Zašto je voda važna za mahove?



Voda je od velikog značaja za mahove jer ove biljke nemaju vaskularna tkiva ili organe specijalizirane za apsorpciju. S druge strane, oni nisu u stanju regulirati gubitke vode i ovisiti o njemu radi spolne reprodukcije.

Mahovine pripadaju mahovima, smatra se prvom skupinom koja kolonizira kopneni okoliš. Gametofit tvori vegetativno tijelo, a sporofit ovisi o tome.

Ove biljke imaju vrlo tanku kutikulu i nemaju stomata koji reguliraju znojenje. Vrlo su osjetljivi na promjene vlage, tako da se mogu vrlo brzo dehidrirati.

Upijanje vode može se pojaviti u cijeloj biljci ili kroz rizoide. Provođenje može biti kapilarnim djelovanjem, apoplastičnim ili pojednostavljenim. U nekim skupinama postoje specijalizirane stanice u vodenom prometu (hidroidi).

Muške gamete (spermatozoidi) označene su bičevima i zahtijevaju prisutnost vode da dosegnu ovocelu (ženska gameta).

Mnoge mahovine imaju veliku sposobnost oporavka od dehidracije. Herbarijski uzorci Grimmia pulvinata nakon 80 godina sušenja.

indeks

  • 1 Opće karakteristike mahovina
    • 1.1. Vegetativno tijelo gametofita
    • 1.2 Reproduktivne strukture
    • 1.3 Esporofito
  • 2 Vegetativna struktura mahovina i njihov odnos prema vodi
    • 2.1 Zaštitne tkanine
    • 2.2 Upijanje vode
    • 2.3 Provođenje vode
  • 3 Spolna reprodukcija ovisna o vodi
  • 4. Tolerancija mahovina do dehidracije
  • 5 Reference

Opće karakteristike mahovina

Mahovine pripadaju skupini mahunastih ili ne vaskularnih biljaka, a karakterizira ih nedostatak specijaliziranih tkiva u vodenoj vodi.

Vegetativno tijelo odgovara gametofitu (haploidnoj fazi). Sporofit (diploidna faza) je nedovoljno razvijen i ovisi o održavanju gametofita.

Općenito, mahovine ne dosežu veliku veličinu. Mogu biti u rasponu od nekoliko milimetara do 60 cm duge. Oni imaju foliose rast, s uspravnom osi (caulidium) koja je fiksirana na supstrat malim filamentima (rhizoidima). Imaju strukture slične lišću (filidios).

Vegetativno tijelo gametofita

Caulidium je uspravan ili puzljiv. Rizoidi su višestanični i razgranati. Filidiji su spiralno formirani oko kulida i sesilni.

Tijelo mahovina formira se praktički parenhimatskim tkivom. U najudaljenijim slojevima tkiva nekih struktura mogu se pojaviti pore poput stoma.

Filidios se izravnava. Obično ima sloj stanica, s izuzetkom središnje zone (obale) gdje je nekoliko.

Reproduktivne strukture

Seksualne strukture formiraju se na vegetativnom tijelu gametofita. Mahovine mogu biti monoicos (dva spola u istoj nozi) ili dioicos (spolovi u odvojenim nogama).

Anteridio čini mušku spolnu strukturu. Mogu imati kuglasti ili izduženi oblik, a unutarnje stanice tvore spermu (muške gamete). Spermatozoidi su prisutni u dvije flagele i zahtijevaju mobilizaciju vodom.

Ženske seksualne strukture nazivaju se archegonia. Imaju oblik bočice s širokom bazom i dugim uskim dijelom. Unutar njih nastaje ovocel (ženski gameta).

esporofito

Kada se oplodnja ovocela pojavi u arhegoniju, formira se zametak. Počinje se dijeliti i tvori diploidno tijelo. Sastoji se od haustoriuma vezanog za gametofit, čija je funkcija apsorpcija vode i hranjivih tvari.

Zatim se prikaže pedikel i u apikalnom položaju kapsula (esporangio). Kada sazri, kapsula proizvodi archesporio. Stanice iste podliježu mejozi i formiraju se spore.

