Tracheidės: ksilemos ląstelės, pernešančios vandenį ir suteikiančios atramą
Tracheidės: ksilemos ląstelės, pernešančios vandenį ir suteikiančios struktūrinę atramą — kaip spygliuočiai išvengia embolijos ir palaiko augalų augimą.
Tracheidės - tai ilgos ląstelės kraujagyslių augalų ksilemoje, kurių pagrindinė paskirtis – pernešti vandenį ir mineralines druskas bei suteikti mechaninę atramą. Tracheidės yra vienas iš dviejų pagrindinių ksilemos elementų tipų, kitas – kraujagyslių elementai. Skirtumas tarp jų svarbus: tracheidės neturi perforacinių plokštelių, o indų elementai jas turi. Šios savybės iš dalies apibrėžia kraujagyslinių augalų ir nevaškinių augalų ypatybes.
Sandara ir cheminė sudėtis
Visi trachėjos elementai turi storą, lignifikuotą antrinę ląstelės sienelę. Antrinė sienelė gali turėti įvairių sustorėjimų – žiedinius, spiralinius, tinklinius arba plataus ploto sustorėjimus; tik prie duobių (pitų) sienelė lieka plonesnė. Kai augalas subręsta, protoplastas suyra ir ląstelė virsta tuščiu vamzdeliu, per kurį teka vanduo. Tracheidžių skersmuo paprastai yra mažesnis nei indų elementų, o ilgis – kintamas, priklausantis rūšiai.
Duobių ir jų reikšmė
Tracheidės susisiekia tarpusavyje per duobeles (pits). Daugelyje spygliuočių duobelių struktūra būna specializuota – torus-margo tipas, kuris padeda užkirsti kelią oro burbuliukų (embolijų) plitimui. Bordered pits (anksčiau minima kaip „duobės“ su riba) užtikrina selektyvų skysčio mainų srautą tarp ląstelių ir kartu sumažina riziką, kad oro įsiskverbimas išjungs ilgą ksilemos ruožą.
Funkcijos
- Vandens ir mineralų pernaša: tracheidės sudaro tęstinį kanalo tinklą, per kurį pagal kohesijos ir adhezijos dėsnius bei transpiration-driven sūkuriavimą kyla vanduo iš šaknų į viršutines augalo dalis.
- Mechaninė atrama: dėl storų lignifikuotų sienelių tracheidės suteikia audiniams tvirtumą ir atsparumą apkrovoms, ypač spygliuočių medienoje, kur jos yra dominuojantis ląstelių tipas.
- Vandens sulaikymas: dėl didesnio paviršiaus ploto ir tūrio santykio, palyginti su indų elementais, tracheidės gali ilgiau sulaikyti vandenį per sukibimo (adhesijos) mechanizmą, kai transpiracija nevyksta. Tai padeda išvengti oro embolijos ir palaikyti xilemą funkcionalią esant nepalankioms sąlygoms.
Palyginimas su indų elementais
Nors indų elementai yra platesni ir leidžia efektyviau perduoti didesnius vandens kiekius, jie yra labiau pažeidžiami embolijai dėl perforacinių plokštelių. Tracheidės, būdamos siauresnės ir turinčios patikimesnę duobių sistemą, užtikrina saugesnį, tačiau lėtesnį vandens transportą. Dėl šių savybių tracheidės yra vyraujantis ksilemos elementas spygliuočiuose, o daugumos lapuočių medžių ksilemoje daugiau indų elementų.
Tipai ir formos
Antrinių sienelių sustorėjimų formos skiriasi ir turi taksonominę bei fiziologinę reikšmę:
- Žiedai (annular) – pasitaiko jaunose ar augančiose dalyse.
- Spiralės (helical) – suteikia lankstumo augančiai stiebų daliai.
- Tinklai (reticulate) – sudėtingesnė sustorėjimų struktūra.
- Platosios, pusrutulio arba difuzinės pailgėjusios plokštelės.
Pasiskirstymas ir evoliucija
Tracheidės yra būdingos visiems kraujagysliniams augalams (tracheofitams) ir sudaro svarbią ksilemos dalį tiek pirminėje, tiek antrinėje medienoje. Evoliuciškai tracheidės atsirado ankstesnėse augalų grupėse; vėlesniems augalams (daugelis angiospermų) išsivystė platesni indų elementai, didinantys vandens transporto efektyvumą, tačiau kartu padidinantys jautrumą embolijai.
Istorija
Terminą "tracheidė" 1863 m. pasiūlė vokiečių botanikas Carlas Sanio (Carl Sanio), iš pradžių vokiečių kalba – Tracheide. Nuo tada šis terminas plačiai naudojamas apibūdinti siaurą, ilgą ksilemos ląstelę, kuri vienu metu atlieka tiek transporto, tiek atramos funkcijas.
Pastaba: tracheidžių savybės (dydis, forma, duobių struktūra) labai kinta tarp rūšių ir prisitaiko prie ekologinių sąlygų, pavyzdžiui, drėgnumo, temperatūros svyravimų ir dirvožemio tipų.
Ąžuolo tracheidėje išilgai sienelių matomos duobutės
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra tracheidės?
A: Tracheidės - tai ilgos ląstelės kraujagyslių augalų ksilemoje, pernešančios vandenį ir mineralines druskas bei užtikrinančios struktūrinę atramą.
K: Koks dar vienas ksilemos elementas, be tracheidžių?
A: Be tracheidžių, dar vienas ksilemos elementų tipas yra indai.
K: Kuo skiriasi tracheidės ir indų elementai, kalbant apie perforacines plokšteles?
A: Tracheidės neturi perforacinių plokštelių, o indų elementai jas turi.
K: Kokia savybė apibūdina kraujagyslinius augalus, palyginti su nekraujagysliniais augalais?
Atsakymas: Trachėjinių elementų, įskaitant tracheides ir indų elementus, buvimas lemia, kad kraujagysliniai augalai skiriasi nuo nekraujagyslinių augalų.
K: Kas atsitinka su tracheidžių protoplastu, kai augalas subręsta?
A: Kai augalas subręsta, tracheidžių protoplastas suyra ir išnyksta.
K: Kokią funkciją atlieka antrinių tracheidžių sienelių sustorėjimai?
A.: Tracheidžių antrinių sienelių sustorėjimai yra struktūrinė atrama.
K.: Kaip tracheidės išlaiko vandenį prieš gravitaciją, kai nėra transpiracijos?
A. Tracheidės sulaiko vandenį nuo gravitacijos sukibimo būdu, nes jų paviršiaus ploto ir tūrio santykis, palyginti su indų elementais, yra daug didesnis.
Ieškoti