VARFÖR ÄR VATTEN VIKTIGT FÖR MOSSOR? - BIOLOGI - 2025

Vatten är av stor betydelse för mossor eftersom dessa växter inte har vaskulära vävnader eller specialiserade organ för absorption. Å andra sidan kan de inte reglera vattenförlust och är beroende av det för sexuell reproduktion.

Mossor tillhör bryophytes, som anses vara den första gruppen av växter som koloniserar den markbundna miljön. Gametofyten bildar den vegetativa kroppen och sporofyten är beroende av den.

Droppar vatten på en mossa. Författare: publicdomainpictures.net

Dessa växter har en mycket tunn nagelband och har inte stomi som reglerar svett. De är mycket mottagliga för förändringar i fukt, så att de kan bli uttorkade mycket snabbt.

Vattenabsorption kan ske genom växten eller genom rhizoiderna. Ledning kan ske genom kapillaritet, apoplast eller förenkling. I vissa grupper finns celler som är specialiserade på transport av vatten (hydroider).

Manliga gameter (spermier) flagelleras och kräver närvaro av vatten för att nå äggcellen (kvinnlig gamet).

Många mossor har en stor förmåga att återhämta sig från uttorkning. Herbariumprover av Grimmia pulvinata har visat sig vara livskraftiga efter 80 års torkning.

Allmänna egenskaper hos mossor

Mossor tillhör gruppen av bryofyter eller icke-kärlväxter, kännetecknade av att de inte har specialvävnader för att leda vatten.

Den vegetativa kroppen motsvarar gametofyten (haploid fas). Sporofyt (diploidfas) är dåligt utvecklad och beror på gametofyt för underhåll.

I allmänhet når mossorna inte en stor storlek. De kan sträcka sig från några millimeter till 60 cm långa. De har en folios tillväxt, med en upprätt axel (caulidium) som är fäst vid underlaget av små filament (rhizoider). De har bladliknande strukturer (filidia).

Gametofytens vegetativa kropp

Kaulidium är upprätt eller krypande. Rhizoiderna är flercelliga och grenade. Filidierna är spiralformade kring caulidium och är stiliga.

Mossarnas kropp består praktiskt taget av parenkymvävnad. Stomatal-liknande porer kan vara närvarande i de yttersta vävnadsskikten i vissa strukturer.

Filidierna är plattade. I allmänhet presenteras ett lager av celler, med undantag för den centrala zonen (kusten) där de kan presentera flera.

Fortplantningsstrukturer

Könsstrukturer bildas på gametofytens vegetativa kropp. Mossar kan vara monoecious (båda könen på samma fot) eller dioecious (kön på separata fötter).

Antheridiet utgör den manliga sexuella strukturen. De kan vara sfäriska eller långsträckta och de inre cellerna bildar spermier (manliga gameter). Sperm har två flageller och måste röra sig genom vatten.

De kvinnliga sexuella strukturerna kallas archegonia. De är formade som en flaska med en bredd bas och en lång smal del. Inom dessa bildas oocellen (kvinnlig gamete).

sporophyte

När befruktningen av ägget sker i archegonium bildas ett embryo. Detta börjar delas och bildar den diploida kroppen. Den består av ett haustorium fäst vid gametofyten, vars funktion är absorption av vatten och näringsämnen.

Sedan finns det en pedicel och kapseln (sporangium) i ett apikalt läge. När den är mogen producerar kapseln archesporium. Dess celler genomgår meios och sporer bildas.

Sporerna frigörs och sprids av vinden. Senare gror de till sitt ursprung i den vegetativa kroppen hos gametofyten.

Vegetativ struktur av mossor och deras förhållande till vatten

Bryofyter anses vara de första växterna som koloniserade den markbundna miljön. De utvecklade inte stödvävnader eller närvaron av lignificerade celler, så de är små i storlek. De har emellertid några egenskaper som har gynnat deras tillväxt ur vattnet.

Skyddade tyger

En av de viktigaste kännetecknen som har gjort att växter kan kolonisera den markbundna miljön är närvaron av skyddsvävnader.

Terrestriska växter har ett fettlager (nagelband) som täcker de yttre cellerna i växtkroppen. Detta anses vara en av de mest relevanta anpassningarna för att uppnå oberoende från vattenmiljön.

När det gäller mossor finns en tunn nagelband på åtminstone en av ansikterna på filidia. Men strukturen gör det möjligt att komma in i vissa områden.

Å andra sidan har förekomsten av stomata gjort det möjligt för markväxter att reglera vattenförluster genom transpiration. Stomata finns inte i den vegetativa kroppen hos gametofyten av mossor.

Av denna anledning kan de inte kontrollera vattenförluster (de är poikilohydriska). De är mycket känsliga för förändringar i fukt i miljön och kan inte hålla kvar vatten i cellerna när det finns ett vattenunderskott.

Stomata har observerats i sporofytkapseln hos flera arter. De har förknippats med mobilisering av vatten och näringsämnen mot sporofyten och inte med kontrollen av vattenförlust.

Vatten absorption

I kärlväxter sker vattenabsorption genom rötterna. När det gäller bryofyter har rhizoiderna vanligtvis inte denna funktion utan snarare att fixera till underlaget.

Mossor presenterar två olika strategier för att absorbera vatten. Enligt den strategi de presenterar klassificeras de i:

Endohydriska arter : vattnet tas direkt från underlaget. Rhizoiderna deltar i absorptionen och senare leds vattnet internt till hela växtkroppen.

