მცენარეებში რთული მეტაბოლური რეაქციები აიხსნება მათი სხეულის ნაწილების განსაკუთრებული აგებულებით: ფესვი, ღერო, ფოთლები, რომელსაც ეწოდება ვეგეტატიური ორგანოები. ისინი პასუხისმგებელნი არიან ფოტოსინთეზის, ტრანსპირაციის, ოსმოსის პროცესებზე. ამ ნაშრომში ჩვენ შევისწავლით მცენარეული ელემენტების სტრუქტურასა და ფუნქციებს, როგორიცაა ფესვის თმა. ეს არის მნიშვნელოვანი სტრუქტურები, რომლებიც განსაზღვრავენ წყლისა და მინერალური მარილების შეწოვას ნიადაგიდან.
ფესვი - თესლოვანი მცენარეების ვეგეტატიური ორგანო
გიმნოსპერმებისა და აყვავებული მცენარეების მიწისქვეშა ნაწილი წარმოდგენილია ორი ტიპის ფესვთა სისტემით: ფესვისებრი და ბოჭკოვანი. ისინი შედგება ძირითადი, გვერდითი, გვერდითი (ერთფეროვანი მცენარეების) ფესვებისა და დიდი რაოდენობით მცირე სტრუქტურებისგან, რომლებსაც ფესვის თმა ეწოდება.
ეს არის გამონაზარდები, რომლებიც წარმოდგენილია ეპიბლემის (რიზოდერმი) ცალკეული უჯრედებით. მათ ტრიქობლასტებს უწოდებენ. საყრდენი და ორგანული ნივთიერებების შესანახი, შთანთქმის და გამრავლების ფუნქციების შესრულება (ალუბლის, ტირიფის ე.წ. ძირეული შთამომავლობა),ფესვი ირიბად მონაწილეობს ისეთ მეტაბოლურ პროცესებში, როგორიცაა ტრანსპირაცია, სუნთქვა, ფოტოსინთეზი.
შეწოვის ზონა
მთავარ ფესვს აქვს რთული ანატომიური სტრუქტურა და მისი სხვადასხვა ნაწილები ასრულებენ მრავალფეროვან ფუნქციებს. ამასთან დაკავშირებით მათ ზონებს უწოდებენ. ფესვის თმების ფუნქციიდან გამომდინარე (ზრდის ზონაში შემავალი დაჭიმვის ზონის ზემოთ) განლაგებულია მთლიანი ქსოვილის გამონაზარდების დაგროვება. ამ ზონას ეწოდება შეწოვის ზონა. ეს არის ერთიდან სამ სანტიმეტრამდე. ეს ტერიტორია შეიძლება შეიცავდეს 200-დან 1500-მდე ან მეტ მოგრძო ეპიბლემას უჯრედებს. ისინი დიდხანს არ ცოცხლობენ: რამდენიმე საათიდან 20 დღემდე, შემდეგ კი იღუპებიან. ამავდროულად, რიზოდერმისგან ახალი სტრუქტურები იქმნება. ფესვის თმის უჯრედს ნიადაგთან კონტაქტში შეუძლია წყლის მოლეკულების და მისგან გახსნილი მარილების შთანთქმა ნატრიუმის, ქლორის, მაგნიუმის იონების, ნიტრატის, ნიტრიტის და ფოსფატის მჟავების მჟავა ნარჩენების სახით.
Epibleme და მისი სტრუქტურის მახასიათებლები
ეს მცენარის ქსოვილი მიეკუთვნება პირველადი მერისტემების ჯგუფს. გაყოფაში მონაწილეობით, მისი უჯრედები უზრუნველყოფენ ისეთი ელემენტების ფორმირებას, როგორიცაა ფესვის თმა. ეს ხდება ფესვის საგანმანათლებლო ქსოვილის გარე შრეში - ფელოგენში. ვეგეტაციის პერიოდში წარმოქმნილი რიზოდერმი კვდება. მის ადგილას წარმოიქმნება ახალგაზრდა პერიდერმის უჯრედები - მეორადი მთლიანი ქსოვილი, რომელსაც არ შეუძლია ნიადაგის ხსნარების შთანთქმა. ეპიბლემის ზედა ნაწილიდან წარმოიქმნება ახალი ფესვის თმა, რომლის ფუნქციაა წყლისა და მინერალური მარილების შეწოვა.
