MERISTEM: EGENSKAPER OCH TYPER - BIOLOGI - 2025

De meristems (eller meristem) är embryonala cellpopulationer belägna i regionerna av tillväxt av kärlväxter. Växtkroppen är en kombination av vuxna och juvenila vävnader.

Efter att zygoten har bildats, börjar kärlväxter en process med celldelning som kommer att pågå resten av livet och bestämmer tillväxt och bildning av organ.

Källa: pixabay.com

Inledningsvis sker cellmultiplikation genom hela embryot. Mot slutet av den embryonala utvecklingen börjar denna multiplikation koncentreras i vissa regioner, meristema, som inte har tappat eller återhämtat sin ursprungliga embryonala natur.

I teorin är åtminstone de flesta växtceller totipotenta. Om det behövs kan meristematisk aktivitet dyka upp från nästan alla mogna celler som har förblivit dåligt differentierade. Men för att initiera bildandet av en ny meristem måste cellen återgå till sitt ursprungliga embryonala tillstånd.

Meristem klassificering

Klassificering utifrån deras utveckling: primär och sekundär

Meristema hos en vuxen växt anses vara primära när de stiger direkt från celler som bildats under embryogenes och som aldrig har slutat att ha meristematisk aktivitet. De betraktas som sekundära när de kommer från celler som har differentierats och sedan har återhämtat meristematisk aktivitet.

Exempelvis är fascicular cambium (sammansatt av procambium och vaskulärt cambium härrörande från procambium) ett primärt meristem eftersom det härstammar från den apical meristem, som är primär.

Interfascikulärt kambium är ett sekundärt meristem eftersom det uppstår från parenkymvävnad som har återhämtat meristematisk aktivitet.

Klassificering utifrån deras position: apikal, lateral och intercalary

Baserat på deras position i växtens kropp klassificeras de som apikala, laterala och interkalära. De apikala meristema är primära. Laterala meristem kan vara primära (cambium fascicular) eller sekundära (cambium interfascicular; phellogen). De interkalära meristema är sekundära.

De apikala meristemana, förutom att de är vävnaderna som har sitt ursprung i växter, är de dominerande koordinationscentren i morfogenes. De finns på spetsarna av stjälkar, grenar och rötter. De expanderar växtkroppen och bestämmer dess höjd och diameter.

De laterala meristema är lokaliserade parallellt (eller koncentriskt) till stam- och rötternas centralaxel. De ökar volymen av vävnader som transporterar vatten, minerallösningar och sap i hela växten. De tjocknar stam, grenar och rötter. De bildar stödvävnad.

De interkalära meristema, typiska för gräs, är vävnader infogade i icke-meristematiska vävnader. De är begränsade till basen på internoderna (noderna är platserna för fästning av bladen på stammen). De orsakar internodal förlängning, vilket ökar den längsgående separationen av bladen. De kompenserar för betesmarker från växtätare.

Andra typer av sekundär meristem kan erkännas, nämligen basal (av blad, blommor och frukt) och traumatisk (av regenererande vävnader).

Apical stam meristem

Steget av växtutveckling som producerar sin grundform och har sitt ursprung i nya organ kallas primär tillväxt. Detta är resultatet av aktiviteten hos de apikala meristema. En av dem är roten. Den andra är stammen. Den senare genererar stammen och dess laterala organ (blad och knoppar).

Den apikala stammen meristem är distalt i läge och omgiven eller täckt av omogna löv. Det är en dynamisk struktur som förändras kontinuerligt under cykeln med stam- och bladbildning. Denna cykel beror vanligen på säsongens klimatvariationer.

Till skillnad från det apikala rotmeristemet, visar stammeristemet inte väl definierade regioner. Funktionella zoner identifieras baserat på storleken, orienteringen och aktiviteten hos celler, celldelningens plan och närvaron / frånvaron av vakuoler.

Mitten av det apikala stammeristemet innehåller en grupp relativt stora vakuolerade celler. Detta centrala område omges av mindre perifera celler.

Under denna centrala zon finns några "revben" av celler som har sitt ursprung i stamens inre vävnader. Cellerna i mitten är de som har sitt ursprung i de perifera cellerna och cellerna i "revbenen".

Rot apikalt meristem

Roten är organet i växten som växer in i jorden och som har funktionerna att fixera och absorbera vatten och mineralnäringsämnen. Roten växer och utvecklas från dess distala ände.

Den distala änden av roten, eller spetsen, är indelad i fyra utvecklingsområden: 1) caliptra (eller cap); 2) rotmeristematisk region; 3) förlängningszon; 4) mogningszon.

Calyptra skyddar rotens apikala meristem från mekaniskt slitage när roten rör sig genom jorden. Kaliptra har en konstant längd: cellerna som den förlorar genom friktion ersätts kontinuerligt.

Rotens meristematiska region, eller apikala rotmeristem, är platsen för celldelning som får den primära roten att växa. Det ger inte sidobilagor.

Förlängningszonen är regionen med roten där celler inte delar sig, men multiplicerar deras längd många gånger mycket och snabbt.

Mognadzonen är den region i vilken celler stoppar töjningen och får sina differentiella egenskaper.

Celltillväxt

I många ormbunkar orsakar den initiala cellen en regelbunden distribution av cellerna i det apikala meristemet. I spermatofyter är celldelningen mindre exakt. Deras hastighet och riktning bestämmer meristemens regionala differentiering.