Exhydriska arter : vattenabsorption sker i hela växtkroppen och transporteras genom diffusion. Vissa arter kan ha ett ulltäcke (tomentum) som gynnar absorptionen av vatten som finns i miljön. Denna grupp är mycket känslig för uttorkning.

Endohydriska arter kan växa i torrare miljöer än exhydriska arter.

Vattenledning

I kärlväxter ledes vattnet av xylem. De ledande cellerna i denna vävnad är döda och väggarna är mycket lignificerade. Närvaron av xylem gör dem mycket effektiva vid användning av vatten. Denna egenskap har gjort det möjligt för dem att kolonisera ett stort antal livsmiljöer.

I mossor finns det ingen närvaro av lignifierade vävnader. Vattenledning kan ske på fyra olika sätt. En av dessa är cell-till-cell-rörelse (den förenklade vägen). Andra sätt är följande:

Apoplast : vatten rör sig genom apoplasten (väggar och intercellulära utrymmen). Den här typen av körning är mycket snabbare än den förenklade. Det är mer effektivt i de grupper som presenterar tjocka cellväggar på grund av dess högre hydrauliska konduktivitet.

Kapillärutrymmen : i ectohydric grupper tenderar mobilisering av vatten att vara av kapillaritet. Kapillärutrymmen bildas mellan filidia och caulidium som underlättar transport av vatten. Kapillärkanaler kan nå längder på upp till 100 um.

Hydroider : hos endohydriska arter har närvaron av ett rudimentärt ledningssystem observerats. Celler specialiserade på vattenledning, kallad hydroids, observeras. Dessa celler är döda, men deras väggar är tunna och mycket permeabla för vatten. De är arrangerade i rader över varandra och centralt belägna i caulidium.

Vattenberoende sexuell reproduktion

Mossor har flagellerade manliga gameter (spermier). När antheridiet mognar, är närvaron av vatten nödvändig för att den ska öppnas. När dehiscence inträffar, förblir spermierna flytande i filmen av vatten.

För att befruktning ska ske är närvaron av vatten väsentlig. Sperm kan förbli livskraftigt i det vattenhaltiga mediet i cirka sex timmar och kan resa avstånd på upp till 1 cm.

De manliga gameternas ankomst till anteridin föredras av påverkan av dropparna av vattnet. När de plaskar i olika riktningar har de ett stort antal spermier. Detta är av stor betydelse vid reproduktionen av diakosiella grupper.

I många fall är antheridian formad som en kopp, vilket underlättar spridningen av spermier när påverkan av vatten inträffar. Mossor med en krypande vana bildar mer eller mindre kontinuerliga vattenlager genom vilka gameterna rör sig.

Mostolerans mot uttorkning

Vissa mossor är vattenpliktiga. Dessa arter är inte toleranta mot uttorkning. Men andra arter kan växa i extrema miljöer, med markanta torrperioder.

Eftersom de är poikilohydriska kan de förlora och få vatten mycket snabbt. När miljön är torr kan de tappa upp till 90% av vattnet och återhämta sig när fuktigheten ökar.

Arten Tortula ruralis har lagrats med ett fuktinnehåll på 5%. Genom att återhydratiseras har hon kunnat återfå sin metaboliska kapacitet. Ett annat intressant fall är Grimmia pulvinata. Herbariumprover över 80 år har visat sig vara livskraftiga.

Denna tolerans mot uttorkning av många mossor inkluderar strategier som gör det möjligt för dem att bibehålla cellmembranens integritet.

En av faktorerna som bidrar till att upprätthålla cellstrukturen är närvaron av proteiner som kallas rehydriner. De ingriper i stabilisering och rekonstitution av membran som skadats under uttorkning.

I vissa arter har vakuolen observerats delas upp i många små vakuoler under dehydrering. När fuktinnehållet ökar smälter de samman och bildar en stor vakuum igen.

Växter som är toleranta mot långa perioder med uttorkning uppvisar antioxidantmekanismer på grund av att oxidationsskadorna ökar med uttorkningstiden.

referenser

1. Glime J (2017) Vattenförhållanden: Växtstrategier. Kapitel 7-3. I: Glime J (red.) Bryophyte Ecology Volume I. Fysiologisk ekologi. Ebook sponsrad av Michigan Technological University och International Association of Bryologist. 50.pp.
2. Glime J (2017) Vattenförhållanden: livsmiljöer. Kapitel 7-8. I: Glime J (red.) Bryophyte Ecology Volume I. Fysiologisk ekologi. Ebook sponsrad av Michigan Technological University och International Association of Bryologist. 29.pp.
3. Green T, L Sancho and A Pintado (2011) Ecophysiology of Desiccation / Rehydration Cycles in Mosses and Lichens. I: Lüttge U, E Beck och D Bartels (eds) Plant Desiccation Tolerance. Ekologiska studier (analys och syntes), 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 och B Valdés (1997) Botánica. McGraw Hill - Interamericana från Spanien. Madrid, Spanien. 781 sid.
5. Montero L (2011) Karaktärisering av vissa fysiologiska och biokemiska aspekter av mossan Pleurozium schreberi relaterad till dess förmåga att tolerera uttorkning. Examensarbete för att ansöka om titeln Doctor of Agricultural Sciences. Agronomiska fakulteten, National University of Colombia, Bogotá. 158 sid.