Xylem

Xylem
n., többes szám: xylems

definíció: egyfajta vaszkuláris szövet a növényekben

Xylem definíció

a Xylem olyan növényi szövet, amely a gyökerekből vizet és tápanyagokat szállít a növény egész testébe, például a szárba és a levelekbe. A xilémszövet jelenléte az egyik megkülönböztető tulajdonság, amely elválasztja az érrendszeri növényeket a nem érrendszeri növényektől. A xilem támogatja az érrendszeri növényekben jelen lévő egyéb lágy szöveteket. 1858-ban a Carl Negali bevezette a kifejezést xylem. A xylem kifejezés aegy görög xylon (jelentése “fa”). A fa a xylem népszerű példája.

mi az a xylem? A biológusok szerint a xilém egy speciális szövet, amely az érrendszeri növényekben jelen van, hogy a vizet és az oldott tápanyagokat a gyökerekből a növények leveleibe és száraiba szállítsa. Ezenkívül tárolást és támogatást nyújt az üzemnek (Myburg. A. et al., 2013). Egyszerűen fogalmazva, a xilem egyfajta vaszkuláris szövet, amely felelős a víz vezetéséért az egész növényi testben. A Xylem komplex rendszereket és többféle sejtet tartalmaz víz és oldott ásványi anyagok szállítására, hogy támogassa és táplálja a növényeket.

Xylem vs. Phloem

mik azok a xylem és phloem? A xilem és a phloem az érszövetek, amelyek felelősek a víz, illetve az élelmiszer szállításáért. Miben különbözik a xylem a phloem-től? Megnézheti az alábbi táblázatot is. Is, akkor olvassa el ezt a phloem meghatározása és további információk.

1. táblázat: Differences between Phloem and Xylem

a xilem szerepe az érrendszeri növényekben

mi a xilem szerepe az érrendszeri növényekben? A vaszkuláris növények a xilémszövetek jelenléte miatt magasabbak, mint a nem érrendszeri növények, amelyek támogatást nyújtanak (merev formája miatt), és vizet szállítanak (a növények növekedéséhez szükséges összetevő) a növény különböző részeire.

a Phloem szerepe az érrendszeri növényekben

az érrendszeri növények phloemje felelős a tápanyagok szállításáért, beleértve a cukrot, a fehérjéket és a szerves molekulákat, amelyek segítik a növények életben maradását és szaporodását.

Xylems zárvatermők és más vaszkuláris növények

zárvatermők (más néven virágos növények) az egyik fő csoportja a vaszkuláris növények. A többi gymnosperms (meztelen magtermelő növények) és pteridophytes (pl. páfrányok). Ezek a csoportok megkülönböztethetők a xilem szövetek alapján. Például a virágos növények xilémszövetei olyan xilem edényeket tartalmaznak, amelyek hiányoznak a gymnosperms vagy páfrányok xilém szöveteiben. Nincsenek xilem erek, csak tracheidák. A legtöbb zárvatermőben a xilem erek szolgálnak a fő vezető elemként.

Mindazonáltal mind a tracheidák, mind a xylem erek elveszítik protoplasztjukat az éréskor, üregessé és élettelenné válnak. A polimer lignin lerakódik, amely másodlagos sejtfalat képez. A xylem erek azonban vékonyabb másodlagos falakkal rendelkeznek, mint a tracheidák. Ezután mindkettő gödröket képez az oldalfalukon.

a xylem edény egy sor sejt, amelyet edénytagoknak (vagy edényelemeknek) neveznek, mindegyiknek közös végfala van, amely részben vagy teljesen feloldódik. Ez ellentétben áll a tracheiddel, amely egy egyedi sejt. Ezenkívül a tracheid sejt általában hosszabb, mint az ér tagja. A hajóelem átmérője azonban szélesebb. Emiatt a xylem edény több vizet vezet, mint a tracheid.