I meristem, om celldelningen är snabb, visas regioner med små celler. Om det är långsamt visas regioner med stora celler. Om det händer i flera plan eller tangentiellt, är det volymtillväxt. Om det händer antiklin, är det yttillväxt.

Den embryonala fasen av celltillväxt börjar med förberedelse för uppdelning. Ökningen i antalet celler orsakar inte en markant ökning av deras volym. Det primära meristemet visas. Protoplastider bildas, karakteristiska för meristematiska celler, som ger upphov till kloroplaster och andra cellulära organeller.

I expansionsfasen av celltillväxt visas den centrala vakuolen, vatten ackumuleras och metabolismhastigheten ökar. Cellerna växer i volym. Den intensiva proteinbiosyntesen som kännetecknar aktiva meristematiska vävnader utvecklas.

I differentieringsfasen för celltillväxt visas sekundära meristem. Olika typer av vävnader och morfologiska strukturer utvecklas tack vare aktiviteten hos meristem.

Meristem och vävnader

Meristem producerar enkla vävnader (parenkyma, kollenkym, sklerenkyma) och komplexa (xylem, floem, epidermis, sekretionsvävnader).

I parenkym, som finns i växten, är cellerna rundade, med levande cytoplasma och tunna, icke-lignificerade cellmembran. När de inte har kloroplaster lagrar dessa celler vatten och mat. När de gör det bildar de klorenchyma.

Vid kollenkym är celler långsträckta med levande cytoplasma och tjocka, oregelbundna väggar. De finns vanligtvis precis under överhuden. De ger flexibelt stöd.

I sclerenchyma delar celler sig upp i sclereider och fibrer. Dessa celler har tjocka väggar impregnerade med lignin som, när de är mogna, dör och ger mer eller mindre styvt stöd.

Xylem och floem bär vatten, mineralsalter och socker. Ledningskanalerna för dessa vävnader består av döda celler (trakeider, ledande kärlelement) eller levande celler (silceller, albuminösa celler, silrörselement, följeslagceller).

I överhuden, som täcker och skyddar organen, dominerar parenkymceller, åtföljda av celler som är specialiserade på att flytta vatten och gaser in och ut ur växten. I träiga växter förvandlas epidermis till en periderm eller bark. Sekretionsvävnader producerar nektar, oljor, slem, latex och hartser.

Traumatisk skada

Meristem tillåter växter att överleva fysiska eller kemiska trauma som orsakar skador på deras vävnader.

Sovande meristem (vilande knoppar) aktiveras när apikala meristem förstörs. Heterogeniteten hos meristematiska cellpopulationer orsakad av asynkron mitotisk uppdelning och andra faktorer gör lämpliga celler tillgängliga för olika typer av skador.

Meristem och fytohormoner

Växttillväxt beror direkt på effekten av fytohormoner och miljöfaktorer. Bland de senare som är temperaturen och tillgängligheten av ljus, vatten, koldioxid och mineralnäringsämnen.

Fytohormoner är multivalenta och polyfunktionella naturliga organiska föreningar, som finns i låga koncentrationer i växter, som deltar i den beroende av varandra aktivering av deras celler, vävnader och organ. Biosyntesen av fytohormoner sker i meristem.

Fytohormoner klassificeras i fem grupper: 1) auxiner; 2) cytokininer; 3) gibberelliner; 4) abscissiner; 5) eten.

Genom fytohormoner initierar och kontrollerar meristema programmerade fysiologiska mekanismer och stimulerar eller hämmar ontogenetiska processer i växter.

Meristem och polyploid

Polyploidy är en mutation som får en ny generation att ha två eller fler gånger antalet kromosomer än föregående generation.

I växter är polyploidi en viktig mekanism för speciation och evolution. De flesta växtlinjer har upplevt polyploidi någon gång i sin historia.

Polyploidi kan uppstå genom två olika mekanismer. Först genom produktion av gameter som har mer än en uppsättning kromosomer som ett resultat av ett misslyckande i segregeringen av homologa kromosomer. För det andra genom att fördubbla antalet kromosomer hos en individ efter sexuell reproduktion.

En sällsynt variant av den andra mekanismen involverar duplikering av kromosomer i den apikala meristem av en stam, så att den stammen blir tetraploid.

Blommorna på denna stam kan då producera diploida gameter (snarare än haploida) som kan generera livskraftiga avkommor genom att gå med andra diploida gameter.

referenser

1. Beck, CB 2010. En introduktion till växtstruktur och utveckling - växtanatomi för tjugoförsta århundradet. Cambridge University Press, Cambridge.
2. Duca, M. 2015. Växtfysiologi. Springer, Cham.
3. Evert, RF 2006. Esau's Plant anatomy: meristems, celler och vävnader i växtkroppen: deras struktur, funktion och utveckling. Wiley, Hoboken.
4. Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Biologi av växter. WH Freeman, New York.
5. Lambers, H., Chapin, FS, III, Pons, TL 2008. Växtfysiologisk ekologi. Springer, New York.
6. Mauseth, JD 2017. Botanik: en introduktion till växtbiologi. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
7. Rudall, PJ 2007. Anatomi av blommande växter - en introduktion till struktur och utveckling. Cambridge University Press, Cambridge.
8. Schooley, J. 1997. Introduktion till botanik. Delmar förlag, Albany.
9. Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Inledande växtbiologi. McGraw-Hill, New York.
10. Taiz, L., Zeiger, E., Moller, IM, Murphy, A. 2014. Växtfysiologi och utveckling. Sinauer, Sunderland.