IX. ΙΣΤΟΙ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΑ ΦΥΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ Τύποι ιστών Όργανα : ρίζα βλαστός φύλλα
Το 80% των φυτών που υπάρχουν σήμερα είναι αγγειόσπερμα ΦΥΤΑ ΧΩΡΙΣ ΑΓΓΕΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ [Βρύα] ΤΡΑΧΕΟΦΥΤΑ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΟΥΝ ΣΠΕΡΜΑΤΑ (=ΣΠΕΡΜΑΤΟΦΥΤΑ) ΜΕ ΑΓΓΕΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (=ΤΡΑΧΕΟΦΥΤΑ) ΤΡΑΧΕΟΦΥΤΑ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΟΥΝ ΣΠΟΡΙΑ [Φτέρες] ΓΥΜΝΟΣΠΕΡΜΑ [Κωνοφόρα, φοίνικες κ.ά.] ΑΓΓΕΙΟΣΠΕΡΜΑ [όλη η ποικιλία οπωροφόρων δέντρων και όλα τα φυτά με άνθη] Τελειοποίηση αγωγού συστήματος για στήριξη & μεταφορά, προστασία & θρέψη εμβρύου
Τύποι ιστών Μεριστωματικοί: Αδιαφοροποίητα κύτταρα που διαιρούνται συνεχώς Μόνιμοι: Διαφοροποιημένα κύτταρα που έχουν χάσει την ικανότητα διαίρεσής τους Επάκριο Ενδιάμεσο Πλευρικό Πρωτογενές Δευτερογενές Πρωτόδερμα Προκάμβιο Θεμελιώδες [Τοπολογική διάκριση] [Χρονική διάκριση] [Λειτουργική/ Οντογενετική διάκριση] Κανένα κύτταρο δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει χάσει μόνιμα την ικανότητα αναπαραγωγής του, εφόσον διαθέτει ακόμα πυρήνα και είναι ζωντανό. Έτσι μόνο νεκρά (π.χ. φελλός ή λιθώδη κύτταρα) ή απύρηνα (π.χ. ηθμοσωλήνες) κύτταρα του φυτού μπορούν να θεωρηθούν τέτοια
Μόνιμοι ιστοί: Απλοί Παρέγχυμα Κολλέγχυμα Σκληρέγχυμα Στηρικτικό σύστημα Εκκριτικός Σύνθετοι Επιδερμίδα Περίδερμα Καλυπτήριο σύστημα Σελ 394, τελευταία σειρά : «το κολλέγχυμα και το σκληρέγχυμα αποτελούν το στηρικτικό ιστο (όχι το παρέγχυμα που λέει)» Ξύλωμα Φλοίωμα Αγωγό σύστημα
Μεριστωματικοί ιστοί ή μεριστώματα Μικρό μέγεθος, ισοδιαμετρικό σχήμα, λεπτά κυτταρικά τοιχώματα και αφθονία πρωτοπλάσματος ~ αδιαφοροποίητα κύτταρα! Ρόλος τους είναι η αύξηση του φυτικού σώματος μέσω συνεχούς κυταρροδιαίρεσης, γι αυτό και βρίσκονται τοποθετημένοι σε θέσεις-κλειδιά (άκρα, ενδιάμεσοι πυρήνες αύξησης, πλευρικά για την πάχυνση βλαστού και ρίζας) Η πρώτη τάση αύξησης είναι κατά μήκος και γίνεται από τα επάκρια μεριστώματα του βλαστού και της ρίζας (πρωτογενή), ενώ στη συνέχεια ξεκινά η κατά πάχος αύξηση που επιτυγχάνεται από τα πλευρικά μεριστώματα του βλαστού και της ρίζας (δευτερογενή) Από το μεριστωματικό ιστό προκύπτουν όλοι οι μόνιμοι: Πρωτόδερμα Προκάμβιο Θεμελιώδες μερίστωμα Επιδερμικός Αγωγός Παρεγχυματικός & Στηρικτικός
Μόνιμοι ιστοί Προέρχονται από πρωτογενή (επάκρια) ή δευτερογενή (πλευρικά) μεριστώματα Είναι διαφοροποιημένα κύτταρα Η ιδιότητα απώλεια ικανότητας διαίρεσης ορίζεται κατά συνθήκη, αφού όλα τα εμπύρηνα κύτταρα μπορούν κάτω από κατάλληλες συνθήκες να αναπαραχθούν Οι απλοί μόνιμοι ιστοί αποτελούνται από έναν μόνο τύπο κυττάρων, ενώ οι σύνθετοι αποτελούνται από περισσότερους απλούς
ΚΑΛΥΠΤΗΡΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Επιδερμίδα Εκκριτικός ιστός Περίδερμα