Spore se oslobađaju i raspršuju po vjetru. Kasnije klijaju da potječu iz vegetativnog tijela gametofita.

Vegetativna struktura mahovina i njihov odnos s vodom

Briofiti se smatraju prvim biljkama koje su kolonizirale kopneni okoliš. Nisu razvili potporna tkiva ili prisutnost lignificiranih stanica, pa su male veličine. Međutim, oni predstavljaju neke karakteristike koje su favorizirale njihov rast izvan vode.

Zaštitne tkanine

Jedna od glavnih značajki koja je omogućila biljkama da koloniziraju kopneni okoliš je prisutnost zaštitnih tkanina.

Zemaljske biljke imaju masni sloj (kutikula) koji pokriva vanjske stanice tijela biljke. Smatra se da je to jedna od najvažnijih prilagodbi za postizanje neovisnosti vodenog okoliša.

U slučaju mahovina, na barem jednom od lica filidija prisutna je tanka kutikula. Međutim, struktura istih omogućuje ulazak vode u nekim područjima.

S druge strane, prisutnost puči omogućila je kopnenim biljkama reguliranje gubitaka vode putem transpiracije. U vegetativnom tijelu mahovine gametofita ne pojavljuju se puči.

Zbog toga ne mogu kontrolirati gubitke vode (oni su poikilohidrični). Oni su vrlo osjetljivi na promjene u vlažnosti u okolišu i nisu u mogućnosti zadržati vodu unutar stanica kada postoji deficit vode.

U kapsuli sporofita nekoliko vrsta uočena je prisutnost puči. Povezani su s mobilizacijom vode i hranjivih tvari prema sporofitu, a ne s kontrolom gubitka vode.

Upijanje vode

U vaskularnim biljkama apsorpcija vode nastaje kroz korijen. U slučaju mahunarki, rizoidi obično nemaju tu funkciju nego fiksaciju na supstrat.

Mahovine imaju dvije različite strategije za upijanje vode. Prema strategiji koju predstavljaju, klasificiraju se kao:

Endohidrične vrste: voda se uzima izravno s podloge. Rizoidi interveniraju u apsorpciji, a kasnije se voda provodi interno u cijelo tijelo biljke.

Exohydric vrste: Apsorpcija vode nastaje u cijelom tijelu biljke i transportira se difuzijom. Neke vrste mogu imati vunenu prevlaku (tomentum) koja pogoduje apsorpciji vode prisutne u okolišu. Ova skupina je vrlo osjetljiva na sušenje.

Endohidrične vrste mogu rasti u suhim sredinama u odnosu na egzodhidrične.

Provođenje vode

U vaskularnim biljkama voda se pokreće pomoću ksilema. Provodne stanice ovog tkiva su mrtve i sa jako lignificiranim zidovima. Prisutnost ksilema čini ih vrlo učinkovitim u korištenju vode. To im je omogućilo da koloniziraju velik broj staništa. 

Kod mahovina nema prisutnosti lignificiranih tkiva. Provođenje vode može se odvijati na četiri različita načina. Jedan od njih je kretanje stanica-stanica (pojednostavljeni put). Drugi načini su sljedeći:

apoplastic: voda se kreće kroz apoplast (zidovi i međustanični prostori). Ova vrsta vožnje je mnogo brža od jednostavne. To je učinkovitije u onim skupinama koje imaju debele stanične stijenke zbog veće hidrauličke vodljivosti.

Prostori za kosu: u ektohidričnim skupinama mobilizacija vode teži ka kapilarnosti. Između filidija i kulida formiraju se kapilarni prostori koji olakšavaju transport vode. Kapilare mogu doseći duljinu do 100 μm.

hidroida: prisutnost rudimentarnog sustava provodljivosti uočena je u endohidričnim vrstama. Postoje specijalizirane stanice u vodi koja se naziva hidroidima. Ove su stanice mrtve, ali njihovi zidovi su tanki i vrlo propusni za vodu. Raspoređeni su u redovima jedan iznad drugoga i nalaze se u središnjem položaju u kotliću.             

