Információ

1.4.11.7: Bevezetés a növényi szerkezetekbe – Biológia

1.4.11.7: Bevezetés a növényi szerkezetekbe – Biológia


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Amit meg fog tanulni: Azonosítsa a növények alapvető közös szerkezetét

Míg az egyes növényfajok egyediek, mindegyiknek közös a felépítése: egy növényi test, amely szárból, gyökerekből és levelekből áll. Ennél mélyebben minden növénynek azonos típusú sejtjei vannak (ne feledje, hogy a növényi sejtek különböznek az állati sejtektől!), amelyek lehetővé teszik a növényekben található merev struktúrákat.

Ebben a részben megtudjuk, hogyan egyesülnek ezek a különböző szerkezetek egyedi növényekké.


Növények

A botanika a növények tanulmányozása. Az általános biológia osztály tanulóinak általában meg kell tanulniuk a növények alapvető formáját és funkcióját. A színező oldalak nagyszerű forrást jelentenek a növény anatómiájának oktatásához.

Virágszínezés – színezi a virágporzó, bibe, petefészek, szirmok részeit
Levélszínezés – színes szerkezetek xilém, floém, köteghüvely, epidermisz stb.
Egyszikű és kétszikű összehasonlítás – színezés kifejezésekkel és kérdésekkel
A Photosystem Coloring – a PSI-t és a PSII-t mutatja, az ETC pedig színezi a struktúrákat

Botanika Wordsearch – növényi kifejezések
Faazonosítás – levelek terminológiája (alternatív vs egyszerű), és kulcs a közép-nyugati fák azonosításához
Tree Rings – weboldal a dendrológiáról, kérdésekkel

Honnan jutnak táplálékhoz a növények? Növényeket nevelnek, mérik le a talajt, és cáfolják meg, hogy a növények felemésztik a talajt
A Plant Hormones – labor a gibberellinsav növekedésre gyakorolt ​​hatását vizsgálja

Fotoszintézis szimuláció – méri az ATP-termelés sebességét, miközben megváltoztatja a fényintenzitást és a CO2-szintet
A Waterweed Simulator – szabályozza a fény- és CO2-mennyiséget, és figyeli a fotoszintézis sebességét

A fotoszintézis sebessége – szódabikarbóna, elodea és fény segítségével, mérje meg a buborékokat, és figyelje meg, milyen gyorsan fotoszintetizál és oxigént bocsát ki a növény
Vizsgálat: Fotoszintézis – Ez a labor levélkorongokat használ, amelyek lebegnek a fotoszintézis jelzésére. A tanulók a fotoszintézist befolyásoló tényezőket vizsgálják. (AP Lab)

Növényi pigmentek szétválasztása – növényi pigmentek azonosítása a pigmentek vékonyréteg-papírkromatográfiás elválasztásával és izolálásával.

Photosystems Labeling – kép, amely az I. és II. fotorendszert és az elektrontranszport láncot mutatja, a tanulók felcímkézik a rendszer részeit

A klorofill fluoreszcenciája – vágjon fel egy spenótlevelet, és adjon hozzá etanolt, hogy lássa, hogyan válik a klorofil pirossá fekete fényben

A leveles sztómák vizsgálata és a világosban és sötétben tartott növények sztómáinak összehasonlítása

A növények fogyasszák vagy engedjék ki a CO2-t – fenolvörös indikátorként, a kémcsőben lévő színek megváltoznak, ahogy a növény oxigént bocsát ki és szén-dioxidot fogyaszt.

Segítséget kérek – üzemi munkák leírása (apróhirdetések), a tanulók kitalálják a legmegfelelőbb szerkezetet
A Transpiration Lab – méri a vízveszteség mértékét különböző körülmények között tartott növényekben
A csírázásgátlók – mérik a paradicsom csírázási arányát
Magcsírázási kísérletek – tanulók azt vizsgálják, hogy milyen tényezők befolyásolják a csírázást


Hogyan nőnek a növények

1. ábra. Kell lennie egy növekedési területnek, hasonlóan ahhoz, ahogy az ujjaiban, karjaiban és lábaiban a csontok hosszabbodnak. Létezik, és ezt apikális merisztémának hívják, ami itt látható.

A legtöbb növény egész életében tovább nő. Más többsejtű élőlényekhez hasonlóan a növények a sejtnövekedés és a sejtosztódás kombinációján keresztül nőnek. A sejtnövekedés növeli a sejtméretet, míg a sejtosztódás (mitózis) növeli a sejtek számát. Ahogy a növényi sejtek növekednek, a sejtdifferenciálódás révén különböző sejttípusokra is specializálódnak. Miután a sejtek differenciálódtak, többé nem tudnak osztódni. Hogyan nőnek a növények, vagy hogyan pótolják a sérült sejteket ezután?

A növényi sejtek folyamatos növekedésének és helyreállításának kulcsa az merisztéma. A merisztéma egyfajta növényi szövet, amely differenciálatlan sejtekből áll, amelyek továbbra is képesek osztódni és differenciálódni.

Apikális merisztémák a gyökerek és a rügyek csúcsán vagy csúcsán találhatók, lehetővé téve a gyökerek és a szárak meghosszabbodását, valamint a levelek és virágok megkülönböztetését. A gyökerek és a szárak megnövekednek, mert a merisztéma szövetet ad „mögé”, és folyamatosan tovább hajtja magát a talajba (a gyökerek számára) vagy a levegőbe (a szárak számára). Gyakran egyetlen ág apikális merisztémája válik dominánssá, elnyomva a merisztémák növekedését más ágakon, és egyetlen törzs kialakulásához vezet. A fűfélékben a levéllemezek alján lévő merisztémák lehetővé teszik az újranövekedést a növényevők által végzett legeltetés vagy a fűnyíró által végzett nyírás után.

Az apikális merisztémák a merisztéma három alapvető típusára különböztethetők meg, amelyek a három szövettípusnak felelnek meg: a protoderm új epidermist, az őrölt merisztéma alapszövetet, a prokambium pedig új xilémet és floémot. Ezt a három merisztématípust vesszük figyelembe elsődleges merisztéma mert lehetővé teszik a hossz vagy magasság növekedését, ami az úgynevezett elsődleges növekedés.

2. ábra: A bab gyökércsúcsának mikrofotója gyorsan osztódó apikális merisztémaszövetet mutat közvetlenül a gyökérsapka mögött. Számos sejt figyelhető meg a mitózis különböző szakaszaiban.

Másodlagos merisztémák lehetővé teszi az átmérő növekedését (másodlagos növekedés) fás szárú növényekben. A lágyszárú növényeknek nincs másodlagos növekedésük. A két fajta másodlagos merisztéma mindkettő neve kambium, jelentése „csere” vagy „változtatás”. Vaszkuláris kambiummásodlagos xilémet (a szár vagy gyökér közepe felé) és floémet (a szár vagy gyökér külseje felé) termel, növelve a növény átmérőjét. Ez az eljárás fát állít elő, és masszív fák törzsét építi fel. Parafa kambiumaz epidermisz és a floém között helyezkedik el, és a gyökerek és a szárak hámrétegét kéreggel helyettesíti, amelynek egyik rétege parafa.

3. ábra Elsődleges és másodlagos növekedés

A fás szárú növények kétféleképpen nőnek. Elsődleges növekedés hosszúságot vagy magasságot ad hozzá, amelyet a gyökerek és hajtások csúcsán található apikális merisztéma szövet közvetít – amit a keresztmetszeti diagramokon nehéz egyértelműen kimutatni. Másodlagos növekedés növeli a szár vagy gyökér átmérőjét, a vaszkuláris kambium xilémet (befelé) és floémot (kifelé) ad, a parafakambium pedig kéreggel helyettesíti az epidermiszt.