Xylem: egyszikű vs kétszikű

az orrszarvúk két fő csoportba sorolhatók: (1) az egyszikűek (például orchideák, banánok, bambuszok, pálmafák, füvek stb.) és (2) az eudicots (pl. rózsa, magnólia, eper, napraforgó, tölgy, juhar, Platán stb.). A két csoportot alapvetően a sziklevelek száma különbözteti meg — az egyszikűeknek egy sziklevele van, míg a kétszikűeknek kettő. A szikleveleken kívül a xilem szöveteik is különbözhetnek.

különösen a kétszikű gyökér xilémje csillagszerű megjelenésű (3 vagy 4 ágú). A xylem “ágai” között a phloem található. Lásd A 4. Ábrát. Ezzel szemben a monocot gyökér váltakozó xylem és phloem szövetekkel rendelkezik. Egy másik jelentős különbség a kettő között a xylem szövetek szempontjából a xylem erek. A kétszikű gyökerek sokszögű vagy szögletes xilem erekkel rendelkeznek, míg az egyszikű gyökerek oválisak vagy lekerekítettek. A xilem-phloem elemek kevesebbek a kétszikű gyökerekben (általában 2-6), mint az egyszikű gyökerekben (általában 8 vagy több).

a gyökereken kívül a kétszikűeknek és az egyszikűeknek nyilvánvaló különbségeik vannak a szárukban. A vascularis kötegek (azaz a vaszkuláris köteg áll phloem és xylem szövetek, plusz vaszkuláris kambium) egy egyszikű szár szétszórva, míg a kétszikű szárak vannak elrendezve egy gyűrű mintát. Ezenkívül a kétszikűek másodlagos növekedéssel rendelkeznek. Szárukban növekedési gyűrűket (éves gyűrűket) alkotnak. Így ez a kétszikűek egy alcsoportjához vezet: lágyszárú kétszikűek (például napraforgó szárak) és fás kétszikűek (például fa szárak erdővel).

a fás szárú növényekben kétféle xylemet termelnek: (1) elsődleges xylem és (2) másodlagos xylem. Az elsődleges xilem felelős az elsődleges növekedésért vagy a hossz növekedéséért. A másodlagos xilem (más néven fa) másodlagos növekedésre szolgál, amely a kerület növekedése.a

zárvatermők nem az egyetlenek, amelyek fát termelnek (másodlagos xilem), bár. A Gymnosperms fát is termel. A zárvatermő fát keményfának, míg a gymnosperm fát puhafának nevezik. A név annak köszönhető, hogy a keményfa tömörebb és sűrűbb, mint a puhafa. Ha emlékeznek, a zárvatermőknek a tracheidákon kívül xylem erek is vannak. A legtöbb gymnospermnek csak tracheidje van. Így ez sok keményfát sűrűbbé tesz, mint a puhafa. Vannak azonban kivételek. A tiszafa és a hosszú levelű fenyők olyan puhafák, amelyek rendkívül tartósak és keményebbek, mint sok más keményfa.

a Xylem típusai

a Xylem szövet szerkezete, fejlődése, funkciója és szerepe alapján a biológusok a xylemet két fő típusra osztották, azaz elsődleges és másodlagos. Ez a két típusú xilem ugyanazt a funkciót látja el, és a növekedés típusa szerint vannak kategorizálva.

elsődleges Xylem

az elsődleges Xylem növényi képződésének elsődleges növekedése a szárak, gyökerek és virágrügyek csúcsán történik. Ezenkívül az elsődleges xilem segíti a növény növekedését, és hosszabbítja a gyökereket. Így először a vegetációs időszakban fordul elő, ezért ezt elsődleges növekedésnek nevezik. Az elsődleges és másodlagos xilem célja a víz és a tápanyagok szállítása.

másodlagos Xilem

a növény másodlagos növekedésével másodlagos xilem képződik, amely segít a növénynek az idő múlásával szélesebbé válni. A növények másodlagos növekedésének példája a széles fatörzsek. Ez minden évben a növekedés után történik. Ráadásul a másodlagos xilem sötét gyűrűket ad, amelyek meghatározzák a fák életkorát.

a Xylem szerkezete

a Xylem négyféle elemből áll: (1) xylem edények, (2) tracheidák, (3) xylem szálak és (4) xylem parenchima.