Seksualna reprodukcija ovisna o vodi

Mahovi imaju muške gamete (spermu). Kada antheridium sazrije, prisutnost vode je potrebna da bi se otvorila. Kada se dehiscencija pojavi, sperma ostaje plutajući u vodenom filmu.

Za pojavu oplodnje bitna je prisutnost vode. Sperma može ostati održiva u vodenom mediju oko šest sati i može putovati do 1 cm.

Dolazak muških spolnih stanica u antheridiju pogoduje utjecaju kapljica vode. Kada prskaju u različitim smjerovima, nose mnogo sperme. To je od velike važnosti u reprodukciji dioičnih skupina.

U mnogim slučajevima, antheridija je oblikovana kao šalica, što olakšava disperziju sperme kada dođe do utjecaja vode. Mahovi puzavice, stvaraju više ili manje kontinuirane slojeve vode kroz koje se kreću gamet.

Tolerancija mahovina do dehidracije

Neki mahovi su prisiljeni vodeni. Ove vrste nisu tolerantne prema isušivanju. Međutim, druge vrste mogu rasti u ekstremnim uvjetima, s izraženim sušnim razdobljima.

Budući da su poikilohidrični, mogu vrlo brzo izgubiti i dobiti vodu. Kada je okolina suha, mogu izgubiti do 90% vode i oporaviti se kada se vlažnost poveća.

Vrsta Tortula ruralis skladišten je sa sadržajem vlage od 5%. Kada je rehidrirana, uspjela je povratiti svoj metabolički kapacitet. Još jedan zanimljiv slučaj je slučaj Grimmia pulvinata. Herbarijski uzorci stariji od 80 godina su održivi.

Ova tolerancija na dehidraciju mnogih mahovina uključuje strategije koje im omogućuju održavanje integriteta staničnih membrana.

Jedan od čimbenika koji pomaže u održavanju stanične strukture je prisutnost proteina zvanih rehidrini. Oni su uključeni u stabilizaciju i rekonstituciju oštećenih membrana tijekom dehidracije.

Kod nekih vrsta, uočeno je da se vakuola tijekom dehidracije dijeli na mnoge male vakuole. Povećavajući sadržaj vlage, oni se ponovno spajaju i tvore veliku vakuolu.

Biljke tolerantne na duga razdoblja isušivanja predstavljaju antioksidacijske mehanizme, jer oštećenje oksidacijom raste s vremenom dehidracije.

reference

  1. Glime J (2017) Vodni odnosi: biljne strategije. Poglavlje 7-3. U: Glime J (ed.) Ekologija briofita Volumen I. Fiziološka ekologija. Ebook sponzoriran od strane Michigan Tehnološkog Sveučilišta i Međunarodne udruge Bryologist. 50.pp.
  2. Glime J (2017) Vodni odnosi: Staništa. Poglavlje 7-8. U: Glime J (ed.) Ekologija briofita Volumen I. Fiziološka ekologija. Ebook sponzoriran od strane Michigan Tehnološkog Sveučilišta i Međunarodne udruge Bryologist. 29.pp.
  3. Green T, L Sancho i A Pintado (2011) Ekofiziologija ciklusa isušivanja / rehidracije u mahovinama i lišajima. U: Lüttge U, E Beck i D Bartels (eds) Tolerancija sušenja biljaka. Ekološke studije (analiza i sinteza), svezak 215. Springer, Berlin, Heidelberg.
  4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera i B Valdés (1997) Botanika. McGraw Hill - Španjolski Interamerikanac. Madrid, Španjolska 781 str.
  5. Montero L (2011) Karakterizacija nekih fizioloških i biokemijskih aspekata mahovine Pleurozium schreberi vezana je za njegovu sposobnost toleriranja dehidracije. Diplomski rad za prijavu na zvanje doktora poljoprivrednih znanosti. Agronomski fakultet, Nacionalno sveučilište Kolumbije, Bogota. 158 str.