Nézze meg ezt az időzített videót a növények növekedéséről. Vegye figyelembe, hogy a videóban nincs narráció.

Összefoglalva: Hogyan nőnek a növények

A legtöbb növény addig nő, amíg él. A sejtnövekedés és a sejtosztódás (mitózis) kombinációja révén nőnek. A növények növekedésének kulcsa a merisztéma, egy olyan növényi szövet, amely differenciálatlan sejtekből áll, amelyek tovább osztódnak és differenciálódnak. A merisztéma lehetővé teszi a növényi szárak és gyökerek hosszabb (elsődleges növekedés) és szélesebb (másodlagos növekedés) növekedését.


Tartalom

A pollencsírázásnak három szakasza van: hidratálás, aktiválás és pollencső megjelenése. A pollenszem erősen kiszárad, így tömege csökken, így könnyebben szállítható virágról virágra. A csírázás csak rehidratálás után történik, így biztosítva, hogy a portokban ne menjen végbe idő előtti csírázás. A hidratáció lehetővé teszi, hogy a pollenszem plazmamembránja átalakuljon normál kétrétegű szervezetté, hatékony ozmotikus membránt biztosítva. Az aktiválás magában foglalja az aktin filamentumok fejlődését a sejt citoplazmájában, amelyek végül azon a ponton koncentrálódnak, ahonnan a pollencső kilép. A hidratálás és az aktiválás folytatódik, amikor a pollencső növekedni kezd. [5] A tűlevelűekben a szaporodási struktúrák tobozokon vannak. A tobozok vagy pollenkúpok (hím) vagy ovulációs kúpok (nőstények), de egyes fajok egylakiak, mások pedig kétlakiak. A pollenkúp több száz mikrosporangiumot tartalmaz, amelyeket a szaporodási struktúrák hordoznak (vagy hordoznak), amelyeket sporofileknek neveznek. A spóraanyasejtek a mikrosporangiumokban meiózissal osztódnak, és haploid mikrospórák jönnek létre, amelyek két mitotikus osztódással tovább fejlődnek éretlen hím gametofitákká (pollenszemcsékké). A kapott négy sejt egy nagy csősejtből áll, amely a pollencsövet alkotja, egy generatív sejtből, amely mitózissal két spermiumot termel, és két prohalliális sejtből, amelyek degenerálódnak. Ezek a sejtek egy nagyon redukált mikrogametofitot tartalmaznak, amely a rezisztensben található

A pollenszemcséket a szél szétszórja a nőstény, ovulációs kúpba, amely sok egymást átfedő pikkelyből (sporofilokból, és így megasporofilokból) áll, és mindegyik két petesejteket véd, amelyek mindegyike két rétegbe burkolt megasporangiumból (a magból) áll. szövetből, az integumentumból és a kupulából, amelyek az ősi gymnospermek erősen módosított ágaiból származnak. Amikor egy pollenszem elég közel landol a petesejt csúcsához, beszívja a mikropóluson (a petesejt hegyét borító pórusokon) keresztül, gyakran egy csepp folyadékkal, amelyet beporzási cseppnek neveznek. A pollen a maghoz közeli pollenkamrába kerül, és ott egy évig várhat, mire kicsírázik, és pollencsövet képez, amely a megasporangium (=nucellus) falán keresztül nő, ahol megtermékenyítés történik. Ez idő alatt a megaspóra anyasejt meiózissal osztódik, és négy haploid sejt keletkezik, amelyek közül három degenerálódik. A túlélő megaspóraként fejlődik, és ismételten osztódik, hogy éretlen női gametofitont (petezsákot) képezzen. Ezután két vagy három tojást tartalmazó archegónia fejlődik ki a gametofiton belül. Eközben a második év tavaszán két hímivarsejt termelődik a hím gametofita testsejtjének mitózisával. A pollencső megnyúlik, átszúrja és átnő a megasporangium falán, és eljuttatja a hímivarsejteket a benne lévő női gametofitonhoz. A megtermékenyítés akkor következik be, amikor az egyik hímivarsejt magja belép a megagametofita archegoniumában lévő petesejtbe. [6]

A virágos növényekben a virág portokjai meiózissal mikrospórákot termelnek. Ezek mitózison mennek keresztül, így hím gametofiták jönnek létre, amelyek mindegyike két haploid sejtet tartalmaz. Eközben a petesejtek meiózissal megaspórákat termelnek, ezek további osztódása a női gametofiták nagyon erősen redukálódnak, mindegyik csak néhány sejtből áll, amelyek közül az egyik a tojás. Amikor egy pollenszem hozzátapad a szőnyeg megbélyegzéséhez, kicsírázik, és egy pollencsövet fejleszt ki, amely a stílus szövetein keresztül nő, és a mikropiluson keresztül jut be a petesejtbe. Amikor a cső eléri a petezsákot, két hímivarsejt átjut rajta a női gametofitonba, és megtörténik a megtermékenyítés. [7]

A beporzás lehet biotikus vagy abiotikus. A biotikus beporzás az élő beporzókra támaszkodik, hogy a pollent egyik virágról a másikra szállítsák. Az abiotikus beporzás szélre, vízre vagy akár esőre támaszkodik. A zárvatermő növények körülbelül 80%-a biotikus beporzáson alapul. [8]

Abiotikus Szerk

Az abiotikus beporzás olyan élettelen módszereket használ, mint a szél és a víz, hogy a pollent egyik virágról a másikra mozgassa. Ez lehetővé teszi, hogy a növény közvetlenül pollenre költse az energiát, ahelyett, hogy virágokkal és nektárral vonzza a beporzókat.

Szél által Szerk

Az abiotikus beporzás mintegy 98%-a anemophiliás, szél általi beporzás. Ez valószínűleg a rovarok beporzásának következménye, valószínűleg a környezet változásai vagy a beporzók elérhetősége miatt. [9] [10] [11] A pollen átvitele hatékonyabb, mint azt korábban gondolták, hogy a szélporzó növények meghatározott magasságúak, amellett, hogy sajátos virág-, porzó- és stigmapozícióik vannak, amelyek elősegítik a pollen hatékony szétterülését és átvitelét. [12]

Vízzel Szerk

A víz általi beporzás, hidrofil módon, vizet használ a pollen szállítására, néha egész portokként átjutnak a víz felszínén, hogy a száraz virágport egyik virágról a másikra szállítsák. [13] In Vallisneria spiralis, egy bontatlan hímvirág a víz felszínére úszik, és a felszínre érve kinyílik és a termékeny portokok előrenyúlnak. A szintén lebegő nőstényvirág stigmáját védi a víztől, csészeleveleit enyhén benyomják a vízbe, így a hímvirágok behullhatnak. [13]

Eső szerint Edit

Az esőbeporzást a növények kis százaléka használja. A heves esőzés megakadályozza a rovarok beporzását és károsítja a nem védett virágokat, de maga is szétszórhatja a megfelelően alkalmazkodó növények pollenjét, mint pl. Ranunculus flammula, Narthecium ossifragum, és Caltha palustris. [14] Ezekben a növényekben a felesleges eső elvezeti, ami lehetővé teszi, hogy a lebegő pollen érintkezzen a stigmával. [14] Egyes orchideákban ombrofil fordul elő, és az esővíz fröccsenése miatt a portoksapka eltávolítható, így a pollen szabaddá válik. Az expozíció után az esőcseppek felfelé lövik a pollent, amikor a stipe visszahúzza őket, majd a stigma üregébe esnek. Így az orchidea számára Acampe rigidaEz lehetővé teszi a növény önbeporzását, ami akkor hasznos, ha a környezetben lévő biotikus beporzók száma csökkent. [15]

