Xylem

Xylem
n., meervoud: xylems

definitie: een type vasculair weefsel in planten

Xylem definitie

Xylem wordt gedefinieerd als een plantenweefsel dat water en nutriënten van wortels naar het gehele plantenlichaam, zoals stengel en bladeren, overbrengt. De aanwezigheid van Xylem weefsel is een van de onderscheidende kenmerken scheiden vasculaire planten van nietvasculaire planten. Het xylem biedt ondersteuning aan andere zachte weefsels die aanwezig zijn in vaatplanten. In 1858 introduceerde Carl Negali de term xylem. De term xylem is afgeleid van het Griekse xylon (wat “hout”betekent). Hout is een populair voorbeeld van xylem.

Wat is xylem? Volgens biologen is de xylem een gespecialiseerd weefsel aanwezig in vaatplanten voor het transport van water en opgeloste voedingsstoffen van wortels naar de bladeren en stengels van de planten. Het biedt ook opslag en ondersteuning aan de fabriek (Myburg. A. et al., 2013). In eenvoudige termen is xylem een type vaatweefsel dat verantwoordelijk is voor het voeren van water door het hele plantenlichaam. Xylem bestaat uit complexe systemen en verschillende soorten cellen voor het transporteren van water en opgeloste mineralen om planten te ondersteunen en te voorzien van voeding.

Xylem vs. Phloem

Wat zijn xylem en phloem? Xylem en phloem zijn vaatweefsels die verantwoordelijk zijn voor respectievelijk het transport van water en voedsel. Hoe verschilt xylem van phloem? U kunt ook kijken naar de tabel hieronder. Ook, kunt u dit lezen voor phloem definitie en meer informatie.

Tabel 1: Differences between Phloem and Xylem

rol van xylem in vaatplanten

Wat is de rol van xylem in een vaatplant? De vasculaire planten groeien hoger dan niet-vasculaire planten door de aanwezigheid van Xylem weefsels die ondersteuning bieden (vanwege de stijve vorm) en water transporteert (een noodzakelijke component voor de groei van planten) naar de verschillende delen van de plant.

rol van Phloem in vaatplanten

De phloem van vaatplanten is verantwoordelijk voor het transport van nutriënten, waaronder suiker, eiwitten en organische moleculen die planten helpen in leven te blijven en zich voort te planten.

Xylems van angiospermen en andere vaatplanten

angiospermen (bekend als bloeiende planten) zijn een van de belangrijkste groepen vaatplanten. De andere zijn gymnospermen (naakte zaadproducerende planten) en pteridofyten (bijvoorbeeld Varens). Deze groepen kunnen worden onderscheiden op basis van hun xylem weefsels. Bijvoorbeeld, de Xylem weefsels van bloeiende planten bevatten Xylem vaten die afwezig zijn in de Xylem weefsels van gymnospermen of varens. Ze hebben geen Xylem-vaten, maar alleen tracheidae. In de meeste angiospermen, dienen de Xylem schepen als het belangrijkste geleidende element.

niettemin verliezen zowel tracheidae als Xylem vaten hun protoplast op rijpheid en worden hol en niet-levend. Het polymeer lignine wordt afgezet en vormt een secundaire celwand. De Xylem-vaten hebben echter dunnere secundaire wanden dan de tracheidae. Dan vormen ze allebei putten op hun zijwanden.

het Xylem-vat is een reeks cellen die vatleden (of vatelementen) worden genoemd, elk met een gemeenschappelijke eindwand die gedeeltelijk of volledig is opgelost. Dit is in tegenstelling tot een tracheid, die een individuele cel is. Ook, de tracheid cel is meestal langer dan het vat lid. Het lid van het schip is echter breder in diameter. Hierdoor geleidt het Xylem vat meer water dan de tracheid.

Xylem: Monocot vs Dicot

angiospermen kunnen in twee grote groepen worden ingedeeld: (1) de monocots (bijv. orchideeën, bananen, bamboe, palmbomen, grassen, enz.) en (2) de eudicots (bijv. rozen, magnolia’ s, aardbeien, zonnebloemen, eiken, esdoorns, sycamores, enz.). De twee groepen worden in principe onderscheiden door het aantal cotyledons dat ze hebben — monocots hebben één cotyledon, terwijl dicots twee hebben. Afgezien van de cotyledons, kunnen ze ook verschillen door hun Xylem weefsels.

in het bijzonder heeft het xylem van een dicotwortel een sterachtig uiterlijk (3 of 4-punten). Tussen de” tanden ” van xylem bevinden zich de phloem. Zie Figuur 4. In tegenstelling, heeft de monocot wortel afwisselend xylem en phloem weefsels. Een ander duidelijk verschil tussen de twee in termen van xylem weefsel is de Xylem vaten. Dicotwortels hebben veelhoekige of hoekige Xylem-vaten terwijl monocotwortels ovaal of afgerond zijn. De Xylem-phloem elementen zijn minder in dicot wortels (meestal 2 tot 6) dan in monocot wortels (meestal 8 of meer).

