариформним ивицама. Током еволуције до напреднијих биљних група, трахеиди са скалариформним ивицама рађају оне са кружним ивицама. Заузврат, ово је створило либриформна влакна.

Ксилем

Ксилем заједно с флоемом чини ткива која чине васкуларни систем васкуларних биљака. Овај систем је прилично сложен и одговоран је за водење воде, минерала и хране.

Док ксилем носи воду и минерале од корена до остатка биљке, флоем носи храњиве састојке добијене током фотосинтезе, од лишћа до остатка биљке.

Ксилем чине у многим случајевима две врсте ћелија: трахеиди, који се сматрају најпримитивнијим, и елементи посуде. Међутим, најпримитивније васкуларне биљке имају само трахеиде у ксилему.

Проток воде кроз трахеиде

Начин на који су трахеиди постављени унутар биљке је такав да су њихове јаме савршено поравнате између сусједних трахеида, омогућавајући проток између њих у било којем смјеру.

Неке врсте представљају задебљање ћелијског зида на ивицама јама које смањују пречник њиховог отвора, јачајући тако сједињење трахеида и смањујући количину воде и минерала који могу проћи кроз њих. Ове врсте јама називају се ареолатне јаме.

Неке врсте штитастих врста, као и четинари, имају додатни механизам који омогућава регулисање протока воде кроз ареолатне јаме, као што је присуство структуре која се зове торус.

Торус није ништа друго до задебљање мембране јаме на нивоу централне зоне исте и делује као контролни вентил за пролазак воде и минерала између ћелија.

Када је бик у центру јаме, проток између трахеја је нормалан; али ако се мембрана помера ка једној од њених страна, торус блокира отвор јаме, смањујући проток или потпуно ометајући.

Врсте јама

Једноставно

На ивицама не представљају задебљања

Ареолатед

Представљају задебљања на ивицама јама трахеида и суседног трахеја.

Семиареоладас

Ивице јама једне ћелије су задебљане, али оне суседне ћелије нису.

Ареоладас с биком

Као што је већ споменуто, четинари и понеки ангиосперми имају централни тора у јами ареолата који помаже у регулацији протока воде и минерала.

Слеп

На крају се јама трахеида не поклапа са оном у суседној ћелији због које је проток воде и минерала прекинут на овом подручју. У тим случајевима говоримо о слепој или нефункционалној јами.

Тангенцијални пресек четинара од четинара (Пинус сп.). Трахедије и друге структуре. Преузето и уредјено из: Берксхире Цоммунити Цоллеге Биосциенце Либрари Либрари.

У гимноспермс

Гимносперми из врсте Гнетопхита карактеризирани су, између осталог, и представљањем ксилема сачињеног од трахеида и посуда или сакоса, али остали гимносперми имају само трахеиде као проводне елементе.

Гимносперми имају дужи трахеид од ангиосперма, а имају и ареолатни тип са торусом. Више од 90% масе и запремине секундарног ксилема четињача чине трахеиди.

Формирање трахеида у секундарном ксилему четињача долази из васкуларног камбија. Овај процес се може поделити у четири фазе.

Ћелијска подела

То је митотичка подела у којој након нуклеарне поделе на две кћерке језгре, прва структура која се формира је примарни зид.

Издуживање ћелија

После потпуне деобе ћелије почиње да расте у дужину. Пре него што се овај процес оконча, започиње формирање секундарног зида, које почиње од средишта ћелије и повећава се према врху.

Таложење матрикса целулозе

Целулозна и хемицелулозна матрица ћелије се таложи у различитим слојевима.

Ознака

Целулозни и хемицелулозни матрикс импрегниран је лигнином и другим материјалима сличне природе у ономе што представља завршну фазу фазе сазревања трахеида.

Код ангиосперма

Трахеиди су присутни у ксилему свих васкуларних биљака, али у ангиоспермији су мање важни него код гимноспермија, јер деле функције са другим структурама, познатим као елементи жила или сакоса.

Ангиоспермни трахеиди су краћи и тањи од теретаношпермних трахеида и такође никада немају бикове.

Ангиосперми трахеје, попут трахеја, имају јаме у својим зидовима, умиру по постизању зрелости и губе протопласт. Те ћелије су, међутим, краће и до 10 пута шире од трахејда.

Трахеје губе већину ћелијске стијенке на својим устима, остављајући перфорацијске плоче између суседних ћелија, стварајући тако континуирани канал.

Трахеје могу да транспортују воду и минерале много брже од трахеја. Међутим, ове су структуре подложније блокирању ваздушним мехурићима. Такође су подложнија замрзавању у зимским сезонама.

Референце

1. Бецк, ЦБ 2010. Увод у структуру и развој биљака - анатомија биљака за КСКСИ век. Цамбридге Университи Пресс, Цамбридге.
2. Еверт, РФ, Еицххорн, СЕ 2013. Биологија биљака. ВХ Фрееман, Нев Иорк.
3. Гиффорд, ЕМ, Фостер, АС 1989. Морфологија и еволуција васкуларних биљака. ВХ Фрееман, Нев Иорк.
4. Маусетх, ЈД 2016. Ботаника: увод у биологију биљака. Јонес & Бартлетт Леарнинг, Бурлингтон.
5. Питтерманн, Ј., Сперри, ЈС, Вхеелер, ЈК, Хацке, УГ, Сиккема, ЕХ 2006. Механичко појачање трахеида угрожава хидрауличку ефикасност четињачког ксилема. Биљка, ћелија и животна средина, 29, 1618–1628.
6. Рудалл, ПЈ Анатомија цветних биљака - увод у структуру и развој. Цамбридге Университи Пресс, Цамбридге.
7. Сцхоолеи, Ј. 1997. Увод у ботанику. Делмар Публисхерс, Албани.
8. Сперри, ЈС, Хацке, УГ, Питтерманн, Ј. 2006. Величина и функција у трахеидима четинара и крвних судова. Амерички часопис за ботанику, 93, 1490–1500.
9. Стерн, РР, Бидлацк, ЈЕ, Јански, СХ 2008. Уводна биљна биологија. МцГрав-Хилл, Њујорк.
10. Виллис, КЈ, МцЕлваин, ЈЦ 2001. Еволуција биљака. Окфорд Университи Пресс, Окфорд.