Аэренхима
Аэренхима или воздухоносная паренхима [1] или лакуны, представляют собой модификацию паренхимы с образованием губчатой ткани, которая создает пространства или воздушные каналы в листьях, стеблях и корнях некоторых растений, что обеспечивает обмен газов между побегом и корнем. [2] Каналы заполненных воздухом полостей (см. изображение справа) обеспечивают внутренний путь с низким сопротивлением для обмена газов, таких как кислород, углекислый газ и этилен, между растением над водой и погруженными тканями. Аэренхима также широко распространена у водных и водно-болотных растений, которым приходится расти в гипоксических почвах. [3] [4]
Слово «аэренхима» происходит от латинского aer, означающего «воздух», и греческого enkhyma, означающего «настой». [5]
Образование аэренхимы и гипоксия
[ редактировать ]Аэренхима (полости, заполненные воздухом) встречается в двух формах. Лизигенная аэренхима образуется в результате апоптоза определенных клеток коркового корня с образованием полостей, заполненных воздухом. Шизогенная аэренхима образуется в результате разложения пектиновых веществ в средних пластинках с последующим разделением клеток. [6]
При затоплении почвы развивается гипоксия , так как почвенные микроорганизмы потребляют кислород быстрее, чем происходит диффузия. Наличие гипоксических почв является одной из определяющих характеристик водно-болотных угодий . Многие водно-болотные растения обладают аэренхимой, а у некоторых, например у кувшинок, происходит массовый поток атмосферного воздуха через листья и корневища. [7] Есть много других химических последствий гипоксии. Например, нитрификация подавляется из-за низкого содержания кислорода и образования токсичных соединений, поскольку анаэробные бактерии используют нитрат, марганец и сульфат в качестве альтернативных акцепторов электронов. [8] Восстановительно-окислительный потенциал почвы снижается, и оксиды металлов, таких как железо и марганец, растворяются, однако радиальная потеря кислорода позволяет повторно окислять эти ионы в ризосфере. [9]
В целом, низкий уровень кислорода стимулирует деревья и растения производить этилен . [10]
Преимущества
[ редактировать ]Большие заполненные воздухом полости обеспечивают внутренний путь обмена газов с низким сопротивлением между органами растения, расположенными над водой, и погруженными тканями. Это позволяет растениям расти, не неся метаболических затрат, связанных с анаэробным дыханием. [11] Более того, деградация корковых клеток во время образования аэренхимы снижает метаболические затраты растений во время стрессов, таких как засуха. Часть кислорода, транспортируемого через аэренхиму, просачивается через корневые поры в окружающую почву. Образовавшаяся небольшая ризосфера насыщенной кислородом почвы вокруг отдельных корней поддерживает микроорганизмы, которые предотвращают приток потенциально токсичных компонентов почвы, таких как сульфид , железо и марганец .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мартинес-Хирон, Рафаэль; Пантановиц, Лирон; Мартинес-Торре, Кристина (2020). «Растительный материал (воздушная паренхима и склероидные клетки), имитирующий мукормикоз в цитологическом исследовании мокроты» . Диагностическая цитопатология . 48 (12): 1309–1312. дои : 10.1002/dc.24474 . ISSN 1097-0339 . ПМИД 32445261 . S2CID 218860436 .
- ^ Скалторп, компакт-диск 1967. Биология водных сосудистых растений. Перепечатано Эдвардом Арнольдом в Лондоне в 1985 году.
- ^ Кедди, Пенсильвания, 2010. Экология водно-болотных угодий: принципы и охрана (2-е издание). Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания. 497 р.
- ^ Козловски, Т.Т. (ред.) 1984. Наводнение и рост растений. Орландо, Флорида: Academic Press.
- ^ «паренхима | Происхождение и значение паренхимы в онлайн-этимологическом словаре» . www.etymonline.com . Проверено 14 июля 2021 г.
- ^ Качпшик, Джоанна; Дейли, Кара Т.; Маккейб, Пол Ф. (2011). «Ботанический танец смерти». Достижения в ботанических исследованиях . 60 : 169–261. дои : 10.1016/B978-0-12-385851-1.00004-4 . ISBN 978-0-12-385851-1 .
- ^ Дейси, JWH 1980. Внутренние ветры у кувшинок: адаптация к жизни в анаэробных отложениях. Наука 210: 1017–19.
- ^ Патрик, WH-младший и Редди, CN 1978. Химические изменения в рисовых почвах. В «Почвах и рисе», стр. 361–79. Лос Баньос, Филиппины: Международный научно-исследовательский институт риса.
- ^ Хан, Н. и др. 2016. Корневой железный налет на водно-болотных растениях как динамический пул питательных веществ и загрязнителей. В «Достижениях в агрономии» (том 138, стр. 1–96). https://doi.org/10.1016/bs.agron.2016.04.002
- ^ Козловски, Т.Т. (ред.) 1984. Наводнение и рост растений. Орландо, Флорида: Academic Press.
- ^ Лэнг, HE 1940. Дыхание корневищ Nuphar advenum и других водных растений. Американский журнал ботаники 27: 574–81.
