На сито клетки са тези, които носят сок с захари и хранителни вещества в флоема на не-покритосеменни висши растения. Те са хомоложни на елементите на ситовите тръби на покритосеменните растения. И двата типа клетки остават живи, въпреки че са загубили ядрото и няколко основни органели.
Ситовите клетки са дълги и тесни, с припокриващи се краища. По цялата си странична повърхност те имат малки порести участъци (сита) в контакт с белодробни клетки, понякога наричани клетки от Страсбургер.
Източник: pixabay.com
Елементите на екранната тръба са къси и широки. Те образуват непрекъснати тръби. В близост до своите краища те имат порести плочи в контакт с придружителните клетки.
структура
Подобно на повечето флоеми, ситата имат клетъчна стена, изградена от целулоза, хемицелулоза и пектин. Екраните са вдлъбнатини с пори до 15 µm в диаметър. Те могат да се наблюдават с помощта на оптичен микроскоп.
Порите се кръстосват от мостове или цитоплазмени тубули между съседни сита и албуминови клетки, които създават приемственост между протоплазмите и на двете.
Всеки от тези мостове е заобиколен от цилиндър от калоза, съставен от плътно опакован, хиалин изглеждащ β-глюкан. Това предотвратява изтичането на съдържанието на мостовете.
За разлика от елементите на ситовите тръби, съседните сита и албуминовите клетки обикновено не произтичат от деленето на една и съща родителска клетка.
Структурите на клетъчните стени, които с помощта на мостове установяват комуникация между протоплазмите на албуминовите и ситовите клетки, се наричат плазмодесмати.
Връзка с други клетки
Съдовите растения притежават два вида сложна проводяща тъкан, организирана в успоредни съдови снопове по протежение на кората на корените, стъблата, клоните и листните вени.
От една страна, ксилема разпределя вода и минерални разтвори, взети от почвата. От друга страна, флоемата носи вода, захари, получени чрез фотосинтеза, и хранителни вещества, съхранявани преди това в други клетки.
Подобно на ксилема, флоемата се извлича от растежен участък на стъблото, наречен съдов камбий. Основният му компонент са ситовите клетки или елементите на ситовата тръба.
Флоемата съдържа също склеренхимни клетки, с поддържаща функция, идиобласти, секреторна функция и паренхимни клетки, с функция за съхранение.
Албуминозните клетки също са паренхимни. Подобно на придружителните клетки на покритосеменните растения, те имат протоплазма с изобилни рибозоми и митохондрии, обширен груб ендоплазмен ретикулум, пластиди с нишестени зърна и ядро, което може да бъде лобовано. Те могат да имат и голяма вакуола.
Липсващи основни ядра и органели, ситовите клетки се нуждаят от метаболитната машина, протеините и рибонуклеарните протеинови комплекси, други хранителни вещества, АТФ, сигнални молекули и албуминови хормони, за да останат живи.
Движението на тези съединения в растението не би било възможно без белодробни клетки.
функция
Движението на вода и разтворени вещества във флоемата може да се случи в различни посоки в различно време. Дори определени разтворители могат да се движат в противоположни посоки едновременно. Този капацитет се дължи на факта, че флоемата е съставена от живи клетки, способни да извършват различни метаболитни процеси.
От белодробните клетки захарите, произведени във фотосинтетичните тъкани, се зареждат в ситовите клетки. Увеличаването на концентрацията на захари в тези клетки намалява осмотичния потенциал на сока, привличайки вода от съседния ксилем. Това увеличава тургора на ситовите клетки.
Повишеното налягане на сока кара пасивно да се придвижва към целевите тъкани.
Тъй като захарите се отделят в тези тъкани, тургорът на ситовите клетки намалява, което води до връщането на водата в ксилема. Този процес се повтаря циклично, като се получава непрекъснатото изпращане на захари от флоемата и нейното изхвърляне в целевите тъкани.
В някои растения, за отделянето на захари в ситовите клетки срещу градиент на концентрация е необходим ензимът аденозин трифосфат.
Разтоварването на захари в цветя и плодове предполага допълнителен разход на енергия, тъй като транспортирането трябва да се извършва срещу градиент на захароза, фруктоза и глюкоза.
Периоди на растеж
През периодите на най-голям растеж на растенията основните активни ситови клетки са тези, които формират част от флоемата на органите за съхранение на нишесте и растящите апикални, коренови и аксиларни меристеми.
По време на периоди на интензивна фотосинтетична активност основните активни ситови клетки са тези от флоемата на листата и органите за съхранение.
патология
Вирусите, които атакуват растенията, често използват ситови клетъчни системи или елементи от ситови тръби като канал за нахлуване в целия организъм.
Екранираните клетки заличават лезиите, които страдат бързо чрез отлагането на калсал. Плените имат специално приспособени части за уста, за да неутрализират тази защита, така че те могат непрекъснато да смучат сок с часове. Тези и други насекоми, които ядат сок, предават вируси, които атакуват растенията.
Когато ситовите клетки умират, така правят и свързаните с тях албуминови клетки. Това е индикация за тясната взаимозависимост и на двата типа микроорганизми.
Не е известно защо големи количества тубуларен ендоплазмен ретикулум могат да причинят запушване на ситовите пори в ситовите клетки на gymnosperms.
еволюция
Ксилем и флоем решават проблема с транспортирането на вода и хранителни вещества в наземните среди, което позволява еволюцията на големи растения и следователно появата на гори и генерирането на огромното биоразнообразие, което те пристават по целия свят.
По отношение на елементите на ситовата тръба и техните придружителни клетки, свързаните ситови и албуминови клетки се считат за примитивни. Фактът, че ситовите клетки се намират във всички съдови растения без цветя и само в някои филогенетично базални покритосеменни растения, сочи за това.
Смята се, че покритосеменните произхождат от gymnosperms. Това би била еволюционната причина, поради която системите за транспортиране на сок, базирани на елементи на ситовите тръби, са подобни на тези, базирани на ситовите клетки. С други думи и двете системи биха били хомоложни.
Като доказателство за тази хомология може да се спомене, че и двете системи показват забележителни сходства, особено в характеристиките на протопласта (загуба на ядрото и на самите органели) и на скрининговата система.
Препратки
- Azcón-Bieto, J., Talón, M. 2006. Основи на физиологията на растенията. McGraw-Hill, Мадрид.
- Beck, CB 2010. Въведение в структурата и развитието на растенията - растителна анатомия за XXI век. Cambridge University Press, Кеймбридж.
- Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Биология на растенията. WH Freeman, Ню Йорк.
- Gifford, EM, Foster, AS 1989. Морфология и еволюция на съдовите растения. WH Freeman, Ню Йорк.
- Mauseth, JD 2016. Ботаника: въведение в биологията на растенията. Джоунс и Бартлет Обучение, Бърлингтън.
- Rudall, PJ Анатомия на цъфтящите растения - въведение в структурата и развитието. Cambridge University Press, Кеймбридж.
- Schooley, J. 1997. Въведение в ботаниката. Delmar Publishers, Олбани.
- Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Уводна растителна биология. McGraw-Hill, Ню Йорк.