Váltási módok Szerk

Lehetséges, hogy egy növény különböző beporzási módszereket alkalmaz, beleértve a biotikus és az abiotikus beporzást is. Az orchidea Oeceoclades maculata környezeti viszonyaitól függően esőt és pillangókat is használ. [16]

Biotic Edit

Gyakrabban a beporzás magában foglalja a beporzókat (más néven pollenvektorokat): olyan organizmusokat, amelyek az egyik virág portokjából a pollenszemeket a másik virág szárának vagy bibejének fogékony részébe szállítják vagy mozgatják. [17] 100 000 és 200 000 állatfaj beporzója a világ 250 000 virágos növényének. [18] Ezeknek a beporzóknak a többsége rovar, de körülbelül 1500 madár- és emlősfaj látogatja a virágokat, és virágport szállíthat át közöttük. A leggyakrabban látogatott madarak és denevérek mellett majmok, makik, mókusok, rágcsálók és posszumok. [18]

Az entomofília, vagyis a rovarok általi beporzás gyakran olyan növényeken fordul elő, amelyeknek színes szirmai és erős illatú rovarok, például méhek, darazsak és esetenként hangyák (Hymenoptera), bogarak (Coleoptera), lepkék és lepkék (Lepidoptera) és legyek (Lepidoptera). Kétszárnyúak). A rovarok beporzása a dinoszaurusz-korszakra nyúlik vissza. [19]

A zoofíliában a beporzást gerincesek, például madarak és denevérek végzik, különösen a kolibri, napmadarak, pókvadászok, mézevők és gyümölcsdenevérek. Az ornitofília vagy madárbeporzás a virágos növények madarak általi beporzása. A chiropterophilia vagy a denevér beporzás a virágos növények denevérek általi beporzását jelenti. A denevérek vagy lepkék beporzóként való használatához alkalmazkodó növények általában fehér szirmúak, erős illatúak és éjszaka virágoznak, míg a madarakat beporzóként használó növények bőséges nektárt termelnek, és piros szirmokkal rendelkeznek. [20]

rovar beporzók, például mézelő méhek (Apis spp.), [21] poszméhek (Bombus spp.), [22] [23] és lepkék (pl. Thymelicus flavus) [24] megfigyelték, hogy részt vesznek a virág állandóságában, ami azt jelenti, hogy nagyobb valószínűséggel adják át a pollent más fajfajtákra. [25] Ez előnyös lehet a beporzók számára, mivel a virágállandóság megakadályozza a pollen elvesztését a fajok közötti repülés során, és a beporzók eltömítik a stigmákat más virágfajok pollenjével. Megnöveli annak a valószínűségét is, hogy a beporzó a termő virágokat könnyen hozzáférhetővé és ismerős nyomok alapján felismerhetővé találja. [26]

Egyes virágok speciális mechanizmusokkal rendelkeznek a beporzók csapdába ejtésére a hatékonyság növelése érdekében. [27] Más virágok szagával vonzzák a beporzókat. Például olyan méhfajok, mint pl Euglossa cordata így vonzódnak az orchideákhoz, és azt feltételezték, hogy a méhek megrészegülnek az orchideavirágokhoz tett látogatások során, amelyek akár 90 percig is tartanak. [28] Általában azonban a pollenvektorokra támaszkodó növények hajlamosak alkalmazkodni az adott vektortípushoz, például a nappal beporzó fajok általában élénk színűek, de ha nagyrészt madarak vagy speciális emlősök beporozzák őket, általában nagyobbak és nagyobb a nektárjutalma, mint a szigorúan rovarporzású fajok. Szintén hajlamosak jutalmukat hosszabb időszakokra osztani, mivel hosszú virágzási időszak esetén a speciális beporzók valószínűleg éheznének, ha a beporzási időszak túl rövid lenne. [27]

A beporzók fajtáit illetően a hüllők beporzói ismertek, de a legtöbb ökológiai helyzetben kisebbséget alkotnak. Leggyakoribbak és ökológiailag legjelentősebbek a szigetrendszerekben, ahol a rovar- és esetenként a madárpopulációk instabilok és kevésbé fajgazdagok lehetnek. Az állati táplálék hiányához és a ragadozói nyomáshoz való alkalmazkodás ezért elősegítheti, hogy a hüllők növényevőbbé váljanak, és hajlamosabbak legyenek virágporral és nektárral táplálkozni. [29] A beporzásban jelentősnek tűnő családok legtöbb gyíkfaja úgy tűnik, csak véletlenül hordozza a virágport, különösen a nagyobb fajok, mint a Varanidae és az Iguanidae, de különösen a Gekkonidae több faja aktív beporzó, így legalábbis az. a Lacertidae egyik faja, Podarcis lilfordi, amely különféle fajokat beporoz, de különösen a fő beporzó Euphorbia dendroides különböző mediterrán szigeteken. [30]

Az emlősöket általában nem tekintik beporzónak, de egyes rágcsálók, denevérek és erszényes állatok jelentős beporzók, és néhányan még erre is specializálódtak. Dél-Afrikában bizonyos fajok Protea (különösen Protea humiflora, P. amplexicaulis, P. subulifolia, P. decurrens és P. cordata) rágcsálók (különösen a Cape Spiny Mouse, Acomys subspinosus) [31] és elefántcickányok (Elephantulus faj). [32] A virágok a talaj közelében teremnek, élesztős illatúak, nem színesek, a napmadarak pedig a magas xilóztartalma miatt elutasítják a nektárt. Az egerek láthatóan meg tudják emészteni a xilózt, és nagy mennyiségben megeszik a virágport. [33] Ausztráliában kimutatták a repülő, sikló és földhöz kötött emlősök általi beporzást. [34] A pollenvektorok közé tartozik számos darázsfaj, amelyek számos növényfaj pollenjét szállítják, potenciális vagy akár hatékony beporzók. [35]

A beporzás úgy valósítható meg keresztbeporzás vagy önbeporzással:

  • Keresztbeporzás, más néven idegen beporzás, akkor fordul elő, ha az egyik virág porzójából a virágpor egy másik, ugyanazon fajhoz tartozó növényen lévő virág megbélyegzésére kerül. [7] A keresztbeporzásra alkalmas növényeknek számos mechanizmusa van az önbeporzás megakadályozására, a szaporítószervek úgy is elrendezhetők, hogy az önmegtermékenyítés nem valószínű, vagy a porzók és a szárak eltérő időpontokban érnek. [7]
  • Az önbeporzás akkor következik be, amikor egy virág pollenje beporozza ugyanazt a virágot vagy ugyanazon egyed más virágait. [36] Feltételezik, hogy olyan körülmények között fejlődött ki, amikor a beporzók nem voltak megbízható vektorok a pollenszállításban, és leggyakrabban rövid életű egynyári fajokon és növényeken figyelhető meg, amelyek új helyeket kolonizálnak. [37] Az önbeporzás magában foglalhatja autogámia, ahol a virágpor átkerül ugyanannak a virágnak a női részébe ill geitonogámia, amikor a virágpor átkerül egy másik virágba ugyanazon a növényen. [38] Az önmegtermékenyítésre alkalmas növények gyakran hasonló porzó- és szárhosszúsággal rendelkeznek. Azokat a növényeket, amelyek képesek beporozni önmagukat és életképes utódot hoznak létre, öntermékenynek nevezik. Azokat a növényeket, amelyek nem képesek megtermékenyíteni önmagukat, önsterilnek nevezik, ez az állapot keresztbeporzást ír elő az utódnemzéshez. [38]
  • Kleisztogámia: önbeporzás, amely a virág kinyílása előtt történik. A virágpor felszabadul a portokból a virágon belül, vagy a portokon lévő pollen egy csövet növeszt le a petesejtekig. Ez az ivaros tenyésztés egy fajtája, ellentétben az ivartalan rendszerekkel, mint például az apomixis. Néhány kleisztogám a virágok soha nem nyílnak ki, ellentétben chasmogamus virágok, amelyek kinyílnak, majd beporoznak. A kleisztogám virágok szükségszerűen önkompatibilis vagy öntermékeny növényeken találhatók. [39] Noha bizonyos orchideák és fűfélék teljesen kleisztogámok, más növények kedvezőtlen körülmények között alkalmazzák ezt a stratégiát. Gyakran előfordulhat kleisztogám és chasmogám virágok keveréke is, néha a növény különböző részein, néha pedig vegyes virágzatban. Az őrölt bab kleisztogám virágokat hoz a föld alatt, és vegyes kleisztogám és chasmogám virágokat a föld felett. [40]