Επιδερμικός ιστός - επιδερμίδα Μονόστιβο στρώμα κυττάρων που καλύπτει όλες τις εξωτερικές επιφάνειες του φυτού Στενή επαφή κυττάρων, χωρίς μεσοκυττάριους χώρους, Εξωτερική επίστρωση εφυμενίδας, ακαμψία Κατά κανόνα, δεν περιέχουν χλωροπλάστες Ρόλος: προστασία ενάντια στην αφυδάτωση, στους τραυματισμούς & στην εισβολή μικροργανισμών
Επιδερμικός ιστός - Ειδικές μορφές κυττάρων α) Καταφρακτικά κύτταρα (περιέχουν χλωροπλάστες!) 1000-1.000.000 στόματα/ cm 2 φύλλου! Φως: στόματα ανοιχτά: ανταλλαγή O 2 & CO 2 για φωτοσύνθεση, και υδρατμών για απώλεια θερμότητας (=διαπνοή) Σκοτάδι: στόματα κλειστά για οικονομία νερού Συνεχής κατανάλωση ενέργειας, περιβαλλοντικοί μηχανισμοί ρύθμισης (φως, θερμοκρασία, υγρασία εδάφους, CO 2 )
Stinging hair Κάτω από το έδαφος: (ριζικά τριχίδια για αύξηση της επιφάνειας) β) Τρίχες (=πλευρικές επιμηκύνσεις κυττάρων) Πάνω από το έδαφος: νεκρά κύτταρα με προστατευτικό ρόλο (προστασία από αφυδάτωση, ακραίες θερμοκρασίες ή από φυτοφάγους οργανισμούς) π.χ. ίνες βαμβακιού ή ζωντανά με εκκριτικό ρόλο (ένζυμα, δηλητήρια, περίσσεια αλάτων, πεπτικά ένζυμα κλπ) π.χ. αδενικές τρίχες τσουκνίδας
Πώς λειτουργεί το άνοιγμακλείσιμο των στομάτων; Το άνοιγμα των στομάτων είναι αποτέλεσμα του ισοζυγίου «υδροστατική πίεση νερού που συγκεντρώνεται στα χυμοτόπια /διαλυμένες ουσίες στο κυτταρόπλασμα (πίεση σπαργής)», γνωστού ως υδατικού δυναμικού. Λόγω της ασύμμετρης ελαστικότητας (μικροϊνίδια κυτταρίνης τοποθετημένα σαν βεντάλια) στα τοιχώματα των κυττάρων η είδοδος του νερού έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία της τρύπας. φως σκοτάδι
Το άνοιγμα / κλείσιμο των στομάτων (=συχνότητα) και η πυκνότητά τους επηρεάζεται από περιβαλλοντικούς παράγοντες και ρυθμίζεται από βιοχημικά και ορμονικά συστήματα: Εποχικότητα: στην αρχή της άνοιξης ανοίγουν με μεγαλύτερη συχνότητα συγκριτικά με το τέλος εποχής Χαμηλή συγκέντρωση CO 2 Ακτινοβολία, φως Υψηλή συγκέντρωση CO 2 Ξηρασία εδάφους Περισσότερα στόματα και ανοιχτά Λιγότερα στόματα και κλειστά
Η απώλεια νερού κατά τη διαπνοή είναι αναπόφευκτο κακό που όμως συνδέεται με δύο πολύ σημαντικές διαδικασίες: 1. Την ψύξη του φυτού ώστε να εξασφαλίζεται η επιβίωσή του και η βιοχημική ενεργότητα των ενζύμων του. Τα φυτά της ερήμου έχουν ειδικές ενζυμικές προσαρμογές ώστε τα βιοχημικά τους συστήματα να λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες 2. Τη δημιουργία ενός διαπνευστικού ρεύματος που εξαναγκάζει το φυτό στη συνεχή πρόσληψη νερού από το έδαφος, η οποία όμως ταυτόχρονα συμπαρασύρει και πολύτιμα θρεπτικά
Περίδερμα (ή «φλοιός») Δημιουργείται κατά τη δευτερογενή ανάπτυξη ρίζας και βλαστού, αντικαθιστώντας τη μη ελαστική επιδερμίδα Αποτελείται από τρεις απλούς ιστούς σε τρία διαδοχικά στρώματα: Φελλός (=παχύ στρώμα προστατευτικών νεκρών κυττάρων) Φελλογόνος καμβιακός δακτύλιος Φελλόδερμα Φελλόδερμα: Παρεγχυματικός ιστός που παράγει και αποθηκεύει θρεπτικές ουσίες Φακίδιο (αντί στομάτων) Φελλογόνος καμβιακός δακτύλιος: Έντονη μιτωτική δραστηριότητα, αναπαράγει τα κύτταρα που αποκολλώνται και φεύγουν από το βλαστό ~ σημαντική προστασία από μ/ο και αφυδάτωση!
