De sikt celler är de som bär sap med socker och näringsämnen i floem av icke-angiosperm kärlväxter. De är homologa med siktrörselementen i angiospermer. Båda typerna av celler förblir vid liv trots att de har tappat kärnan och flera viktiga organeller.
Siktcellerna är långa och smala, med överlappande ändar. På hela sidoytan har de små porösa områden (siktar) i kontakt med albuminösa celler, ibland kallade Strasburger-celler.
Källa: pixabay.com
Skärmrörselement är korta och breda. De bildar kontinuerliga rör. Nära deras ändar har de porösa plattor i kontakt med ledsagande celler.
Strukturera
Liksom de flesta floemceller har sikt en cellvägg bestående av cellulosa, hemicellulosa och pektin. Skärmar är fördjupningar med porer upp till 15 μm i diameter. Dessa kan observeras med hjälp av ett optiskt mikroskop.
Porerna korsas av broar, eller cytoplasmatiska tubuli, mellan angränsande sikt och albuminösa celler, vilket skapar kontinuitet mellan protoplasmerna för båda.
Var och en av dessa broar är omgiven av en cylinder av kallos som består av en tätt packad, hyalinliknande p-glukan. Detta förhindrar läckage av broarnas innehåll.
I motsats till siktrörselement härstammar intilliggande sil och albuminösa celler i allmänhet inte från uppdelningen av samma föräldrande cell.
Strukturen hos cellväggarna som med hjälp av broar skapar kommunikation mellan protoplasmerna av albumin och silceller kallas plasmodesmata.
Förhållande till andra celler
Kärlväxter har två typer av komplex ledande vävnad organiserade i parallella vaskulära buntar längs cortexen av rötter, stjälkar, grenar och bladvener.
Å ena sidan distribuerar xylemet vatten och minerallösningar som tas från jorden. Å andra sidan innehåller floem vatten, socker som produceras genom fotosyntes och näringsämnen som tidigare lagrats i andra celler.
Liksom xylem härstammas floem från en tillväxtregion av stammen kallad kärlkammaren. Dess huvudkomponent är siktcellerna eller elementen i siktröret.
Floemet innehåller också sklerenkymceller med stödfunktion, idioblaster, sekretionsfunktion och parenkymceller med lagringsfunktion.
Albuminösa celler är också parenkymala. Liksom medföljande celler av angiosperms har de en protoplasma med rikliga ribosomer och mitokondrier, en omfattande grov endoplasmisk retikulum, plastider med stärkelsekorn och en kärna som kan lobas. De kan också ha en stor vakuum.
I avsaknad av väsentliga kärnor och organeller behöver silceller metaboliska maskiner, proteiner och ribonukleära proteinkomplex, andra näringsämnen, ATP, signalmolekyler och albuminhormoner för att hålla sig vid liv.
Rörelsen av dessa föreningar i växten skulle inte vara möjlig utan albuminösa celler.
Fungera
Rörelse av vatten och upplösta ämnen i floemet kan ske i olika riktningar vid olika tidpunkter. Även vissa lösta ämnen kan röra sig i motsatta riktningar samtidigt. Denna kapacitet beror på det faktum att floemet består av levande celler, som kan utföra olika metaboliska processer.
Från albuminösa celler laddas socker som produceras i fotosyntetiska vävnader i silcellerna. Att öka koncentrationen av sockerarter i dessa celler minskar sapens osmotiska potential, och drar till sig vatten från det angränsande xylemet. Detta ökar siktcellernas turgor.
Sapens ökade tryck gör att den passivt rör sig mot målvävnaderna.
När sockerarna släpps ut i dessa vävnader minskar siktcellernas turgor, vilket gör att vattnet återförs till xylem. Denna process upprepas cykliskt, vilket producerar kontinuerlig sändning av socker av floem och dess utsläpp i målvävnaderna.
I vissa växter kräver utsläpp av socker i siktcellerna mot en koncentrationsgradient enzymet adenosintrifosfat.
Avlastning av sockerarter i blommor och frukt innebär en extra energiförbrukning eftersom transporten måste ske mot en gradient av sackaros, fruktos och glukos.
Tillväxtperioder
Under perioderna med den största växttillväxten är de huvudsakliga aktiva siktcellerna de som utgör en del av floemet från stärkelselagringsorganen och de växande apikala, rot- och axillära meristema.
Under perioder med intensiv fotosyntetisk aktivitet är de huvudsakliga aktiva silcellerna cellerna från bladens blad och lagringsorganen.
Patologi
Virus som attackerar växter använder ofta siktcellsystem eller siktrörelement som en kanal för att invadera hela organismen.
De screenade cellerna utplånar lesionerna som drabbas snabbt genom avsättning av kallosal. Bladlöss har specialanpassade munstycken för att neutralisera detta försvar, så att de kontinuerligt kan suga sap i timmar. Dessa och andra sapätande insekter överför virus som attackerar växter.
När siktceller dör, gör också deras tillhörande albuminösa celler. Detta är en indikation på det nära beroende av båda typerna av mikroorganismer.
Det är okänt varför stora mängder tubulär endoplasmatisk retikulum kan orsaka tilltäppning av siktporerna i siktcellerna i gymnosperms.
Evolution
Xylem och floem löste problemet med transport av vatten och näringsämnen i markmiljöer, vilket möjliggjorde utvecklingen av stora växter och därmed utseendet på skogar och genereringen av den enorma biologiska mångfalden som de har över hela världen.
Med avseende på siktrörselementen och deras åtföljande celler betraktas de tillhörande sikt och albuminösa cellerna som primitiva. Det faktum att silceller finns i alla kärlväxter utan blommor, och endast i vissa fylogenetiskt basala angiospermer, pekar på detta.
Angiosperms antas ha sitt ursprung i gymnospermer. Detta skulle vara det evolutionära skälet till att saptransportsystemen baserade på siktrörselement liknar dem som baseras på siktceller. Med andra ord skulle båda systemen vara homologa.
Som bevis på denna homologi kan det nämnas att båda systemen uppvisar anmärkningsvärda likheter, särskilt i protoplastens egenskaper (förlust av kärnan och organellerna själva) och screeningssystemet.
referenser
- Azcón-Bieto, J., Talón, M. 2006. Fundamentals of plant physiology. McGraw-Hill, Madrid.
- Beck, CB 2010. En introduktion till växtstruktur och utveckling - växtanatomi för tjugoförsta århundradet. Cambridge University Press, Cambridge.
- Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Biologi av växter. WH Freeman, New York.
- Gifford, EM, Foster, AS 1989. Morfologi och utveckling av vaskulära växter. WH Freeman, New York.
- Mauseth, JD 2016. Botanik: en introduktion till växtbiologi. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
- Rudall, PJ Blommande växternas anatomi - en introduktion till struktur och utveckling. Cambridge University Press, Cambridge.
- Schooley, J. 1997. Introduktion till botanik. Delmar förlag, Albany.
- Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Inledande växtbiologi. McGraw-Hill, New York.