Почему вода важна для мхов?

Вода имеет большое значение для мхов, потому что эти растения не имеют сосудистых тканей или органов, специализирующихся на абсорбции. С другой стороны, они не способны регулировать потери воды и зависят от нее для полового размножения..

Мхи относятся к мохообразным, считающимся первой группой растений, колонизирующих земную среду. Гаметофит образует вегетативное тело, и от этого зависит спорофит.

Эти растения имеют очень тонкую кутикулу и не имеют устьиц, которые регулируют потоотделение. Они очень чувствительны к изменениям влажности, поэтому могут очень быстро обезвоживаться.

Водопоглощение может происходить по всему растению или через ризоиды. Проводимость может быть капиллярной, апопластической или упрощенной. В некоторых группах есть специализированные клетки в водном транспорте (гидроиды).

Мужские гаметы (сперматозоиды) жгутикованны и требуют наличия воды для достижения яйцеклетки (женская гамета).

Многие мхи обладают большой способностью восстанавливаться после обезвоживания. Гербарий образцы из Grimmia pulvinata были жизнеспособны после 80 лет высыхания.

индекс

• 1 Общая характеристика мхов
  • 1.1 Вегетативное тело гаметофита
  • 1.2 Репродуктивные структуры
  • 1.3 Эспорофито
• 2 Вегетативное строение мхов и их отношение к воде
  • 2.1 Защитные ткани
  • 2.2 Водопоглощение
  • 2.3 Водопроводимость
• 3 Половое размножение зависит от воды
• 4 Толерантность мхов к обезвоживанию
• 5 ссылок

Общая характеристика мхов

Мхи относятся к группе мохообразных или несосудистых растений, для которых характерно отсутствие специализированных водопроводных тканей..

Вегетативное тело соответствует гаметофиту (гаплоидная фаза). Спорофит (диплоидная фаза) недоразвит и зависит от гаметофита, чтобы поддерживать себя.

В целом, мхи не достигают больших размеров. Они могут варьироваться от нескольких миллиметров до 60 см в длину. У них есть рост фолиозы, с прямой осью (caulidium), который прикреплен к основанию маленькими волокнами (ризоиды). У них есть структуры, похожие на листья (filidios).

Вегетативное тело гаметофита

Каулидий прямой или ползучий. Ризоиды многоклеточные и разветвленные. Филидии образуются по спирали вокруг caulidium и являются сидячими.

Тело мхов образовано практически паренхиматозной тканью. В самых внешних тканевых слоях некоторых структур могут возникать стомоподобные поры.

Филидии сплющены. Обычно он имеет слой клеток, за исключением центральной зоны (побережья), где несколько.

Репродуктивные структуры

Половые структуры образуются на вегетативном теле гаметофита. Мхи могут быть monoicos (два пола в одной ноге) или dioicos (пола в отдельных ногах).

Anteridio составляет мужскую половую структуру. Они могут иметь сферическую или удлиненную форму, а внутренние клетки образуют сперму (мужские гаметы). Сперматозоиды представляют два жгутика и требуют мобилизации водой.

Женские половые структуры называются архегонией. Они имеют форму бутылки с широким основанием и длинной узкой частью. Внутри них образуется яйцеклетка (женская гамета).

esporofito

Когда оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, образуется эмбрион. Он начинает делиться и формирует диплоидный орган. Он состоит из гаустории, прикрепленной к гаметофиту, функция которого заключается в поглощении воды и питательных веществ..

Затем представлена ​​цветоножка и в апикальном положении капсула (esporangio). Когда зрелый, капсула производит archesporio. Клетки одного и того же подвергаются мейозу, и образуются споры..

Споры высвобождаются и рассеиваются ветром. Позже они прорастают, образуя вегетативное тело гаметофита..

Вегетативное строение мхов и их связь с водой

Мохообразные считаются первыми растениями, которые колонизировали земную среду. У них не развивались поддерживающие ткани или наличие лигнифицированных клеток, поэтому они имеют небольшие размеры. Тем не менее, они представляют некоторые характеристики, которые способствовали их росту за пределами воды.

Защитные ткани

Одной из основных характеристик, позволивших растениям колонизировать земную среду, является наличие защитных тканей.

Наземные растения имеют жировой слой (кутикулу), который покрывает наружные клетки организма растения. Считается, что это одна из наиболее актуальных адаптаций для достижения независимости водной среды..

В случае мхов тонкая кутикула присутствует, по крайней мере, на одной из граней филидиозов. Тем не менее, структура же позволяет вход воды в некоторых областях.

С другой стороны, наличие устьиц позволило наземным растениям регулировать потери воды посредством транспирации. В вегетативном теле мхов гаметофит стомы не появляется.

Из-за этого они не могут контролировать потери воды (они пойкилогидратные). Они очень чувствительны к изменениям влажности в окружающей среде и не способны удерживать воду внутри клеток при дефиците воды.

В капсуле спорофита нескольких видов отмечено наличие устьиц. Они были связаны с мобилизацией воды и питательных веществ к спорофиту, а не с контролем потери воды.

Водопоглощение

У сосудистых растений поглощение воды происходит через корни. В случае с бриофитами ризоиды обычно не имеют этой функции, но имеют функцию прикрепления к субстрату..