Εκκριτικός ιστός Αδένες με διαφορετική εξωτερική μορφολογία, ανατομία, αναπτυξιακό πρότυπο και τύπο εκκρίματος Χαρακτηριστικοί τύποι αδένων είναι: Ελαιαδένες: Γαλακτοφόροι σωλήνες: Νεκτάρια: Βλενναδένες: Αλαταδένες: Παράγουν αιθέρια έλαια και παράγονται από τρίχες (ρίγανη, δυόσμος), αγωγούς (σέλινο), κοιλότητες (εσπεριδοειδή) ή μεμονωμένα κύτταρα (δάφνη) Παράγουν γαλακτώδη χυμό και παράγονται από μεμονωμένα επιμήκη κύτταρα (συκιά, ραδίκι) Παράγουν νέκταρ (γλυκόζη, φρουκτόζη, σακχαρόζη) και παράγονται από τρίχες ή μονοκύτταρες θηλές (αγιόκλιμα, ιβίσκος) Παράγουν βλεννώδη ουσία (μπάμιες, λωτός) και παράγονται από τρίχες, σωλήνες, κοιλότητες κλπ Παράγουν αλάτι και παράγονται από μονοκύτταρες ή πολυκύτταρες τρίχες (αρμυρίκι, αλόφιλα φυτά)
ΣΤΗΡΙΚΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Παρέγχυμα Κολλέγχυμα Σκληρέγχυμα
Παρεγχυματικός ιστός Ο πιο κοινός, αρχέγονος ιστός που συναντάται σε όλα τα μέρη του φυτού Πολυεδρικά, ισοδιαμετρικά κύτταρα με λεπτά κυτταρικά τοιχώματα. Απλά στη δομή αλλά με μεγάλη λειτουργική εξειδίκευση και έντονη μεταβολική δραστηριότητα Πολλά κύτταρα διατηρούν την ικανότητα διπλασιασμού & διαφοροποίησης και παίζουν ρόλο στην επούλωση μετά από τραυματισμό κυττάρων Σε εσωτερικά τμήματα (πιο μέσα από το αγωγό σύστημα) ονομάζεται εντεριώνη, ενώ σε εξωτερικά ονομάζεται φλοιός Χλωροφυλλούχο (φύλλα, φλοιός) Αποταμιευτικό (σπέρματα, υπόγεια τμήματα για άμυλο, πρωτεΐνες, λιπίδια) Υδροφόρο (αποταμίευση νερού σε μεγάλο χυμοτόπιο)
Στηρικτικός ιστός Κολλέγχυμα: το αποτελούν μόνο ζωντανά κύτταρα που παρέχουν κυρίως ελαστικότητα και αντοχή. Πάχυνση του κυτταρικού τους τοιχώματος (κυτταρίνη) κυρίως στις γωνίες (γωνιώδες κολλέγχυμα). Συνήθως κάτω από την επιδερμίδα. Παρέχει στήριξη σε μη ξυλώδεις βλαστούς, σε μίσχους φύλλων και σε αναπτυσσόμενα τμήματα του φυτού. Σκληρέγχυμα: παρέχει κυρίως αντίσταση σε μηχανικές πιέσεις, (π.χ. αέρας). Ομοιόμορφη πάχυνση κυτ. τοιχωμάτων (λιγνίνη), διακοπτώμενη από βοθρία. Νεκρά και ζωντανά κύτταρα μπορούν να είναι λειτουργικά. Εξαιτίας του σκληρεγχύματος δεν σπάνε οι κορμοί των δέντρων αλλά καμπυλώνουν. Επιμήκη κύτταρα, με οξύληκτα άκρα και παράλληλη διάταξη κατά μήκος του κορμού Σκληρεγχυματικά κύτταρα ~ χάλυβας! Πιο κοντά συμπαγή κύτταρα, τμήμα των καρπών (κουκούτσια ή φλούδι καρπών)
ΑΓΩΓΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Ξύλωμα Φλοίωμα
Αγωγός ιστός Ξύλωμα Φλοίωμα Μεταφορά νερού & διαλυμένων ουσιών από τη ρίζα προς τα ανώτερα τμήματα του φυτού Ηθμαγγειώδεις δεσμίδες* Ανάλογα με τη διάταξή τους διακρίνονται σε: Ετερόπλευρες Αμφίπλευρες Μεταφορά προϊόντων φωτοσύνθεσης από τα φύλλα προς το βλαστό και τη ρίζα για αποθήκευση ή άμεση χρήση φλοίωμα Ξυλοκεντρικές Φλοιοκεντρικές φλοίωμα ξύλωμα * : στις ρίζες δεν υπάρχει αυτή η διάταξη ξύλωμα φλοίωμα
Ξύλωμα : τραχεΐδες, αγγειακά στοιχεία (αγγεία), παρέγχυμα, σκληρεγχυματικές ίνες τραχεΐδες Τα βοθρία είναι διακοπές της συνέχειας των κυτ. τοιχωμάτων & αποτελούν κανάλια επικοινωνίας μεταξύ των τραχεΐδων/αγγ.στοιχείων Πολλά αγγειακά στοιχεία = αγγείο Αγγειακά στοιχεία Στην ώριμη φάση τους είναι νεκρά και χωρίς κυτταρόπλασμα
Τι είναι αυτό που ωθεί την άνοδο του νερού από τις ρίζες στα φύλλα; Άντληση μέσω ζωντανών κυττάρων από κάτω προς τα πάνω. ΟΧΙ. Πειράματα Strasburger (1893) Άντληση λόγω αρνητικού υδατικού δυναμικού στις ρίζες (=υψηλή συγκέντρωση θρεπτικών) σε σχέση με το έδαφος (=ριζική πίεση). 1.Αρνητική πίεση ΝΑΙ, αλλά δεν φτάνει για να ερμηνεύσει το φαινόμενο. Κάτι σπρώχνει από κάτω προς τα πάνω ή κάτι τραβάει από πάνω προς τα κάτω; Δημιουργία αρνητικού δυναμικού στα ανώτερα τμήματα του φυτού. Πώς; Ποιος το δημιουργεί; Διαπνοή αρνητικό δυν. νερού στα φύλλα συνοχή μορίων νερούσυνάφεια νερού με τοιχώματα αγγείων- ριζική πίεση 2. Συνοχή νερού 3. Συνάφεια νερού 4. Ριζική πίεση
Εμβολή Με όλους αυτούς τους τρόπους το φυτό πρέπει να αποφύγει να χάσει τη συνοχή των εσωτερικών υγρών κατά μήκος των αγγειακών του στοιχείων. Κάτι τέτοιο οδηγεί στο φαινόμενο της εμβολής και μπορεί να οδηγήσει σε μη αντιστρεπτά αποτελέσματα.
Σταγονόρροια Όταν υπάρχει επάρκεια νερού στο έδαφος, αυξημένη υγρασία, σκοτάδι, νηνεμία και χαμηλή θερμοκρασία, τότε το φυτό προσλαμβάνει περισσότερο από το νερό που του χρειάζεται λόγω της ριζικής πίεσης, ενώ η διαπνοή περιορίζεται σημαντικά Τότε παρατηρούνται στα άκρα των φύλλων σταγόνες νερού οι οποίες συγκεντρώνονται σε ειδικές θέσεις, τα υδατώδη
Φλοίωμα: ηθμώδη κύτταρα, ηθμώδη στοιχεία (ηθμοσωλήνες), σύνδρομα κύτταρα, παρέγχυμα, σκληρεγχυματικές ίνες Τα γυμνόσπερμα και κάποια αγγειόσπερμα φέρουν μόνο ηθμώδη κύτταρα που έχουν τους πόρους τους ομοιόμορφα τοποθετημένους σε όλη τους την επιφάνεια Στα αγγειόσπερμα οι άφθονοι πόροι των ηθμωδών πλακών επιτρέπουν την επικοινωνία του κυτταροπλασματικού υγρού των ηθμωδών κυττάρων (ζωντανά κύτταρα) ώστε στο σύνολό τους να αποτελούν τους ηθμοσωλήνες. Προκειμένου να διευρυνθούν οι πόροι των ηθμωδών πλακών, καταστρέφεται συνήθως ο τονοπλάστης, ο πυρήνας και άλλα κυτταροπλασματικά στοιχεία. Το υγρό που κυκλοφορεί διαμέσου των ηθμωδών πλακών δεν είναι κυτταρόπλασμα αλλά ένα υγρό που αποτελείται από σάκχαρα, νερό και μερικούς διαλύτες. Το κυτταρόπλασμα παραμένει στα πλευρικά τοιχώματα και φέρει οργανίδια που δεν μετακινούνται. Τα σύνδρομα κύτταρα εξασφαλίζουν τη διατήρηση της πίεσης εντός των ηθμοσωλήνων Ηθμώδης πλάκα Ηθμώδες στοιχείο Σύνδρομο κύτταρο ηθμώδη κύτταρα
Τα προϊόντα της φωτοσύνθεσης μεταφέρονται από τις πηγές στους αποδέκτες. Ένα όργανο μπορεί να παίζει και τους δύο ρόλους ανάλογα με το αναπτυξιακό στάδιο. Ο χυμός του φλοιώματος αποτελείται από απλά σάκχαρα (κυρίως σουκρόζη), αμινοξέα και αμίδια (Ν), φυτοορμόνες, νουκλεοτίδια και μερικές πρωτεΐνες. Αντίθετα, ΔΕΝ περιέχει νιτρικά άλατα, ασβέστιο, θείο και σίδηρο. Συνήθως η μεταφορά της σουκρόζης γίνεται με ενεργητικό τρόπο από τα κύτταρα του μεσόφυλλου προς τα ηθμώδη στοιχεία μέσω του αποπλάστη (διακυτταρικοί χώροι). φόρτωση εκφόρτωση
Τα αγγειόσπερμα χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες: Η βασική δομή μονοκότυλων και δικότυλων φυτών είναι η ίδια μονοκότυλα γόνατο δικότυλα Μεσογονάτιο διάστημα έλασμα μίσχος
Βασικές διαφορές μονοκότυλων/δικότυλων φυτών Κοτυληδόνες Νεύρωση φύλλου Αριθμός πετάλων Διάταξη αγγειακών στοιχείων βλαστού στήλη
Ρίζα ριζικό σύστημα Το μέγεθος εξαρτάται από το συνολικό μέγεθος του φυτού αλλά και από το περιβάλλον στο οποίο ζει το φυτό, π.χ. δενδρώδη φυτά, πόες, αλλά και φρύγανα, φυτά της ερήμου... Η ρίζα μιας καλαμποκιάς μπορεί να καλύπτει 1,5μ διάμετρο και 2,5μ βάθος. Η ρίζα ενός φυτού της ερήμου μπορεί να φτάνει τα 20μ βάθος! Μονοκότυλα: θυσανώδες Δικότυλα: πασσαλώδες Η βασική λειτουργία: άντληση νερού και μετάλλων από το έδαφος. Άρα βασική ανάγκη για διείσδυση σε μεγάλο βάθος (κυλινδρικό σχήμα) και αυξημένη επιφάνεια/όγκο (ριζικά τριχίδια) Συμπληρωματικές λειτουργίες: Παραγωγή αυξητικών ορμονών Αποθήκευση υδατανθράκων (π.χ. καρότο) Στήριξη φυτού & απορρόφηση Ο 2 (εναέριες ρίζες)
Πλευρική ρίζα Ζ. ωρίμανσης Ζ. επιμήκυνσης Ζ. κυτ. διαίρεσης καλύπτρα διαφοροποίηση Ζώνη ωρίμανσης: πλήρως διαφοροποιημένα κύτταρα. Τα ριζικά τριχίδια έχουν πολύ μικρό χρόνο ζωής και αυξάνουν κατά πολύ την επιφάνεια πρόσληψης νερού και μετάλλων. Ζώνη επιμήκυνσης : μόλις λίγα χιλιοστά. Κύτταρα που έχουν αρχίσει να διαφοροποιούνται. Υπεύθυνη για την κατά μήκος αύξηση της ρίζας. Ζώνη κυτ. διαίρεσης: επάκριο μερίστωμα. Πλασμοδέσμες εξασφαλίζουν τη διακυτταρική επικοινωνία και μεταφορά θρεπτικών επειδή δεν υπάρχει αγωγό σύστημα στη ζώνη αυτή. Η βλέννη που παράγεται από την καλύπτρα χρησιμεύει: α) στη γρήγορη ανάπτυξη βακτηρίων του εδάφους που προμηθεύουν θρεπτικά και β) στη δέσμευση κατιόντων που χρειάζεται η ρίζα
Εγκάρσια τομή ρίζας στη ζώνη ωρίμανσης : Επιδερμίδα: προεκβολές κυττάρων της = ριζικά τριχίδια Φλοιός: παρεγχυματικά κύτταρα αποταμίευσης με άφθονους μεσοκυττάριους χώρους για αερισμό των κυττάρων Ενδοδερμίδα: το όριο ανάμεσα στο φλοιό και την κεντρική στήλη έλεγχος εισόδου θρεπτικών στο αγωγό σύστημα Περικύκλιο: αναγέννηση κυττάρων & έκφυση πλευρικών ριζών Εντεριώνη: παρεγχυματικά κύτταρα που εμφανίζονται στο κέντρο της στήλης μόνο των μονοκότυλων φυτών κεντρική στήλη εντεριώνη ξύλωμα φλοίωμα περικύκλιο ενδοδερμίδα φλοιός επιδερμίδα (μονοκύτταρο στρώμα χωρίς στόματα) κεντρική στήλη