Geranium incanum, a legtöbb muskátlihoz és pelargóniumhoz hasonlóan lehullatja a portokját, néha a porzóit is, az önbeporzás gátjaként. Ez a fiatal virág hamarosan kinyitja a portokját, de még nem fejlődött ki teljesen a bibe.

Ezek Geranium incanum a virágok kinyitották a portokjukat, de még nem a stigmáikat. Vegye figyelembe a színváltozást, amely jelzi a beporzóknak, hogy készen áll a látogatásra.

Ez Geranium incanum a virág lehántotta porzóját, és kihelyezte bibe hegyét anélkül, hogy átvette volna a portokjaitól a virágport. (Természetesen előfordulhat, hogy ugyanannak a növénynek a fiatalabb virágaiból is kap pollent.)

Becslések szerint a növényfajok 48,7%-a kétlaki vagy önkompatibilis kötelező keresztező. [41] Becslések szerint a virágos növények körülbelül 42%-a vegyes párzási rendszerrel rendelkezik a természetben. [42] A legelterjedtebb vegyes párosítási rendszerben az egyes növények egyfajta virágot hoznak, és a termések tartalmazhatnak önbeporzót, keresztezett vagy utódtípusok keverékét.

A beporzáshoz figyelembe kell venni a pollenizálókat is, azokat a növényeket, amelyek más növények pollenforrásaként szolgálnak. Néhány növény igen önkompatibilis (öntermékeny), képesek beporozni és megtermékenyíteni magukat. Más növények kémiai vagy fizikai akadályai vannak az önbeporzásnak.

A mezőgazdaságban és a kertészetben a beporzás kezelésében a jó pollenadó az a növény, amely kompatibilis, életképes és bőséges virágport biztosít, és a beporzandó növénnyel egy időben virágzik, vagy olyan virágporral rendelkezik, amely tárolható és szükség esetén felhasználható a kívánt beporzáshoz. virágok. A hibridizáció hatékony beporzás a különböző fajok virágai között, vagy különböző tenyészvonalak vagy populációk között. lásd még Heterosis.

Az őszibarackot öntermékenynek tekintik, mivel a kereskedelmi célú növény keresztbeporzás nélkül is előállítható, bár a keresztbeporzás általában jobb termést ad. Az almát önmagával összeférhetetlennek tekintik, mivel a kereskedelmi terménynek keresztbeporzásnak kell lennie. Sok kereskedelmi gyümölcsfafajta oltott klón, genetikailag azonos. Az egyik almafajta gyümölcsös tömbje genetikailag egyetlen növény. Sok termelő ezt hibának tartja. Ennek a hibának a kijavításának egyik módja az, ha körülbelül hat fára beoltunk egy megfelelő pollenítőt (általában egy rákféle ágat). [ idézet szükséges ]

Az első kövületi feljegyzés az abiotikus beporzásról a páfrányszerű növényekből származik a késő karbon időszakból. A gymnospermek biotikus beporzásra utalnak már a triász időszakban. Számos megkövesedett pollenszem hasonló tulajdonságokat mutat, mint a mai biotikusan diszpergált pollen. Ezenkívül a megkövesedett bogarak és legyek béltartalma, szárnyszerkezete és szájrészének morfológiája arra utal, hogy korai beporzóként működtek. A bogarak és a zárvatermők közötti kapcsolat a korai kréta időszakban a zárvatermő növények és rovarok párhuzamos sugárzásához vezetett a késő kréta időszakba. A nektáriumok fejlődése a késő kréta virágokban a szűzhártya és a zárvatermők közötti kölcsönös kapcsolat kezdetét jelzi.

A méhek jó példát adnak a szűzhártyák és a zárvatermők közötti kölcsönösségre. A virágok nektárral (energiaforrás) és virágporral (fehérjeforrás) látják el a méheket. Amikor a méhek virágról virágra járva pollent gyűjtenek, pollenszemeket is raknak le a virágokra, így beporozzák azokat. Míg a legtöbb esetben a virágpor és a nektár a legfigyelemreméltóbb jutalom, amelyet a virágok kapnak, a méhek más erőforrások, például olaj, illat, gyanta és még viasz miatt is felkeresik a virágokat. [43] Becslések szerint a méhek a zárvatermő növények eredetéből vagy diverzifikációjából származnak. [44] Ezenkívül a méhfajok és a virágos növények közötti koevolúció eseteit speciális adaptációkkal illusztrálták. Például a hosszú lábak be vannak választva Rediviva neliana, az olajat gyűjtő méh Diascia capsularis, amelyek hosszú sarkantyúhosszúak, amelyeket azért választanak ki, hogy pollent rakjanak le az olajgyűjtő méhen, ami viszont a még hosszabb lábakat választja ki. R. neliana és ismét hosszabb sarkantyú hossza be D. capsularis azért van kiválasztva, hogy ezáltal folyamatosan vezéreljék egymás fejlődését. [45]

A bolygó legfontosabb élelmiszernövényei, mint a búza, a kukorica, a rizs, a szójabab és a cirok [47] [48] szélporzók vagy önbeporzók. Ha a 2013-ban világszerte az emberi táplálkozáshoz leginkább hozzájáruló 15 növényt vesszük figyelembe, a növényi kultúrák teljes emberi táplálékának valamivel több mint 10%-a (1916 kcal/fő/napból 211) a rovarbeporzástól függ. [47]

A beporzáskezelés a mezőgazdaság azon ága, amely a jelenlegi beporzók védelmére és feljavítására törekszik, és gyakran magában foglalja a beporzók tenyésztését és hozzáadását monokultúrás helyzetekben, például kereskedelmi gyümölcsösökben. A világ legnagyobb irányított beporzási eseménye a kaliforniai mandulaültetvényekben zajlik, ahol az egyesült államokbeli mézelő méhek közel felét (körülbelül egymillió méhkast) szállítják a mandulaültetvényekbe minden tavasszal. A New York-i almatermés körülbelül 30 000 kaptárt igényel Maine áfonyatermése körülbelül 50 000 kaptárt használ évente. A beporzóhiányra az Egyesült Államokban eddig az volt a megoldás, hogy a kereskedelmi méhészek beporzási vállalkozókká váljanak, és elvándoroljanak. Ahogy a kombájnok követik a búza betakarítását Texastól Manitobáig, a méhészek követik a virágzást délről északra, hogy sokféle növény beporzását biztosítsák. [ idézet szükséges ]

Amerikában a méheket uborka, tök, sárgadinnye, eper és sok más növény kereskedelmi ültetvényeire viszik. Nem a mézelő méhek az egyedüli beporzók: néhány más méhfajt is nevelnek beporzóként. A lucernalevélvágó méh a lucernamag fontos beporzója az Egyesült Államok nyugati részén és Kanadában. A poszméheket egyre gyakrabban tenyésztik és széles körben használják üvegházi paradicsom és más növények termesztésére.

