В ситовые клетки являются те , которые несут сок с сахаром и питательных веществ в флоэмы , не покрытосеменных сосудистых растений. Они гомологичны элементам ситовидных трубок покрытосеменных растений. Оба типа клеток остаются живыми, несмотря на потерю ядра и нескольких важных органелл.
Ячейки сита длинные и узкие, с перекрывающимися концами. На всей боковой поверхности они имеют небольшие пористые участки (сита), контактирующие с белковыми клетками, иногда называемыми клетками Страсбургера.
Источник: pixabay.com
Трубчатые элементы экрана бывают короткие и широкие. Они образуют сплошные трубки. У их концов есть пористые пластины, контактирующие с клетками-компаньонами.
Структура
Как и большинство клеток флоэмы, сита имеют клеточную стенку, состоящую из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина. Экраны представляют собой углубления с диаметром пор до 15 мкм. Их можно наблюдать с помощью оптического микроскопа.
Поры пересекаются мостиками или цитоплазматическими канальцами между соседними ситами и белковыми клетками, которые создают непрерывность между протоплазмами обоих.
Каждый из этих мостиков окружен цилиндром из каллозы, состоящим из плотно упакованного гиалинового β-глюкана. Это предотвращает утечку содержимого перемычек.
В отличие от элементов ситовых трубок, соседние ситовые и белковые клетки, как правило, не являются результатом деления одной и той же родительской клетки.
Структуры клеточных стенок, которые посредством мостиков устанавливают связь между протоплазмами альбумина и ситовидными клетками, называются плазмодесмами.
Отношения с другими клетками
Сосудистые растения обладают двумя типами сложной проводящей ткани, организованной в виде параллельных сосудистых пучков вдоль коры корней, стеблей, ветвей и жилок листьев.
С одной стороны, ксилема распределяет воду и минеральные вещества, взятые из почвы. С другой стороны, флоэма несет воду, сахара, образующиеся в результате фотосинтеза, и питательные вещества, ранее хранящиеся в других клетках.
Как и ксилема, флоэма происходит из области роста стебля, называемой сосудистым камбием. Его основная составляющая - это ячейки сита или элементы ситовой трубки.
Флоэма также содержит склеренхимные клетки с функцией поддержки, идиобласты, секреторную функцию и паренхимные клетки с функцией хранения.
Белковые клетки также являются паренхимными. Подобно клеткам-компаньонам покрытосеменных, у них есть протоплазма с обильными рибосомами и митохондриями, обширная шероховатая эндоплазматическая сеть, пластиды с крахмальными зернами и ядро, которое может быть лопастным. У них также может быть большая вакуоль.
Не имея важных ядер и органелл, ситовые клетки нуждаются в метаболическом аппарате, белках и рибонуклеарных белковых комплексах, других питательных веществах, АТФ, сигнальных молекулах и белковых гормонах, чтобы оставаться в живых.
Передвижение этих соединений внутри растения было бы невозможно без белковых клеток.
функция
Движение воды и растворенных веществ во флоэме может происходить в разных направлениях в разное время. Даже определенные растворенные вещества могут одновременно двигаться в противоположных направлениях. Эта способность связана с тем, что флоэма состоит из живых клеток, способных осуществлять различные обменные процессы.
Из белковых клеток сахара, произведенные в фотосинтетических тканях, загружаются в ситчатые клетки. Увеличение концентрации сахаров в этих клетках снижает осмотический потенциал сока, привлекая воду из соседней ксилемы. Это увеличивает тургор ситовых клеток.
Повышенное давление сока заставляет его пассивно двигаться к целевым тканям.
По мере разгрузки сахаров в этих тканях тургор ситовидных клеток снижается, что приводит к возврату воды в ксилему. Этот процесс повторяется циклически, производя непрерывную отправку сахаров флоэмой и их разгрузку в целевых тканях.
У некоторых растений для сброса сахаров в ситовые клетки против градиента концентрации требуется фермент аденозинтрифосфат.
Выгрузка сахара из цветов и фруктов подразумевает дополнительные затраты энергии, потому что транспортировка должна происходить против градиента сахарозы, фруктозы и глюкозы.
Периоды роста
В периоды наибольшего роста растений основными активными сетчатыми клетками являются те, которые образуют часть флоэмы органов хранения крахмала и растущих апикальных, корневых и пазушных меристем.
В периоды интенсивной фотосинтетической активности основными активными сетчатыми клетками являются клетки флоэмы листьев и запасающие органы.
патология
Вирусы, поражающие растения, часто используют системы ситовых клеток или элементы ситовых трубок в качестве канала для проникновения во весь организм.
Скрининговые клетки уничтожают поражения, которые быстро страдают из-за отложения мозолей. У тлей специально адаптированный ротовой аппарат для нейтрализации этой защиты, поэтому они могут непрерывно сосать сок в течение нескольких часов. Эти и другие насекомые-сокоеды передают вирусы, поражающие растения.
Когда ситчатые клетки умирают, умирают и связанные с ними белковые клетки. Это показатель тесной взаимозависимости обоих типов микроорганизмов.
Неизвестно, почему большие количества трубчатой эндоплазматической сети могут вызывать закупорку ситчатых пор ситчатых клеток голосеменных.
эволюция
Ксилема и флоэма решили проблему переноса воды и питательных веществ в земной среде, допустив эволюцию крупных растений и, следовательно, появление лесов и создание огромного биоразнообразия, которое они несут во всем мире.
Что касается элементов ситовой трубки и сопутствующих им ячеек, то связанные ситовые и белковые ячейки считаются примитивными. Об этом свидетельствует тот факт, что ситовидные клетки встречаются у всех сосудистых растений без цветков и только у некоторых филогенетически базальных покрытосеменных.
Считается, что покрытосеменные произошли от голосеменных. Это могло бы быть эволюционной причиной того, почему системы транспортировки сока, основанные на элементах ситовых трубок, аналогичны системам на основе ситовых ячеек. Другими словами, обе системы будут гомологичными.
В качестве доказательства этой гомологии можно упомянуть, что обе системы демонстрируют замечательное сходство, особенно в характеристиках протопласта (потеря ядра и самих органелл) и системы скрининга.
Ссылки
- Азкон-Бьето, Дж., Талон, М. 2006. Основы физиологии растений. Макгроу-Хилл, Мадрид.
- Бек, CB 2010. Введение в строение и развитие растений - анатомия растений в двадцать первом веке. Издательство Кембриджского университета, Кембридж.
- Эверт, Р.Ф., Эйххорн, С.Е. 2013. Биология растений. WH Freeman, Нью-Йорк.
- Гиффорд, Е.М., Фостер, А.С. 1989. Морфология и эволюция сосудистых растений. WH Freeman, Нью-Йорк.
- Mauseth, JD 2016. Ботаника: введение в биологию растений. Jones & Bartlett Learning, Берлингтон.
- Рудалл П.Дж. Анатомия цветковых растений - введение в строение и развитие. Издательство Кембриджского университета, Кембридж.
- Скули, Дж. 1997. Введение в ботанику. Издательство Delmar, Олбани.
- Стерн, Р. Р., Бидлак, Дж. Э., Янски, Ш. 2008. Вводная биология растений. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк.