Mengapa air penting untuk meresap?



Air sangat penting untuk merebak kerana tumbuhan ini tidak mempunyai tisu atau organ pembuluh darah khusus dalam penyerapan. Sebaliknya, mereka tidak dapat mengawal kerugian air dan bergantung kepadanya untuk pembiakan seksual.

Muncul adalah bryophytes, dianggap sebagai kumpulan pertama tumbuhan untuk menjajah alam sekitar. Gametofit membentuk badan vegetatif dan sporofit bergantung pada ini.

Tumbuhan ini mempunyai kutikula yang sangat nipis dan tidak mempunyai stomata yang mengawal peluh. Mereka sangat mudah terdedah kepada perubahan kelembapan, jadi mereka boleh menjadi kering dengan cepat.

Penyerapan air boleh berlaku di seluruh kilang atau melalui rhizoid. Pengaliran boleh dilakukan melalui tindakan kapilari, dengan apoplastik atau ringkas. Dalam sesetengah kumpulan terdapat sel khusus dalam pengangkutan air (hidroid).

Permainan gamet lelaki (spermatozoa) diterbangkan dan memerlukan kehadiran air untuk mencapai ovocell (gameta betina).

Banyak lumut mempunyai keupayaan untuk pulih daripada dehidrasi. Sampel herbarium dari Grimmia pulvinata telah berdaya maju selepas 80 tahun pengeringan.

Indeks

  • Ciri-ciri am merangkak
    • 1.1 Buah badan gametofit
    • 1.2 struktur pembiakan
    • 1.3 Esporofito
  • 2 Struktur tumbuh-tumbuhan lumut dan hubungannya dengan air
    • 2.1 Kain pelindung
    • 2.2 Penyerapan air
    • 2.3 Pengaliran air
  • 3 Pembiakan seksual bergantung kepada air
  • 4 Toleransi lumut untuk dehidrasi
  • 5 Rujukan

Ciri-ciri umum lumut

Mosses tergolong dalam kumpulan bryophytes atau tumbuhan bukan vaskular, yang dicirikan oleh tidak mempunyai tisu khusus dalam pengaliran air.

Badan vegetatif sepadan dengan gametofit (fasa haploid). Sporofit (fasa diploid) adalah kurang berkembang dan bergantung kepada gametofit untuk mengekalkan dirinya sendiri.

Secara amnya, lumut tidak mencapai saiz yang besar. Mereka boleh berkisar dari beberapa milimeter hingga 60 cm panjang. Mereka mempunyai pertumbuhan yang teguh, dengan paksi tegak (caulidium) yang diperbaiki ke substrat oleh filamen kecil (rhizoid). Mereka mempunyai struktur yang serupa dengan daun (filidios).

Badan vegetatif gametofit

Caulidium itu tegak atau menjalar. The rhizoids adalah multicellular dan bercabang. Filidius dibentuk secara helikopter di sekeliling caulidium dan sessile.

Tubuh lendir terbentuk secara praktikal oleh tisu parenchymatous. Dalam lapisan tisu terluar sesetengah struktur, liang-liang seperti stoma mungkin berlaku.

Filidios telah diratakan. Ia biasanya mempunyai lapisan sel, dengan pengecualian zon tengah (pantai) di mana beberapa.

Struktur pembiakan

Struktur seks dibentuk pada badan vegetatif gametofit. Muncul boleh monoicos (kedua jantina di kaki yang sama) atau dioicos (jantina di kaki berasingan).

Anteridio merupakan struktur seksual lelaki. Mereka mungkin mempunyai bentuk bulat atau memanjang dan sel-sel dalaman membentuk sperma (gamet lelaki). Spermatozoa hadir dua flagella dan memerlukan pengerahan melalui air.

Struktur seksual perempuan dipanggil archegonia. Mereka mempunyai bentuk botol dengan pangkalan yang luas dan sempit panjang. Di dalamnya ovocell terbentuk (gameta betina).

Esporofito

Apabila persenyawaan ovosel berlaku di archegonium, embrio dibentuk. Ia mula membahagi dan membentuk badan diploid. Ia terdiri daripada satu haustorium yang dipasang pada gametofit, yang berfungsi sebagai penyerapan air dan nutrien.

Kemudian pedicel dibentangkan dan dalam kedudukan apikal kapsul (esporangio). Apabila dewasa, kapsul menghasilkan gerbang archesporio. Sel-sel yang sama menjalani meiosis dan spora terbentuk.

Spora dikeluarkan dan disebarkan oleh angin. Kemudian mereka bercambah untuk memulakan badan vegetatif gametophyte.

Struktur vegetatif lumut dan hubungannya dengan air

Bryophytes dianggap tumbuhan pertama yang menjajah alam sekitar. Mereka tidak menghasilkan tisu pendukung atau kehadiran sel berlapis, jadi saiznya kecil. Walau bagaimanapun, mereka mempersembahkan beberapa ciri yang menggemari pertumbuhan mereka di luar air.

Kain pelindung

Salah satu ciri utama yang membolehkan tumbuhan untuk menjajah alam sekitar, ialah kehadiran kain pelindung.

Tumbuhan terestrial mempunyai lapisan lemak (kutikula) yang meliputi sel-sel luar tubuh kilang. Ia dianggap bahawa ini adalah salah satu penyesuaian yang paling relevan untuk mencapai kebebasan persekitaran akuatik.

Dalam kes lumut, kutikula nipis terdapat pada sekurang-kurangnya salah satu wajah filidios. Walau bagaimanapun, struktur yang sama membolehkan kemasukan air di beberapa kawasan.

Sebaliknya, kehadiran stomata telah membolehkan tumbuhan terestrial untuk mengawal kerugian air melalui transpirasi. Dalam badan vegetatif gametophyte lumut tiada stomata muncul.

Kerana ini, mereka tidak dapat mengawal kerugian air (mereka adalah poikilohidrik). Mereka sangat sensitif terhadap perubahan kelembapan dalam alam sekitar dan tidak dapat mengekalkan air di dalam sel apabila terdapat defisit air.

Dalam kapsul sporofit beberapa spesies, kehadiran stomata telah diperhatikan. Mereka telah dikaitkan dengan pengerasan air dan nutrien ke arah sporophyte dan bukan dengan kawalan kehilangan air.

Penyerapan air

Dalam tumbuhan vaskular, penyerapan air berlaku melalui akar. Dalam kes bryophytes, rhizoids biasanya tidak mempunyai fungsi ini tetapi bahawa penetapan ke substrat.

Terdapat dua strategi yang berbeza untuk penyerapan air. Menurut strategi yang mereka ada, mereka dikelaskan sebagai:

Spesies endohydrik: air diambil secara langsung dari substrat. Rhizoids campur tangan dalam penyerapan dan kemudian air dijalankan secara dalaman ke seluruh badan tumbuhan.

Spesies exohydric: Penyerapan air berlaku di seluruh badan tumbuhan dan diangkut oleh penyebaran. Sesetengah spesies mungkin mempunyai perlindungan bulu (tomentum) yang menyokong penyerapan air yang ada di alam sekitar. Kumpulan ini sangat sensitif terhadap pengeringan.

Spesies endohidrat dapat bertumbuh dalam persekitaran yang lebih kering daripada yang exohydric.

Pengaliran air

Dalam tumbuhan vaskular air didorong oleh xylem. Sel-sel pengaliran tisu ini mati dan dengan dinding yang sangat halus. Kehadiran xylem menjadikannya sangat cekap dalam penggunaan air. Ciri ini telah membolehkan mereka menjajah pelbagai habitat. 

Dalam lumut, tidak ada kehadiran tisu yang bermalas-malasan. Pengaliran air boleh berlaku dalam empat cara yang berbeza. Salah satunya ialah pergerakan sel ke sel (laluan mudah). Cara lain adalah seperti berikut:

Apoplastik: air bergerak melalui apoplast (dinding dan ruang antara ruang). Jenis memandu lebih cepat daripada yang mudah. Ia lebih cekap dalam kumpulan-kumpulan yang mempunyai dinding sel tebal, kerana kekonduksian hidraulik yang lebih besar.

Ruang rambut: dalam kumpulan ectohydric pemunggahan air cenderung oleh capillarity. Antara filidium dan caulidium, ruang kapilari terbentuk yang memudahkan pengangkutan air. Kapilari boleh mencapai panjang sehingga 100 μm.