Egyre jobban felértékelődik a rovarok általi természetes beporzás ökológiai és pénzügyi jelentősége a mezőgazdasági növények számára, javítva azok minőségét és mennyiségét, és új pénzügyi lehetőségeket teremtett. Erdő vagy vadon élő gyepek közelsége, ahol őshonos beporzók találhatók a mezőgazdasági termények, például alma, mandula vagy kávé közelében, mintegy 20%-kal javíthatja a terméshozamot. A bennszülött beporzók előnyei azt eredményezhetik, hogy az erdőtulajdonosok fizetést követelnek a javuló terméshozamhoz való hozzájárulásukért – ez egy egyszerű példa az ökológiai szolgáltatások gazdasági értékére. A gazdálkodók őshonos növényeket is nevelhetnek, hogy népszerűsítsék az őshonos méhbeporzó fajokat, amint az ábrán látható L. vierecki Delaware-ben [49] és L. leukozonium Virginia délnyugati részén. [50]

Az American Institute of Biological Sciences jelentése szerint az őshonos rovarporzás évente közel 3,1 milliárd dollárt takarít meg az Egyesült Államok mezőgazdasági gazdaságának a természetes növénytermesztés révén [51]. A beporzás csak az Egyesült Államokban évente mintegy 40 milliárd dollár értékű terméket termel. [52]

Az élelmiszernövények beporzása két tendencia miatt vált környezeti problémává. A monokultúra irányába mutató tendencia azt jelenti, hogy a virágzás idején nagyobb koncentrációra van szükség a beporzókra, mint valaha, ennek ellenére a terület takarmányszegény vagy akár halálos is a méhekre nézve a szezon hátralévő részében. A másik tendencia a beporzópopulációk csökkenése, ami a növényvédő szerekkel való visszaélés és túlhasználat, a méhek új betegségei és parazitái, a tarvágás, a méhészet visszaszorulása, a külvárosi fejlődés, a sövények és egyéb élőhelyek eltávolítása, valamint a méhekkel kapcsolatos lakossági aggodalmak következménye. A nyugat-nílusi félelmek miatt elterjedt szúnyogok légi permetezése felgyorsítja a beporzók elvesztését.

Egyes helyzetekben a gazdálkodók vagy kertészek törekedhetnek a természetes beporzás korlátozására, hogy csak az előnyben részesített egyedekkel való tenyésztést engedélyezzék. Ezt beporzózsákok használatával lehet elérni.

A beporzás javítása szuboptimális méhsűrűségű területeken Szerk

Egyes esetekben a termelők méhkaptár iránti kereslete messze meghaladja a rendelkezésre álló kínálatot. A kezelt méhkaptárak száma az Egyesült Államokban folyamatosan csökkent, a második világháború utáni közel 6 millióról mára kevesebb mint 2,5 millióra. Ezzel szemben a méhek által beporzott növények termesztésére szánt terület több mint 300%-kal nőtt ugyanebben az időszakban. Ezen túlmenően az elmúlt öt évben a télen kezelt méhkaptárak száma visszaesett, ami elérte a 30% közeli telepveszteséget. [53] [54] [55] [56] Jelenleg óriási kereslet van a kaptárbérlés iránt, amelyet nem mindig lehet kielégíteni. Egyértelműen szükség van a mezőgazdasági ágazatban egy olyan irányítási eszközre, amely bevonja a beporzókat a termesztésbe, és arra ösztönzi őket, hogy előnyben részesítsék és beporozzák a virágzó növényt. A beporzók, például a mézelő méhek vonzásával és táplálkozási szokásaik fokozásával, különösen a nagy parcellák közepén, növelhetjük a termelők megtérülését és optimalizálhatjuk az ültetéseik hozamát. A kaliforniai Riverside-i ISCA Technologies [57] megalkotta a SPLAT Bloom nevű szemiokémiai készítményt, amely módosítja a mézelő méhek viselkedését, és arra ösztönzi őket, hogy a tábla minden részén virágot keressenek.

Az elmúlt években megfigyelték a beporzók elvesztését, más néven a beporzók fogyását (amelyek közül a telepek összeomlási rendellenessége a legismertebb). A beporzók elvesztése zavart okozott a korai növényi regenerációs folyamatokban, például a magvak szétszóródásában és a beporzásban. A növények regenerációjának korai folyamatai nagymértékben függnek a növény-állat kölcsönhatásoktól, és mivel ezek a kölcsönhatások megszakadnak, a biológiai sokféleség és az ökoszisztéma működése veszélybe kerül. [58] Az állatok általi beporzás elősegíti a növényeken belüli genetikai variabilitást és diverzitást, mivel lehetővé teszi a keresztezést az önkeresztezés helyett. E genetikai sokféleség nélkül hiányoznának azok a tulajdonságok, amelyek a természetes szelekcióhoz hozzájárulnának a növényfajok túléléséhez. A magvak szétszóródása a növények alkalmassága szempontjából is fontos, mert lehetővé teszi a növények számára, hogy bővítsék populációikat. Sőt, lehetővé teszi a növények számára, hogy elkerüljék a megváltozott és nehezen megélhető környezetet. Mindezek a tényezők mutatják a beporzók fontosságát a növények számára, amelyek a stabil ökoszisztéma alapját képezik. Ha csak néhány növényfaj függött a beporzók elvesztésétől, az különösen pusztító, mert nagyon sok növényfaj támaszkodik rájuk. A zárvatermő növények több mint 87,5%-a, a trópusi fafajok több mint 75%-a és a mérsékelt égövi fafajok 30-40%-a függ a beporzástól és a magvak terjedésétől. [58]

A beporzók csökkenéséhez hozzájáruló tényezők közé tartozik az élőhelyek pusztulása, a peszticidek, a parazitizmus/betegségek és az éghajlatváltozás. [59] Az emberi zavarás pusztítóbb formái a földhasználati változások, mint például a töredezettség, a szelektív fakitermelés és a másodlagos erdei élőhelyekké való átalakítás. [58] A gyümölcsevők elfajulása szintén fontos mozgatórugó. [60] Ezek az elváltozások különösen károsak a növények beporzási folyamatának érzékenysége miatt. [58] A trópusi pálmákon végzett kutatások azt találták, hogy az elfajulás a magvak elterjedésének visszaesését okozza, ami e faj genetikai variabilitásának csökkenését okozza. [60] Az élőhelyek megsemmisítése, például a töredezettség és a szelektív fakitermelés eltávolítja a különböző típusú beporzók számára legoptimálisabb területeket, ami eltávolítja a beporzók táplálékforrásait, a fészkelőhelyeket, és a populációk elszigetelődéséhez vezet. [61] A peszticidek beporzókra gyakorolt ​​hatását vitatták, mert nehéz meghatározni, hogy egyetlen peszticid okozza-e, nem pedig keverék vagy más veszély. [61] Nem ismert, hogy az expozíció önmagában okoz-e károsodást, vagy az időtartam és a hatás is tényező. [61] Az inszekticideknek azonban negatív hatásai vannak, mint például a méhcsaládokat károsító neonikotinoidok esetében. Sok kutató úgy véli, hogy e tényezők szinergikus hatásai végső soron károsak a beporzópopulációkra. [59]