У мхов есть две разные стратегии поглощения воды. В соответствии со стратегией, которую они представляют, они классифицируются как:

Эндогидратные виды: вода берется непосредственно из субстрата. Ризоиды вмешиваются в процесс абсорбции, а затем вода направляется внутрь всего тела растения..

Экзогидрические виды: Поглощение воды происходит по всему организму растения и переносится диффузией. У некоторых видов может быть шерстяной покров (tomentum), который способствует поглощению воды, присутствующей в окружающей среде. Эта группа очень чувствительна к высыханию.

Эндогидрированные виды способны расти в более сухих условиях, чем экзогидрированные..

Водопроводимость

В сосудистых растениях вода управляется ксилемой. Проводящие клетки этой ткани мертвы и имеют очень одревесневшие стенки. Присутствие ксилемы делает их очень эффективными при использовании воды. Эта особенность позволила им колонизировать большое количество мест обитания. 

В мхах нет лигнифицированных тканей. Проводимость воды может происходить четырьмя различными способами. Одним из них является движение от клетки к клетке (упрощенный путь). Другими способами являются следующие:

апопластическойвода движется через апопласт (стенки и межклеточные пространства). Этот тип вождения намного быстрее, чем упрощенный. Он более эффективен в тех группах, которые имеют толстые клеточные стенки благодаря большей гидравлической проводимости.

ВолосыВ эктогидрированных группах мобилизация воды имеет тенденцию к капиллярности. Между филидиями и каулидием образуются капиллярные пространства, которые облегчают транспортировку воды. Капилляры могут достигать длины до 100 мкм.

гидроиды: наличие рудиментарной системы проводимости наблюдается у эндогидрированных видов. В проводимости воды есть специализированные клетки, называемые гидроидами. Эти клетки мертвы, но их стенки тонкие и очень проницаемые для воды. Они расположены в ряды один над другим, и они расположены в центральном положении в caulidio.             

Водозависимое половое размножение

У мхов жгутиковые мужские гаметы (сперма). Когда антеридий созревает, для его открытия необходимо присутствие воды. Как только происходит расхождение, сперма остается в водной пленке.

Для возникновения оплодотворения необходимо наличие воды. Сперма может оставаться жизнеспособной в водной среде в течение примерно шести часов и может преодолевать расстояния до 1 см..

Приход мужских гамет в антеридию обусловлен воздействием капель воды. Когда они брызгают в разные стороны, они несут много спермы. Это имеет большое значение при воспроизведении диодных групп.

Во многих случаях антеридии имеют форму чашки, что способствует рассеиванию сперматозоидов при воздействии воды. Мхи ползучей, образуют более или менее непрерывные слои воды, через которые движутся гаметы.

Толерантность мхов к обезвоживанию

Некоторые мхи являются водными. Эти виды не терпимы к высыханию. Тем не менее, другие виды могут расти в экстремальных условиях с заметными засушливыми периодами..

Поскольку они пойкилогидричны, они могут очень быстро терять и набирать воду. Когда среда сухая, они могут терять до 90% воды и восстанавливаться при повышении влажности.

Виды Tortulauralis был сохранен с влажностью 5%. После регидратации он смог восстановить свои метаболические способности. Еще один интересный случай Grimmia pulvinata. Образцы гербария старше 80 лет были жизнеспособными.

Эта толерантность к обезвоживанию многих мхов включает стратегии, которые позволяют им поддерживать целостность клеточных мембран.

Одним из факторов, который помогает поддерживать клеточную структуру, является наличие белков, называемых регидрины. Они участвуют в стабилизации и восстановлении поврежденных мембран при дегидратации..

У некоторых видов было замечено, что вакуоль делится на множество маленьких вакуолей во время дегидратации. Увеличивая содержание влаги, они снова сливаются и образуют большую вакуоль.

У растений, устойчивых к длительным периодам высыхания, присутствуют антиоксидантные механизмы, поскольку повреждение от окисления возрастает со временем обезвоживания.

ссылки

1. Glime J (2017) Водные отношения: стратегии растений. Глава 7-3. В кн .: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Физиологическая экология. Электронная книга спонсируется Мичиганским технологическим университетом и Международной ассоциацией бриологов. 50.pp.
2. Glime J (2017) Водные отношения: Места обитания. Глава 7-8. В кн .: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Физиологическая экология. Электронная книга спонсируется Мичиганским технологическим университетом и Международной ассоциацией бриологов. 29.pp.
3. Грин Т., Л. Санчо и А. Пинтадо (2011). Экофизиология циклов высыхания / регидратации в мхах и лишайниках. В: Lüttge U, E Beck и D Bartels (eds) Терпимость к высыханию растений. Экологические исследования (анализ и синтез), том 215. Спрингер, Берлин, Гейдельберг.
4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera и B Valdés (1997) Botany. Макгроу Хилл - Межамериканский из Испании. Мадрид, Испания 781 стр..
5. Montero L (2011) Характеристика некоторых физиологических и биохимических аспектов мха Pleurozium schreberi, связанных с его способностью переносить дегидратацию. Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук. Агрономический факультет, Национальный университет Колумбии, Богота. 158 стр.