Πλευρικές ρίζες Η διαμόρφωση των πλευρικών ριζών ξεκινά από τα κύτταρα του περικύκλιου Τα κύτταρα του περικύκλιου μετατρέπονται σε μεριστωματικά Τα κύτταρα της ενδοδερμίδας επιμηκύνονται Τα κύτταρα του πρωτογενούς φλοιού αποδιοργανώνονται τοπικά Κατά την έξοδό της, η πλευρική ρίζα έχει ήδη σχηματίσει το επάκριο μερίστωμα και την καλύπτρα της Στα σημεία από όπου εκβάλλει η πλευρική ρίζα σχηματίζεται επουλωτικό περίδερμα για να προστατεύσει τους τραυματισμένους ιστούς
Πώς περνάει το νερό και τα μεταλλικά στοιχεία κατά μήκος των στρωμάτων της ρίζας; (κηρώδης ουσία, η σουβερίνη, κάνει την ταινία αδιαπέραστη από το νερό). η ταινία του Caspary Έτσι ελέγχεται το τι μπαίνει στο εσωτερικό του φυτού και σε τι αναλογία Α. Το νερό περνάει πολύ πιο εύκολα από τους μεγάλους μεσοκυττάριους χώρους (=αποπλάστης) του φλοιού λόγω χαλαρής σύνδεσης των κυττάρων που τον αποτελούν. ενδοδερμίδα Β. Το νερό προκειμένου να περάσει την αδιάβροχη ενδοδερμίδα πρέπει να αλλάξει πορεία και να μπει μέσα στα κύτταρα.
Παραλλαγές στη δομή και λειτουργία των ριζών Αποταμιευτικές :συχνά τα φυτά τις αναπτύσσουν τον πρώτο χρόνο ζωής τους για να χρησιμοποιήσουν τα θρεπτικά το δεύτερο χρόνο και να φτιάξουν τα υπέργεια τμήματά τους. Π.χ. καρότο, παντζάρι, ραπάνι, ζαχαρότευτλο (γογγυλώδεις), γλυκοπατάτα (κονδυλώδεις) κ.ά. Στηρικτικές/αναρριχητικές (εκφύονται από τα γόνατα των βλαστών στα κατώτερα τμήματα του βλαστού. Π.χ. καλαμπόκι, πολύ ψηλά τροπικά ή αναρριχώμενα φυτά) Αναπνευστικές (φυτά που ζουν σε βαλτώδη περιβάλλοντα) Φωτοσυνθετικές (όταν το φύλλωμα του φυτού είναι περιορισμένο)
Συμβίωση ριζών με άλλους οργανισμούς αζωτοδεσμευτικά Ριζικά φυμάτια (στις ρίζες των ψυχανθών) = ρίζα + βακτήρια Rhizobium Τα βακτηριακά κύτταρα συγκεντρώνονται στα κύτταρα του φλοιού και περιβάλλονται από μερίστωμα που αποτελεί το φυμάτιο
Συμβίωση ριζών με άλλους οργανισμούς Μυκορριζίδια = ρίζα + μύκητας Εκτομυκκοριζίδια (στα δασικά είδη) Ενδομυκκοριζίδια (στο 80% των φυτών) Glomus
Βλαστός = ο κεντρικός άξονας του φυτού Μεσογονάτιο διάστημα Επάκριο μερίστωμα: διαιρείται συνεχώς επιμηκύνοντας έτσι το βλαστό. Περιβάλλεται από καταβολές φύλλων και προστατεύεται μέσα σε έναν κεντρικό οφθαλμό. Γόνατα: από εδώ εκφύονται τα φύλλα Πλευρικοί οφθαλμοί: από εδώ εκφύονται τα κλαδιά Ρόλος: Στήριξη φύλλων Μεταφορά προϊόντων φωτοσύνθεσης & νερού κατά μήκος του φυτού Αποθήκευση νερού (π.χ. κάκτοι) και αμύλου (π.χ. πατάτα)
Μονοκότυλα φυτά Δικότυλα φυτά στηρικτικός ιστός φλοίωμα σύνδρομα κύτταρα ξύλωμα Ηθμαγγειώδης δεσμίδα πρωτογενής φλοιός (φωτοσυνθετικό παρέγχυμα) επιδερμίδα Δ1: ηθμ. δ. διάσπαρτες Δ2: δεν υπάρχει διαχωρισμός πρωτογενούς φλοιούκεντρικής στήλης Δ3: δεν υπάρχει κάμβιο Μονοκότυλα φυτά στηρικτικός ιστός φλοίωμα κάμβιο ξύλωμα εντεριώνη (αποταμιευτικό παρέγχυμα)