Hidroid: kehadiran sistem konduksi asas telah diperhatikan dalam spesies endohydric. Terdapat sel khusus dalam pengaliran air yang dipanggil hydroids. Sel-sel ini mati, tetapi dinding mereka nipis dan sangat telap untuk air. Mereka diatur dalam baris di atas yang lain dan mereka terletak di kedudukan tengah dalam caulidio.             

Pembiakan seksual yang bergantung kepada air

Munculnya menerbangkan gamet lelaki (sperma). Apabila antheridium matang, kehadiran air perlu dibuka. Sebaik sahaja berlaku ketidaksempurnaan, sperma terus terapung di dalam filem air.

Untuk berlakunya persenyawaan adalah penting kehadiran air. Sperma boleh kekal berdaya maju dalam medium berair selama kira-kira enam jam dan dapat bergerak jarak hingga 1 cm.

Ketibaan gamet lelaki ke antheridia disukai oleh kesan titisan air. Apabila mereka memercikkan arah yang berbeza, mereka membawa banyak sperma. Ini sangat penting dalam pembiakan kumpulan dioic.

Dalam banyak kes, antheridia dibentuk seperti cawan, yang memudahkan penyebaran sperma apabila kesan air berlaku. Muncung kebiasaan merayap, dapat membentuk lebih kurang lapisan air berterusan di mana gamet bergerak.

Toleransi lumut untuk dehidrasi

Sesetengah lumut terpaksa akuatik. Spesies ini tidak bertolak ansur dengan desiccation. Walau bagaimanapun, spesies lain dapat berkembang dalam persekitaran yang melampau, dengan tempoh kering yang ditandakan.

Kerana mereka adalah poikilohidrik, mereka boleh kehilangan dan mendapatkan air dengan cepat. Apabila persekitaran kering, mereka boleh kehilangan sehingga 90% air dan pulih apabila kelembapan meningkat.

Spesis ini Tortula pedesaan telah disimpan dengan kandungan lembapan sebanyak 5%. Apabila diperbaharui, ia dapat memulihkan kapasiti metaboliknya. Satu lagi kes yang menarik ialah Grimmia pulvinata. Sampel herbarium yang berusia lebih dari 80 tahun telah berjaya.

Toleransi ini terhadap dehidrasi banyak lumut termasuk strategi yang membolehkan mereka mengekalkan integriti membran sel.

Salah satu faktor yang membantu mengekalkan struktur sel adalah kehadiran protein yang dipanggil rehydrins. Mereka terlibat dalam penstabilan dan penyusunan semula membran yang rosak semasa dehidrasi.

Dalam sesetengah spesies, ia telah diperhatikan bahawa vaksin itu membahagikan banyak vakum kecil semasa dehidrasi. Dengan meningkatkan kandungan lembapan, mereka bergabung dan membentuk satu lagi vakum besar.

Tumbuhan-tumbuhan itu bertolak ansur dengan masa-masa pengoksidaan yang panjang, kini mekanisme antioksidan, kerana kerosakan oleh pengoksidaan bertambah dengan masa dehidrasi.

Rujukan

  1. Glime J (2017) Hubungan air: Strategi tumbuhan. Bab 7-3. In: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Fisiologi Ekologi. Ebook yang ditaja oleh Michigan Technological University dan Persatuan Antarabangsa Bryologist. 50.pp.
  2. Glime J (2017) Hubungan air: Habitat. Bab 7-8. In: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Fisiologi Ekologi. Ebook yang ditaja oleh Michigan Technological University dan Persatuan Antarabangsa Bryologist. 29.pp.
  3. Hijau T, L Sancho dan Pintado (2011) Ekofisiologi kitaran Desiccation / Rehydration di Mosses dan Lichens. In: Lüttge U, E Beck and D Bartels (eds) Tolerance Desiccation Plant. Kajian Ekologi (Analisis dan Sintesis), vol 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 dan B Valdés (1997) Botany. McGraw Hill - Interamerican of Spain. Madrid, Sepanyol 781 ms.
  5. Montero L (2011) Pencirian sesetengah aspek fisiologi dan biokimia Pleurozium schreberi lumut berkaitan dengan keupayaannya untuk bertolak ansur dengan dehidrasi. Tesis untuk memohon gelaran Doktor dalam Sains Pertanian. Fakulti Agronomi, Universiti Kebangsaan Colombia, Bogotá. 158 ms.