Xylem erek

a Xylem erek jelen vannak az orrnyílásokban. Hosszú hengeres szerkezetük van, csőszerű megjelenésük van. A falak nagy központi üreget tartalmaznak, a falak pedig ligifikáltak. Elveszítik a protoplazmájukat, és így az érettségük során meghalnak. Sok sejtet (edénytagot) tartalmaznak, amelyek a közös falak perforációján keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Részt vesznek a víz, az ásványi anyagok vezetésében, és mechanikai szilárdságot adnak a növénynek.

Tracheidák

ezek elhalt és csőszerű sejtek, kúpos véggel. Ezek megtalálhatók a gymnosperm és angiosperm. Ezeknek a sejteknek vastag ligifikált sejtfaluk van, protoplazma hiányzik. A fő feladatuk a víz és az ásványi anyagok szállítása.

Xilem szálak

ezek a központi lumenet és ligifikált falakat tartalmazó elhalt sejtek; mechanikus támogatást nyújtanak a növénynek és felelősek a vízszállításért.

Xylem parenchyma

a Xylem parenchyma sejtjei élelmiszeranyagot tárolnak, és a xylem élő sejtjeinek számítanak. Ezenkívül segítik a víz csökkentett távolságú szállítását. Szintén részt vesznek a szénhidrátok, zsírok, vízvezetés tárolásában.

a xylem parenchyma fő jellemzői a következők:

• a Xylem élő sejtjei
• a sejtfal mindig cellulózos és vékony.
• prominens magot és protoplasztot tartalmaz
• a sejtek színtelenek, és nagy vakuolákkal rendelkeznek.
• mind az elsődleges, mind a másodlagos xilem élő parenchyma sejteket tartalmaz.
• a parenchyma sejtek összetevői, például a zsírok és a fehérjék szezonálisan változnak.
• feloszthatók septa-kkal, és olyan kristályokból állnak, amelyek parenchyma sejteket tartalmaznak, amelyek ligifikált falakkal rendelkeznek.
• a Xylem parenchyma kloroplasztokból is áll, amelyek zárvatermőkben, fás szárú növényekben és lágyszárú növényekben vannak jelen.
• az erek kinövéseket képeznek, amelyeket “tilózisoknak” neveznek, mind az axiális, mind a sugárparenchima sejtek mellett.
• a parenchyma sejteket “kontakt sejteknek” nevezik, amelyek tilózist okoznak.
• a Xylem parenchyma sejtek magja és citoplazmája tilózisba vándorol.
• a Tilózisok különböző anyagokat tárolhatnak.
• a Tylose differenciálódhat sclereidákká.

a xylem parenchyma fő funkciói a következők:

• a Xylem parenchyma felfelé vezeti a vizet a parenchymás sejten keresztül.
• tárolja az élelmiszer-tápanyagokat zsírok, tanninok, kristályok és keményítő formájában.
• a tilózisnak nevezett kinövésen keresztül a xilem parenchyma sejtjeit összekapcsolja az erekkel vagy tracheidekkel.
• aszály vagy fertőzés esetén az érrendszeri szöveteket tilózis védi.
• a xylem Parenchyma sejtjei részt vesznek a xylem transzport fenntartó munkaképtelenségében.
• kavitáció vagy embólia, vagyis a xylem üreg elzáródását a parenchyma xylem tartja fenn, amely segít a tracheidák és a hajók funkcióinak folytatásában.

a Xylem Szövet jellemzői

a xylem szerkezete a xylem sejtek típusaival vagy osztódásaival érthető, beleértve a rostsejteket, a parenchyma sejteket és a tracheáris elemeket.

• a Parenchyma sejtek hosszú szálak, amelyek a növényi test lágy részeit alkotják.
• ezek a parenchyma sejtek támogatják a xylem sejteket.
• a Légcsőelemek elhalt sejtek, amelyek üreges szálakká válnak, hogy a víz és az ásványi anyagok átfolyhassanak rajtuk.
• mind a hajók, mind a tracheidák (tracheáris elemek) üregesek, hosszúkásak és keskenyek. Az erek azonban speciálisabbak, mint a tracheidák, hogy elősegítsék a xilem-nedv áramlását.
• az edények perforációs lemezeket is tartalmaznak, amelyek segítenek a különböző edényelemek egyetlen folyamatos edénylapba történő összekapcsolásában.
• a Xylem számos sűrítési formát is tartalmaz, amelyek különböző mintákban, gyűrűkben és másokban találhatók meg, hogy maximalizálják a növények szerkezeti támogatását.
• a xilem csillag alakban jelenik meg, amikor mikroszkóp alatt megfigyelik.