A mezőgazdaságban az éghajlatváltozás "beporzó válságot" okoz. Ez a válság a beporzási folyamatok csökkenése miatt érinti a növénytermesztést és a kapcsolódó költségeket. [62] Ez a zavar lehet fenológiai vagy térbeli. Az első esetben azok a fajok, amelyek általában hasonló évszakokban vagy időciklusokban fordulnak elő, mostanra eltérően reagálnak a környezeti változásokra, ezért már nem lépnek kölcsönhatásba. Például előfordulhat, hogy egy fa a szokásosnál hamarabb virágzik, míg a beporzó az év későbbi szakaszában szaporodhat, és ezért a két faj időben már nem esik egybe. Térbeli zavarok akkor lépnek fel, amikor két faj, amelyek általában azonos elterjedést osztanak meg, most eltérően reagálnak az éghajlatváltozásra, és más régiókba költöznek. [63] [64]

Példák az érintett beporzókra Szerk

A legismertebb és legismertebb beporzót, a méheket használták a beporzók számának csökkenésének kiváló példájaként. A méhek nélkülözhetetlenek a mezőgazdasági termények és vadon élő növények beporzásában, és az egyik fő rovar, amely ezt a feladatot látja el. [65] A méhfajok közül a mézelő méh ill Apis mellifera a legtöbbet tanulmányozták, és az Egyesült Államokban 1947 és 2005 között a kolóniák 59%-a veszített el. [65] A mézelő méhek populációinak csökkenését peszticideknek, génmódosított növényeknek, széttöredezettségnek és parazitáknak tulajdonították. és a behurcolt betegségek. [66] A neonikotinoidok mézelő méhpopulációkra gyakorolt ​​hatásaira összpontosítottak. A neonikotinoid inszekticideket alacsony emlőstoxicitásuk, célspecificitásuk, alacsony alkalmazási arányuk és széles spektrumú aktivitásuk miatt alkalmazták. Az inszekticidek azonban képesek bejutni a növénybe, beleértve a virágport és a nektárt is. Emiatt kimutatták, hogy hatással van az idegrendszerre és a telepkapcsolatokra a mézelő méhpopulációkban. [66]

A lepkék is szenvedtek ezektől a módosításoktól. A lepkék hasznos ökológiai indikátorok, mivel érzékenyek a környezet változásaira, például az évszakra, a tengerszint feletti magasságra és mindenekelőtt az emberi környezetre gyakorolt ​​hatásokra. A lepkepopulációk magasabbak voltak a természetes erdőben, és alacsonyabbak a nyílt területeken. A sűrűségkülönbség oka, hogy nyílt terepen a lepkék kiszáradásnak és ragadozásnak lennének kitéve. Ezeket a nyílt területeket az élőhelyek pusztulása okozza, mint például a fakitermelés, az állatállomány legeltetése és a tűzifa begyűjtése. A pusztulás következtében a lepkefajok diverzitása csökkenhet, és ismert, hogy a lepkediverzitás és a növénydiverzitás között összefüggés van. [67]

Élelmiszerbiztonság és beporzók csökkenése Szerk

A beporzók számának csökkenése által okozott ökoszisztéma kiegyensúlyozatlansága mellett az élelmezésbiztonságot is veszélyeztetheti. A beporzás szükséges ahhoz, hogy a növények megtarthassák populációjukat, és a világ élelmiszer-ellátásához hozzájáruló növényfajok 3/4-e olyan növény, amely beporzót igényel. [68] A rovarporzók, akárcsak a méhek, nagymértékben hozzájárulnak a növénytermesztéshez, több mint 200 milliárd dollár értékű növényfajt poroznak be ezek a rovarok. [61] A beporzók azért is nélkülözhetetlenek, mert javítják a termés minőségét és növelik a genetikai diverzitást, ami a tápértékű és különböző ízű gyümölcsök előállításához szükséges. [69] Az olyan termények, amelyek beporzása nem állatoktól függ, hanem a széltől vagy az önbeporzástól, mint például a kukorica és a burgonya, megduplázódott, és az emberi táplálkozás nagy részét teszik ki, de nem biztosítják a szükséges mikrotápanyagokat. [70] Az emberi táplálkozáshoz szükséges alapvető tápanyagok az állati beporzókra támaszkodó növényekben jelen vannak. [70] Problémák merültek fel a vitamin- és ásványianyag-hiányban, és úgy vélik, hogy ha a beporzópopulációk tovább csökkennek, ezek a hiányok még hangsúlyosabbak lesznek. [69]

A vadon élő beporzók gyakran nagyszámú növényfajt, a növényeket pedig nagyszámú beporzó faj látogatja meg. Mindezek a kapcsolatok együtt alkotják a növények és a beporzók közötti kölcsönhatások hálózatát. Meglepő hasonlóságokat találtunk a növények és beporzók közötti kölcsönhatásokból álló hálózatok felépítésében. Ezt a szerkezetet hasonlónak találták a különböző kontinensek nagyon különböző ökoszisztémáiban, amelyek teljesen különböző fajokból állnak. [71]

A növény-beporzó hálózatok szerkezete nagy hatással lehet arra, ahogyan a beporzó közösségek reagálnak az egyre keményebb körülményekre. Ennek a hálózati struktúrának a beporzó közösségek stabilitására gyakorolt ​​​​következményeit vizsgáló matematikai modellek azt sugallják, hogy a növény-beporzó hálózatok sajátos szerveződési módja minimálisra csökkenti a beporzók közötti versenyt [72], és akár erős közvetett facilitációhoz is vezethet a beporzók között, ha zord körülmények. . [73] Ez azt jelenti, hogy a beporzó fajok együtt túlélhetnek zord körülmények között is. De ez azt is jelenti, hogy a beporzó fajok egyidejűleg összeomlanak, amikor a feltételek átlépnek egy kritikus pontot. Ez az egyidejű összeomlás azért következik be, mert a beporzó fajok egymástól függenek, amikor nehéz körülmények között élnek túl. [73]

Egy ilyen, az egész közösségre kiterjedő összeomlás, amely számos beporzó fajt érint, hirtelen bekövetkezhet, amikor az egyre keményebb körülmények áthaladnak egy kritikus ponton, és az ilyen összeomlásból való kilábalás nem lehet könnyű. A beporzók felépüléséhez szükséges feltételek javulása lényegesen nagyobb lehet, mint a beporzó közösség összeomlásának állapotához való visszatéréshez szükséges javulás. [73]

Míg 200 000-350 000 különböző állatfaj segíti a beporzást, a méhek felelősek a beporzás nagy részéért az elfogyasztott növények esetében, ami 235 és 577 milliárd dollár közötti hasznot jelent a globális élelmiszertermelés számára. [74] Az 1900-as évek eleje óta az Egyesült Államokban a méhészek bérbe adták kolóniáikat a gazdáknak, hogy növeljék a gazdák terméshozamát, és további bevételre tettek szert a privatizált beporzás biztosításából. 2016-ban egy átlagos amerikai méhész bevételének 41%-a származik abból, hogy ilyen beporzási szolgáltatást nyújt a gazdálkodóknak, ami bevételük legnagyobb hányadát jelenti, a többi méz, méhviasz, állami támogatás stb. értékesítéséből származik. [75] példája annak, hogy a pozitív externáliát, a méhészetből és a mézkészítésből származó termények beporzását sikeresen elszámolták és beépítették a mezőgazdaság teljes piacába. Az élelmiszertermelés támogatásán túl a beporzási szolgáltatás jótékony hatásokat is biztosít, mivel a méhek nem csak a terményeket csíráztatják ki, hanem más növényeket is kicsíráztatnak azon a területen, amelyet beporzásra bocsátanak, növelve ezzel a helyi ökoszisztéma biológiai sokféleségét. [76] A biodiverzitás növeli az ökoszisztéma ellenálló képességét a vadon élő állatok és a növények számára. [77] A növénytermesztésben betöltött beporzási szerepük miatt a kereskedelmi mézelő méheket az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma állatállománynak tekinti. A beporzás hatása terményenként változó. Például az Egyesült Államok mandulatermelése, amely egy 11 milliárd dolláros iparág, amely szinte kizárólag Kalifornia államban található, nagymértékben függ a méhektől a mandulafák beporzásához. A mandulaipar a beporzási piac szolgáltatásainak 82%-át veszi igénybe. Minden februárban az Egyesült Államok összes méhcsaládjának körülbelül 60%-a Kalifornia központi völgyébe kerül. [78]