თმის ფესვის ფუნქციები
ეს სტრუქტურები წარმოიქმნება რიზოდერმის გამონაყარისგან და წარმოადგენს პირველადი მერისტემის ცალკეულ უჯრედებს, რომლებსაც შეუძლიათ ნიადაგის ხსნარის შთანთქმა. დროთა განმავლობაში, ისინი იჭიმება და უჯრედის მემბრანას შეუძლია შიგნით გაიაროს როგორც ჰიპოტონური, ასევე მაღალი კონცენტრირებული მარილის ხსნარები. როდესაც გამოიყენება მინერალური სასუქები, მაგალითად, აზოტიანი და კალიუმიანი სასუქები, ნიადაგში იზრდება ამონიუმის, კალიუმის და ნიტრატის იონების შემცველობა. ეს ხდება გაზაფხულზე, რადგან ეს საუკეთესო დროა ამ ტიპის სასუქის გამოსაყენებლად. ზემოაღნიშნული ტიპის იონების შემცველი ნიადაგის ხსნარი პასიური დიფუზიით აღწევს ტრიქობლასტის ციტოპლაზმაში.
ფოსფატური სასუქების შემოდგომაზე შეტანა, რომელთა დაშლას მეტი დრო სჭირდება, იწვევს ფოსფატისა და მეტაფოსფორის მჟავების მჟავე ნარჩენების იონების შეწოვას ფესვის თმებით. თებერვლის ბოლოს - მარტის დასაწყისში წვენების ნაკადის დაწყებისთანავე, რიზოდერმული უჯრედების თითქმის მთელი მოცულობა ივსება ვაკუოლებით, ბირთვი გადაადგილდება ფესვის თმის ზევით. თავად უჯრედს შეუძლია ორგანული მჟავების მოლეკულების გამოყოფა: ოქსიალური, ვაშლის. ისინი ხსნიან ჰუმუსის ნაწილაკებს, აძლიერებენ შეწოვის პროცესს. ფესვის თმების წარმოქმნა საკმაოდ სწრაფად ხდება. მოკლე სიცოცხლის ხანგრძლივობის მიუხედავად, მათ შეუძლიათ ნიადაგის ხსნარის დიდი მოცულობის შეწოვა. მაგალითად, მერქნიან მცენარეში შეწოვის ფართობი არის დაახლოებით 120-დან 640 მ22.
რა არის ტრიქობლასტები
ადრე შევისწავლეთ პირველადი ქსოვილის სტრუქტურისა და ფუნქციების თავისებურებებიმცენარეთა გადასაფარებლები. იგი შედგება უჯრედების ერთი ფენისგან და ეწოდება ეპიბლემა, რომელიც მდებარეობს ახალგაზრდა გვერდითი ფესვებზე, რომლებიც იზრდება ძირითადი ან გვერდითი ფესვებიდან. ფესვის თმები არის მთლიანი ქსოვილის გამონაზარდები, რომლებიც ძალიან წაგრძელებული სტრუქტურებია. უნდა გვახსოვდეს, რომ ეპიბლემას ყველა უჯრედი პლურიპოტენტურია, ანუ შეუძლია ფესვის თმების წარმოქმნა. მაგრამ ისინი წარმოიქმნება მხოლოდ ტრიქობლასტებისგან - ეპიბლემის გამონაზარდები, რომლებიც ჰგავს მიკროსკოპულ ტუბერკულოზებს.