Xylem funkció

a Xylem vizet és oldott ásványi anyagokat szállít, valamint mechanikai támogatást nyújt a növénynek. Fitohormonális jeleket is közvetítenek a növényi testben. A vízmolekulák közötti kohéziós erők összekötő módon működnek a víz vezetésében a xilem érrendszerben. Az alábbiakban bemutatjuk a xylem pontos funkcióit.

• támogatás: A Xylem támogatja és erősíti a növény részeit, beleértve a szöveteket és szerveket, hogy fenntartsa a növény szerkezetét és megakadályozza a növények hajlítását.
• Xylem sap: a Xylem érrendszer hosszú csövekből áll, amelyek lehetővé teszik a víz, az oldott szerves ionok és a tápanyagok áramlását a vízben (más néven xylem nedv).
• Xylem sejtek: a víz szállítására szolgáló sejtek általában halottak, így a vezetési folyamat passzívan történik.
• passzív szállítás: a passzív szállítás miatt a vezetési folyamat nem igényel semmilyen energiát.
• kapilláris hatás: a Xylem nedv vezetésének folyamata a növényen belüli gravitációval szemben kapilláris hatás. A folyamat akkor is megtörténik, amikor a víz kohéziós erői és a felületi feszültség felfelé mozgatja a xilém nedvét.
• kiegészítő támogatás: ahogy a növények magasabbra nőnek, a xilem is fejlődik, hogy támogassa a növényt, és lehetővé tegye a víz és ásványi anyagok szállítását a növény magasabb régiókban lévő szerveibe.

hogyan fejti ki hatását a xylem?

Hogyan szállítja a xylem a vizet? A kohézió-Adhézió elmélet az a hipotézis, amely megpróbálja megmagyarázni, hogy a víz hogyan halad felfelé a növényen a gravitáció ellen. A növények transzpirációja az egyik fő tényező, amely a vizet felfelé mozgatja a párolgás által elvesztett víz pótlására. A Xylem felveszi a vizet a gyökerekből, hogy a növények más részeire kerüljön. Számos sejt vesz részt a víz vezetésének vagy szállításának folyamatában.

olvassa el: Növényvíz-Szabályozás lecke (Ingyenes bemutató)

a Légcsőelemek (beleértve az edényeket és a tracheidákat) az érettség elérése után elhalt sejtek. Ezért passzívan járnak el a vízi szállításhoz. A víz a gyökerektől felfelé, a szár felé és a levelek felé két tényező alapján jut el: gyökérnyomás és transzpirációs húzás.

• gyökérnyomás: Az ozmózis (a víz mozgása a magas koncentrációjú területről az alacsony koncentrációjú területre) miatt következik be, amely a vizet a talajból vagy a talajból a gyökerekbe engedi.
• Transzpirációs húzás: a felületi feszültség felfelé húzza a vizet a xilémen belül, amelyet a levelekből történő transzpirációs folyamat során bekövetkező vízveszteség okoz.

Xylem Evolution

körülbelül 400 millió évvel ezelőtt a Xylem-et növényekben fejlesztették ki a környezeti követelményekhez való alkalmazkodás miatt. Az élelmiszerek fotoszintézis útján történő előállítását a vízfelvétel és a szén-dioxid jellemzi. Amikor a növények gyarmatosították a földet, kifejlesztettek egy fejlettebb közlekedési rendszert, amely növeli a túlélési esélyeiket a földön. Végül a növények fejlett struktúrákat fejlesztettek ki, például a xylem érrendszert. A növény vízkoncentrációja a transzpirációs folyamat során csökkent (ami a sztómákon keresztül történik, amelyek szén-dioxidot vesznek be és vizet vesznek ki). Amint azt az előző szakaszban kifejtettük, ez a transzpiráció segített a vizet a növényi testben a gravitáció ellen húzni.