Πρωτογενής & Δευτερογενής αύξηση του βλαστού Πρώτος χρόνος Επόμενα χρόνια Επάκριο μερίστωμα πρωτογενής αύξηση δευτερογενής αύξηση Φελλογόνο κάμβιο Αγωγό κάμβιο Πρωτόδερμα: δημιουργεί την επιδερμίδα που καλύπτει το βλαστό με εφυμενίδα (κηρώδης ουσία για ελαχιστοποίηση της απώλειας νερού) Θεμελιώδες μερίστωμα: δημιουργεί το φλοιό και την κεντρική στήλη (παρέγχυμα και στηρικτικός ιστός) Προκάμβιο: δημιουργεί όλα τα αγωγά στοιχεία (φλοίωμα, ξύλωμα, κάμβιο) Δευτερογενής αύξηση κυρίως στα δικότυλα, σπάνια στα μονοκότυλα αύξηση σε μήκος από τα επάκρια μεριστώματα αύξηση σε πάχος από τα πλευρικά μεριστώματα
Δευτερογενής αύξηση Οι διαφορές εντοπίζονται στα εξής: 1. στη σκλήρυνση της επιδερμίδας του βλαστού και τη μετατροπή της σε περίδερμα (ξυλώδη φυτά, κυρίως δικότυλα) μέσω του φελλογόνου καμβίου. 2. στην πάχυνση του φλοιώματος / ξυλώματος μέσω του αγωγού καμβιακού δακτυλίου (αγωγό κάμβιο). Έτσι ο ξυλώδης κορμός αποτελείται από τρία στρώματα: Φλοιός [= περίδερμα] Ξύλο [= φλοιός + αγωγό σύστημα] Κεντρική στήλη [εντεριώνη]
Καμβιακός δακτύλιος ξύλο φλοιός πρωτογενές ξύλωμα δευτερογενές φλοίωμα δευτερογενές ξύλωμα Καμβιακός δακτύλιος πρωτογενές φλοίωμα φελλός Φελλογόνο κάμβιο Πρωτογενής φλοιός Τα στοιχεία του φλοιώματος δεν έχουν μεγάλο χρόνο ζωής κι έτσι δεν συμμετέχουν σημαντικά στην πάχυνση του κορμού.
Ετήσιος δακτύλιος: Χειμώνας: Αγωγός καμβιακός δακτύλιος ανενεργός Άνοιξη: Καλοκαίρι: Αγωγός καμβιακός δακτύλιος πολύ δραστήριος, «ανοιξιάτικο ξύλο» με μεγάλα αγγειακά στοιχεία (υψηλές απαιτήσεις σε νερό) Αγωγός καμβιακός δακτύλιος δραστήριος, «καλοκαιρινό ξύλο» με στενά αγγειακά στοιχεία που διευκολύνουν την άντληση (οικονομία σε νερό) Προσδιορισμός ηλικίας από τους ετήσιους δακτυλίους Οι εσωτερικοί δακτύλιοι με την πάροδο των χρόνων γίνονται ανενεργοί και αποθηκεύουν ουσίες όπως ρητίνες, μαστίχα κλπ (βλ. πεύκα). Οι ουσίες αυτές χρησιμεύουν στην αναστολή ανάπτυξης μυκήτων και βακτηρίων.
Μονοκότυλα: Σπάνια η δευτερογενής αύξηση Όταν αυτό συμβαίνει, γίνεται με : πάχυνση του πρωτογενούς τμήματος εξωτερικά (προσθήκη ηθμαγγειωδών δεσμίδων και παρεγχύματος) ή τη βοήθεια ενός μεριστωματικού δακτυλίου (ανάλογη διαδικασία αλλά με λιγότερη οργάνωση)
Μεταμορφωμένοι βλαστοί αποταμιευτικός (βλαστοκόνδυλος) αποταμιευτικός (ρίζωμα) [Πεπιεσμένα γόνατα] φωτοσυνθετικός βλαστόκεντρα προστατευτικός αναρρηχιτικός Κόρμος: υπόγειος, κοντός, παχύς βλαστός με λεπτά φύλλα. Το τμήμα αυτό διαχειμάζει για να δώσει νέο υπέργειο τμήμα την επόμενη χρονιά (κρόκος, κυκλάμινο) ~ Βολβός (π.χ. κρεμμύδι)
Φύλλο Πολύ μεγάλη ποικιλομορφία σε σχήματα και μεγέθη
Ένα τυπικό φύλλο δικότυλου φυτού μπορεί να είναι: Απλό: το έλασμα δεν διαιρείται (ενιαίο) ή Σύνθετο: το έλασμα διαιρείται σε φυλλάρια (με δικό τους μίσχο) Σύνθετο πτεροειδές/ διπλοπτεροειδές Σύνθετο παλαμοειδές έλασμα μίσχος Απλό Απλό-λοβωτό