შიდა ქსოვილს, რომელიც პასუხისმგებელია ტრიქობლასტების წარმოქმნაზე, აქვს ციტოლოგიური სტრუქტურული თავისებურებები: მაგალითად, მის უჯრედებს არ აქვთ კუტიკულა და სქელი ცელულოზის კედელი. ციტოპლაზმა შეიცავს დიდი რაოდენობით ორგანელებს, რომლებიც ასინთეზირებენ ATP მოლეკულებს - მიტოქონდრიას. ისინი აუცილებელია, რადგან წყლისა და მინერალური მარილების შეწოვა მოითხოვს ენერგიას. ტრიქობლასტებს ასევე არ გააჩნიათ სტომატები - შიდა ქსოვილის ელემენტები, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან მცენარეთა სუნთქვისა და ტრანსპირაციის პროცესებზე - წყლის აორთქლებაზე.
როგორ აღწევს მარილის ხსნარი მცენარის ფესვებში
ოსმოსურ სისტემად შეიძლება ჩაითვალოს
ტრიქობლასტი და მისგან წარმოქმნილი ფესვი თმა, რომლის ფუნქციაა ნიადაგიდან წყლისა და მინერალური მარილების შეწოვა. ხისტი უჯრედის კედლის არარსებობა და მემბრანის ელასტიურობა ხელს უწყობს მოლეკულების ტრანსპორტირებას გარე გარემოდან ციტოპლაზმაში. თმის სპეციალურ ფესვთა ორგანელებში - ვაკუოლები, გროვდება გლუკოზის, ფრუქტოზის, ვაშლის, ლიმონის და ოქსილის მჟავების ჰიპერტონული ხსნარები.
უჯრედის მემბრანასაც და ტონოპლასტსაც აქვს სელექციურინახევრად გამტარიანობა. ამრიგად, ნიადაგის ხსნარი, უჯრედის წვენზე ნაკლებად კონცენტრირებული, აღწევს ფესვის თმაში ოსმოსის კანონების მიხედვით. ნიადაგიდან მომდინარე ხსნარების წყლის პოტენციალი ტონოპლასტში ამ მაჩვენებელზე მაღალია, ხოლო ოსმოსური პოტენციალი უფრო დაბალია. წყალი და მინერალური მარილები თმის ფესვის უჯრედიდან ქსილემამდე გადადის. ეს არის გამტარი ქსოვილი, რომელიც ქმნის მცენარეთა გემებს - ტრაქეას ან ტრაქეიდებს. მათი მეშვეობით ნიადაგის ხსნარი გადადის ღეროზე ფოთლებზე და მცენარის სხვა ნაწილებამდე.
არჩევა და მისი მნიშვნელობა
ფესვთა სისტემის შეწოვის არეალის გასაზრდელად საჭიროა გაზარდოთ გვერდითი ფესვების რაოდენობა. მათი ეპიბლემა, რომელიც შეიცავს ტრიქობლასტებს, წარმოქმნის დამატებით ფესვის თმას. ამისთვის გამოიყენება ფესვის წვერის ამოღების მექანიკური მეთოდი, რომელიც ანადგურებს ფესვის ქუდის ზემოთ მდებარე გაყოფის ზონას. კრეფა ქვია. ეს ტექნიკა ასტიმულირებს გვერდითი ნაწილების ზრდას, რომლებზედაც დიდი რაოდენობით ფესვის თმა ვითარდება. ამ შემთხვევაში, ძირითადი ფესვის ზრდა სიგრძეში ჩერდება. შეწოვის ზონის დიდი ფართობი დადებითად მოქმედებს მცენარის ზრდა-განვითარებაზე, ზრდის მის მოსავლიანობას და სიცოცხლისუნარიანობას.
ამ სტატიაში შევისწავლეთ ანგიოსპერმების ფესვის შთანთქმის ზონის სტრუქტურული თავისებურებები და ასევე გავარკვიეთ, თუ რა ფუნქციას ასრულებს ეპიბლემიდან განვითარებული ფესვის თმა.