Az elmúlt évtizedben az Egyesült Államok méhészei arról számoltak be, hogy méhcsaládjaik halálozási aránya évente körülbelül 30%-os szinten maradt, így a halálesetek a méhészek üzleti tevékenységének várható költségét jelentették. Bár ennek a jelenségnek a pontos oka nem ismert, az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériumának kolóniák összeomlási zavaráról szóló jelentése szerint olyan tényezőkre vezethető vissza, mint a szennyezés, a peszticidek és a kórokozók az érintett kolóniák területein és magukon a kolóniákon talált bizonyítékok alapján. [79] A szennyezés és a peszticidek károsak a méhek és kolóniáik egészségére, mivel a méhek beporzási és kolóniáikba való visszatérési képessége nagymértékben leromlott. [80] Ezenkívül az Egészségügyi Világszervezet a kaliforniai Central Valley-t az ország legrosszabb légszennyezettségének helyeként határozza meg. [81] A mandulaporzó méhek, az Egyesült Államok méheinek körülbelül 60%-a, mint fentebb említettük, több ezer más kaptárból származó méhekkel keverednek, amelyeket különböző méhészek biztosítanak, így exponenciálisan fogékonyak lesznek olyan betegségekre és atkákra, amelyeket bármelyikük hordozhat. . [78] A pusztulás nem áll meg a kereskedelmi célú mézelő méheknél, mivel bizonyíték van a kórokozók jelentős átterjedésére más beporzókra, köztük a vadon élő poszméhekre, ami a kereskedelmi beporzás 2 km-es körzetében a vadon élő méhek 35-100%-át megfertőzi. [82] A magánbeporzási szolgáltatások negatív externáliája a biológiai sokféleség hanyatlása a kereskedelmi és vadon élő méhek elhullása miatt.

Annak ellenére, hogy a méhészek minden évben elveszítik dolgozóik körülbelül egyharmadát, a méhészek továbbra is bérbe adják méheiket mandulafarmoknak a mandulaipar magas fizetése miatt. 2016-ban egy mandula beporzására bérelt kolónia 165 dollár bevételt biztosított a méhészeknek bérelt kolóniánként, ami körülbelül háromszorosa a beporzási bérleti szolgáltatást igénybe vevő egyéb növények átlagának. [83] Az Oxford Academic Journal of Economic Entomology című folyóiratában nemrég megjelent tanulmány azonban azt találta, hogy ha figyelembe vesszük a kifejezetten mandula beporzásra szánt méhek fenntartásának költségeit, ideértve az áttelelést, a nyári kezelést és a haldokló méhek helyettesítését, a mandula beporzása alig vagy egyáltalán nem jövedelmező. átlagos méhészeknek. [84]


Egy név, sok típus

Sokféle sejt létezik. A biológia órán általában együtt fogsz dolgozni növényszerű sejtek és állatszerű sejteket. Azért mondjuk "állatszerűnek", mert az állati típusú sejt bármi lehet, az apró mikroorganizmustól az agy idegsejtjéig. A biológia órákon gyakran elővesznek egy mikroszkópot, és egysejtű mikrobákat néznek meg a tó vizéből. Lehet látni hidrát, amőbát vagy euglenát.

A növényi sejteket könnyebb azonosítani, mert cellulózból álló sejtfalnak nevezett védőszerkezetük van. A növények fala az állatoknak nem. A növényeknek olyan organellumjai is vannak, mint a zöld kloroplaszt vagy nagy, vízzel teli vakuólumok. A kloroplasztok a kulcsfontosságú szerkezetek a folyamatban fotoszintézis.

A sejtek minden szervezettípusra egyediek. Ha nagyon egyszerű organizmusokat nézünk, felfedezhetünk sejteket, amelyeknek nincs meghatározott magjuk (prokarióták), és más sejteket, amelyeknek több száz magjuk van (többmagvú).

Az embernek több száz különböző sejttípusa van. Vörösvérsejtjei vannak, amelyek oxigén szállítására szolgálnak (O2) a testen és a szívizomra jellemző egyéb sejteken keresztül. Annak ellenére, hogy a sejtek nagyon különbözőek lehetnek, alapvetően olyan rekeszek, amelyeket valamilyen membrán vesz körül.


Sclerenchyma sejtek

Sclerenchyma sejtek támasztó funkciót is ellátnak a növényekben, de a kollenchima sejtekkel ellentétben a sejtfalukban keményítőszer van, és sokkal merevebbek. Ezeknek a sejteknek vastag másodlagos sejtfaluk van, és az érettség után élettelenek. A sclerenchyma sejteknek két típusa van: szklereidák és rostok.

Scleridák különböző méretűek és formájúak, és e sejtek térfogatának nagy részét a sejtfal veszi fel. A scleridák nagyon kemények, és a diófélék és magvak kemény külső héját alkotják. Rostok hosszúkás, karcsú sejtek, amelyek szálszerű megjelenésűek. A rostok erősek és rugalmasak, és megtalálhatók a szárban, a gyökerekben, a termésfalakban és a levélérnyalábokban.


Bibliográfia

Ágosta, Vilmos. Bombardier bogarak és lázfák: Közeli kép a vegyi hadviselésről és az állatok és növények jelzéseiről. Reading, MA: Addison-Wesley, 1996.

Bidlack, Wayne R. Fitokemikáliák mint bioaktív szerek. Lancaster, PA: Technomic Publishers, 2000.

Karban, Richard és Ian T. Baldwin. Indukált reakciók a növényevésre. Chicago: University of Chicago Press, 1997.

Rosenthal, Gerald A. és May R. Berenbaum. Növényevők, kölcsönhatásuk másodlagos növényi metabolitokkal. San Diego, CA: Academic Press, 1991.


Gyökerek

A magnövények gyökereinek három fő funkciója van: a növény talajhoz rögzítése, víz és ásványi anyagok felszívása és felfelé szállítása, valamint a fotoszintézis termékeinek tárolása. Egyes gyökereket úgy módosították, hogy felszívják a nedvességet és gázokat cseréljenek. A legtöbb gyökér a föld alatt van. Néhány növénynek azonban van járulékos gyökerek, amelyek a hajtásból a talaj fölé emelkednek.