A Xilem fejlődési folyamata

a xilem fejlődését a bifaciális laterális merisztéma sejtek és a szekunder xilemet (valamint szekunder phloemet) termelő vaszkuláris kambium jellemzi. Sőt, a xilem fejlődése egyik formáról a másikra változik. Különböző kifejezéseket használnak a xylem fejlődésének leírására. Ezek exarch, endarch, mesarch és centrarch.

• Centrarch: az elsődleges xilem a szár közepén előállított hengerből kifelé fejlődik; így a metaxilem körülveszi a protoxilemet. Például számos szárazföldi növénynek centrarchid fejlődési formája van.
• Exarch: a xilem a külső oldalról befelé fejlődik, amikor az elsődleges xilem több gyökérben vagy szárban van. Ezért a metaxilem közel van a központhoz, míg a protoxilem a határ közelében alakul ki. Például az érrendszeri növények xilémének exarchikus fejlődési formája van.
• Endarch: a xilem a belső részből fejlődik ki és kifelé mozog; így a protoxilem a központ közelében, a metaxilem pedig a határ közelében alakult ki. Például a magnövény szárai endarch fejlődési formát mutatnak.
• Mesarch: a Xylem mindkét irányban fejlődik az elsődleges xylem szálának közepétől. A metaxilem azonban mind a határ -, mind a központi területeket elfoglalta, így a protoxilem között maradt. Például a páfrány szárának és leveleinek mezarchikus fejlődési formája van.

a Xilémszövet merisztémasejtekből, például a vascularis cambiumban és a procambiumban található sejtekből áll. A xilem szövetek fejlődésének és növekedésének fázisai két fázisra oszthatók. · Az első fázist elsődleges növekedésnek is nevezik, amelyet az elsődleges xilem differenciálódása jellemez a procambiumból származó sejtektől. A második fázist, más néven másodlagos növekedést a másodlagos xilem generálása jellemzi egy oldalsó merisztémán keresztül.

a növény növekvő és fejlődő részei elsődleges xilemet tartalmaznak, amely metaxilemből és protoxilem edényekből áll. A xilem fejlődésének korai szakaszában a protoxilem metaxilemmé változott. Ezek a xilém erek (protoxilem és metaxilem) differenciálhatók a sejtfal átmérője és mintázata alapján (másodlagos) morfológiai szinten. Először is, a protoxilem egy keskeny edény, amely kis sejtekből áll, sejtfalakkal, amelyek megvastagodásokat tartalmaznak, például hélixeket vagy gyűrűket. A protoxilem sejtek a gyökerek vagy szárak megnyúlásával együtt fejlődnek és növekednek. Másodszor, a metaxilem nagyobb méretű, skaláris (létraszerű) vagy gödrös (lapszerű) vastagodásokkal. A megnyúlás időszaka után, amikor a sejtek mérete nem növekszik, a metaxilem befejezi fejlődését. Így a képződött xilem elhalt sejteket tartalmaz, amelyek üreges szálként működnek a víz és az oldott ásványi anyagok vezetésére. Kutatások szerint a xilem fejlődését géntechnológia révén lehet fokozni a kívánt eredmények elérése érdekében.

• Myburg, a, Yadun, S. & Sederoff, R. (2013). Xylem szerkezete és funkciója. Wiley online könyvtár. 10.1002/9780470015902.
• Foster, A. S. & Gifford, E. M. (1974). Az érrendszeri növények összehasonlító morfológiája (2.kiadás.).W. H. Freeman. 55–56. 978-0-7167-0712-7.
• Taylor, T. N., Taylor, E. L., & Krings, M. (2009). Paleobotanika, a fosszilis növények biológiája és evolúciója (2. kiadás.). Amszterdam; Boston: Akadémiai Sajtó. 207-212. 978-0-12-373972 –
• R Bctini Bcl, K., Ursache, R., Hej Bcl, J., & helariutta, Y. (2015). Xylem fejlesztés-a bölcsőtől a sírig. Új fitológus Alapítvány. 10.1111 / óra.13383