Τυπικό φύλλο μονοκότυλου Διαθέτει έλασμα αλλά όχι μίσχο (άμισχο) Συνδέεται απευθείας με το βλαστό Στην περιοχή σύνδεσης αναπτύσσεται ο κολεός που περιβάλλει το βλαστό
Αγωγά στοιχεία των φύλλων (νευρώσεις) Δικότυλα: διακλαδισμένο δίκτυο Μονοκότυλα: παράλληλες γραμμές, συνδεδεμένες μεταξύ τους με πολύ λεπτά αγγεία
Το φύλλο σε εγκάρσια τομή Τρίχες και αδένες στην επιφάνεια της επιδερμίδας που εκκρίνουν απωθητικές ουσίες κι έτσι προστατεύουν το φύλλο από παράσιτα μεσόφυλλο Ηθμαγγειώδης δεσμίδα εφυμενίδα: παρεμπόδιση απώλειας νερού & ανταλλαγής αερίων δρυφακτοειδές παρέγχυμα: φωτοσύνθεση! δεσμικός κολεός Ξύλωμα (πάνω) Φλοίωμα (κάτω) Καταφρακτικά κύτταρα στόμα Μόνο στην κάτω επιφάνεια! (συνήθως ~ υποστοματικά) σπογγώδες παρέγχυμα : αναπνοή Εμφανής πόλωση μεταξύ πάνω και κάτω επιφάνειας
Τα μονοκότυλα: Παραλλαγές Ιδια βασική δομή με δύο μονόστιβα επιδερμικά στρώματα και μεσόφυλλο στη μέση Συνήθως αμφιστοματικά (στόματα και στις δύο επιφάνειες) Αδιαφοροποίητο μεσόφυλλο με χλωροφυλλούχο και σπογγώδες παρέγχυμα ανακατεμένα Ηθμαγγειώδεις δεσμίδες ίδιας δομής, στα άκρα ή στο κέντρο, συχνά με σκληρεγχυματικές ίνες Ξηρά περιβάλλοντα: τρίχες (=αμυντικός μηχανισμός) ενισχυμένα κυτ. τοιχώματα στόματα βυθισμένα ή σε κοιλότητες παχειά εφυμενίδα πολύστρωμη επιδερμίδα δριφακτοειδές παρέγχυμα >> σπογγώδες παρέγχυμα Υδάτινα περιβάλλοντα (π.χ. νούφαρο): ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΝΕΡΟΥ! σπογγώδες παρέγχυμα με αερέγχυμα (αεροφόροι χώροι), ώστε να επιτυγχάνεται η επίπλευση και να διευκολύνεται η κυκλοφορία των αερίων αγωγό σύστημα περιορισμένο στόματα μόνο στην πάνω επιφάνεια
Μεταμορφωμένα φύλλα Αποταμιευτικά (βολβός) Προστατευτικά Συλληπτήρια Αναπαραγωγικ ά = φύλλα Καλύπτουν τις ανάγκες τους σε άζωτο από τα έντομα που συλλαμβάνουν
Πώς πέφτουν τα φύλλα που νεκρώνονται στα φυλλοβόλα φυτά; Μηχανισμός προστασίας για την απαλλαγή του φυτού από τα νεκρά τμήματά του Στη βάση του φύλλου (μεταξύ μίσχου και βλαστού) αναπτύσσεται μία στρώση κυττάρων που ονομάζεται ζώνη απόπτωσης. Η ζώνη αυτή είναι δομικά ασταθής γιατί δεν έχει πολύ στηρικτικό & αγωγό ιστό. Δίπλα στη ζώνη αυτή δημιουργείται μία δεύτερη στιβάδα κυττάρων (στιβάδα διαχωρισμού) Υπό την επίδραση ρυθμιστικών παραγόντων αύξησης (αιθυλένιο & αυξίνη), εκκρίνονται από τη στιβάδα διαχωρισμού ένζυμα (κυτταρινάσες/πηκτινάσες) που οδηγούν στη λύση των ακραίων κυτταρικών τοιχωμάτων Το φύλλο αρχίζει να αποκόπτεται από την περιφέρεια προς το κέντρο και τελικά πέφτει Στην επιφάνεια του τραυματισμένου από τη διαδικασία αυτή βλαστού εναποτίθεται σουβερίνη, που προστατεύει τα κύτταρα και επουλώνει την επιφάνεια
ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ ΜΟΝΟ-/ΔΙ-ΚΟΤΥΛΗΔΟΝΩΝ ΦΥΤΩΝ