A gyökérrendszerek típusai

A gyökérrendszerek főként kétfélék (20. ábra). A kétszikűek csapgyökérrendszerűek, míg az egyszikűek rostos gyökérrendszerűek. A csap gyökérrendszer függőlegesen lefelé növő főgyökere van, amelyből sok kisebb oldalgyökér származik. A pitypang jó példa arra, hogy a fűgyökerek általában letörnek, amikor megpróbálják leszedni ezeket a gyomokat, és a megmaradt gyökérből egy újabb hajtást növeszthetnek. A gyökérrendszer mélyen behatol a talajba. Ezzel szemben a rostos gyökérrendszer közelebb helyezkedik el a talajfelszínhez, és sűrű gyökérhálózatot képez, amely szintén segít megelőzni a talajeróziót (jó példa erre a pázsitfű, akárcsak a búza, a rizs és a kukorica). Egyes növények csapgyökerek és rostos gyökerek kombinációjával rendelkeznek. A száraz területeken növekvő növények gyökérrendszere gyakran mély, míg a bőséges vízterületeken növekvő növények gyökérrendszere valószínűleg sekélyebb.

20. ábra. (a) A csapgyökérrendszereknek van egy lefelé növő főgyökere, míg (b) a rostos gyökérrendszerek sok kis gyökérből állnak. (b kredit: „Austen Squarepants”/Flickr művének módosítása)

Gyökérnövekedés és anatómia

21. ábra: A gyökér hosszirányú nézete feltárja a sejtosztódás, megnyúlás és érés zónáit. A sejtosztódás az apikális merisztémában történik.

A gyökérnövekedés a magok csírázásával kezdődik. Amikor a növényi embrió kibújik a magból, az embrió gyökérje alkotja a gyökérrendszert. A gyökér hegyét védi a gyökérsapka, egy olyan szerkezet, amely kizárólag a gyökerekre vonatkozik, és nem hasonlít minden más növényi szerkezethez. A gyökérsapkát folyamatosan cserélik, mert könnyen megsérül, amikor a gyökér átnyomja a talajt. A gyökércsúcs három zónára osztható: sejtosztódási zónára, megnyúlási zónára és érési és differenciálódási zónára (21. ábra). A gyökércsúcshoz legközelebb eső sejtosztódási zóna a gyökérmerisztéma aktívan osztódó sejtjeiből áll. A megnyúlás zónája az, ahol az újonnan képződött sejtek meghosszabbítják, ezáltal meghosszabbítják a gyökeret. Az első gyökérszőrtől kezdődik a sejtérési zóna, ahol a gyökérsejtek speciális sejttípusokká kezdenek differenciálódni. Mindhárom zóna a gyökércsúcs első centiméterében található.

A gyökérnek van egy külső sejtrétege, az epidermisz, amely körülveszi a talajszövet és az érszövet területeit. Az epidermisz védelmet nyújt és segíti a felszívódást. Gyökér szőrszálak, amelyek a gyökér epidermális sejtjeinek kiterjesztései, növelik a gyökér felületét, nagyban hozzájárulva a víz és ásványi anyagok felszívódásához.

22. ábra: A festés különböző sejttípusokat tár fel egy búza fénymikroszkópos felvételén (Triticum) gyökérkeresztmetszet. Az exodermisz és a xilémsejtek szklerenchyma sejtjei vörösre, a floemsejtek pedig kékre festődnek. Más sejttípusok feketére festenek. A sztélé vagy vaszkuláris szövet az endodermisz belsejében lévő terület (zöld gyűrű jelzi). A gyökérszőrök az epidermiszen kívül láthatók. (hitel: Matt Russell skála-adatai)

A gyökér belsejében a talajszövet két régiót alkot: a kéreget és a belsőt (22. ábra). A szárhoz képest a gyökerekben sok a kéreg és kevés a mag. Mindkét régióban vannak olyan sejtek, amelyek fotoszintetikus termékeket tárolnak. A kéreg az epidermisz és az érszövet között, míg a bél az érszövet és a gyökér közepe között helyezkedik el.

A gyökérben lévő érszövet a gyökér belső részében helyezkedik el, amelyet a rúd (23. ábra). A sejtréteg, amelyet a endodermisz elválasztja a sztélét az alapszövettől a gyökér külső részén. Az endodermis kizárólag a gyökerekre vonatkozik, és ellenőrző pontként szolgál a gyökér érrendszerébe jutó anyagok számára. Az endodermális sejtek falán egy viaszos anyag, az úgynevezett suberin található. Ez a viaszos régió, az úgynevezett Caspari csík, arra kényszeríti a vizet és az oldott anyagokat, hogy áthaladjanak az endodermális sejtek plazmamembránjain, ahelyett, hogy a sejtek között csúsznának. Ez biztosítja, hogy csak a gyökér által igényelt anyagok juthassanak át az endodermiszön, míg a mérgező anyagok és kórokozók általában kizártak. A gyökér érszövetének legkülső sejtrétege az periciklus, olyan terület, amely oldalsó gyökereket eredményezhet. A kétszikű gyökerekben a sztélé xilémje és floémája felváltva X alakban, míg az egyszikű gyökereknél az érszövet gyűrűben helyezkedik el a mag körül.

23. ábra A (balra) tipikus kétszikűekben az érszövet X alakot alkot a gyökér közepén. A (jobb) tipikus egyszikűekben a floemsejtek és a nagyobb xilemsejtek jellegzetes gyűrűt alkotnak a központi mag körül.

Gyökér módosítások

24. ábra Sok zöldség módosított gyökér.

A gyökérstruktúrák meghatározott célokra módosíthatók. Például egyes gyökerek hagymásak és keményítőt raktároznak. A léggyökerek és a támaszgyökerek a föld feletti gyökerek két formája, amelyek további támogatást nyújtanak a növény lehorgonyzásához. A csapgyökerek, például a sárgarépa, a fehérrépa és a cékla, olyan gyökerek, amelyeket élelmiszer tárolására módosítottak (24. ábra).

Az epifita gyökerek lehetővé teszik, hogy a növény egy másik növényen növekedjen. Például az orchideák epifita gyökerei szivacsos szövetet fejlesztenek ki, amely felszívja a nedvességet. A banyánfa (Ficus sp.) epifitaként indul, a gazdafa ágaiban csírázva az ágakból léggyökerek fejlődnek ki, és végül elérik a talajt, további támaszt nyújtva (25. ábra). csavarban (Pandanus sp.), pálmaszerű fa, amely homokos trópusi talajban nő, a csomópontokból föld feletti támaszgyökerek fejlődnek ki, hogy további támogatást nyújtsanak.

25. ábra. Az (a) banánfa, más néven fojtófüge, epifitaként kezdi meg életét egy gazdafán. A légi gyökerek a talajig nyúlnak, és támogatják a növekvő növényt, amely végül megfojtja a gazdafát. A (b) csigafenyő föld feletti gyökereket fejleszt, amelyek segítik a növény megtartását homokos talajban. (a kredit: a “psyberartist”/Flickr művének módosítása b: David Eikhoff művének módosítása)

Gyakorló kérdések

Hasonlítsa össze a csapos gyökérrendszert a rostos gyökérrendszerrel. Mindegyik típushoz nevezzen meg egy növényt, amely táplálékot biztosít az emberi étrendben. Milyen típusú gyökérrendszer található az egyszikűekben? Milyen típusú gyökérrendszer található a kétszikűekben?

Mi történhet a gyökérrel, ha a periciklus eltűnik?


Nézd meg a videót: Biológia-moha (Június 2022).


Hozzászólások:

  1. Garner

    Nem közel áll hozzám. Lehetnek -e még a variánsok?

  2. Ewing

    És mégis úgy tűnik számomra, hogy alaposan át kell gondolnia a választ ... Az ilyen kérdéseket nem lehet rohanva megoldani!

  3. Cutler

    Ez nem igaz.

  4. Gyala

    az értékes anyag nagyszerű példája

  5. Wattesone

    very useful idea



Írj egy üzenetet