afgezien van de wortels hebben de dicots en de monocots duidelijke verschillen in hun stengels. De vasculaire bundels (dat wil zeggen een vasculaire bundel bestaat uit phloem en xylem weefsels, plus vasculair cambium) van een monocot stengel zijn verspreid, terwijl in dicot stengels zijn gerangschikt in een ring patroon. Bovendien hebben dicoten secundaire groei. In hun stengels vormen ze groeiringen (jaarringen). Dit leidt dus tot een subgroep van dicots: kruidachtige dicots (bijvoorbeeld zonnebloem stengels) en houtige dicots (bijvoorbeeld boomstammen met hout).

in houtachtige planten produceren twee soorten Xylem: (1) primair xylem en (2) secundair xylem. De primaire xylem is verantwoordelijk voor de primaire groei of de toename in lengte. Het secundaire xylem (ook wel hout genoemd) is voor secundaire groei, dat is de toename in omtrek.

angiospermen zijn echter niet de enige die hout produceren (secundair xylem). Gymnospermen produceren ook hout. Het angiospermhout wordt hardhout genoemd terwijl gymnospermhout zachthout wordt genoemd. De naam komt omdat hardhout compacter en dichter is dan naaldhout. Als je het je herinnert, hebben de angiospermen xylem vaten behalve tracheidae. De meeste gymnospermen hebben alleen tracheidae. Dit maakt veel hardhout dichter dan zachthout. Er zijn echter uitzonderingen. Taxus en longleaf dennen zijn zachthout dat extreem duurzaam en harder is dan veel ander hardhout.

typen Xylem

op basis van structuur, ontwikkeling, functie en rol van Xylem Weefsel, verdeelden de biologen xylem in twee hoofdtypen, namelijk primair en secundair. Deze twee soorten xylem hebben dezelfde functie en worden gecategoriseerd door het type groei voor hun vorming.

primair xylem

de primaire groei van plantenvorming van primair xylem vindt plaats aan de top van stengels, wortels en bloemknoppen. Ook, de primaire xylem helpt de plant om groter te groeien en maakt de wortels langer. Het komt dus eerst voor in het groeiseizoen, dus dit wordt primaire groei genoemd. Het doel van primaire en secundaire xylem is om water en voedingsstoffen te transporteren.

secundair Xylem

bij de secundaire groei van de plant wordt secundair xylem gevormd waardoor de plant in de loop van de tijd breder wordt. Een voorbeeld van de secundaire groei van planten is brede boomstammen. Het gebeurt elk jaar na de groei. Plus, de secundaire xylem geeft donkere ringen die de leeftijd van de bomen te bepalen.

structuur van Xylem

Xylem bestaat uit vier soorten elementen: (1) Xylem schepen, (2) tracheid, (3) Xylem fiber, en (4) Xylem parenchym.

Xylem schepen

de Xylem schepen zijn aanwezig in de angiospermen. Ze hebben een lange cilindrische structuur en hebben een buisachtig uiterlijk. Muren bevatten een grote centrale holte, en muren zijn verlijmd. Ze verliezen hun protoplasma, en zijn dus dood, op rijpheid. Ze bevatten veel cellen (vaten) die onderling verbonden zijn door een perforatie in gemeenschappelijke wanden. Ze zijn betrokken bij de geleiding van water, mineralen en geven mechanische sterkte aan de plant.

Tracheidae

Deze zijn dood en zijn buisachtige cellen met een taps toelopend uiteinde. Ze komen voor in het gymnosperm en angiosperm. Deze cellen hebben een dikke verlijmde celwand en hebben geen protoplasma. De belangrijkste functie die ze uitvoeren is water-en mineraaltransport.

Xylem fibers

Dit zijn dode cellen met centrale lumen en verlijmde wanden; ze bieden mechanische ondersteuning aan de installatie en zijn verantwoordelijk voor het transport over water.

Xylem-parenchym

de cellen van xylem die parenchym-cellen worden genoemd, slaan voedselmateriaal op en worden beschouwd als de levende cellen van xylem. Bovendien helpen ze bij het vervoer van water over kortere afstanden. Ook zijn ze betrokken bij de opslag van koolhydraten, vetten en watergeleiding.

de belangrijkste kenmerken van xylem parenchym zijn:

• de levende cellen van xylem
• de celwand is altijd cellulosisch en dun.
• bevat prominente kern en protoplast
• de cellen zijn kleurloos en hebben grote vacuolen.
• zowel primair als secundair xylem bevat levende parenchym cellen.
• de componenten van parenchym cellen zoals vetten en eiwitten variëren per seizoen.
• zij kunnen worden onderverdeeld naar septa, en zij bestaan uit kristal dat parenchym-cellen bevat met verlijmde wanden.
• Xylem-parenchym bestaat ook uit chloroplasten die aanwezig zijn in angiospermen, houtachtige planten en kruidachtige planten.
• de vaten vormen uitgroei die “tylosen” worden genoemd, bevinden zich naast zowel axiale als rayparenchym-cellen.
• de parenchym cellen worden “contactcellen” genoemd, die leiden tot tyloses.
• de kern en het cytoplasma van Xylem-parenchym-cellen migreren naar tylosen.
• Tylosen kunnen zich ontwikkelen voor opslag van een verscheidenheid aan stoffen.
• Tylose kan zich onderscheiden in sclereidae.

de belangrijkste functies van xylem-parenchym zijn als volgt:

• Xylem-parenchym geleidt water in opwaartse richting door de parenchymateuze cel.
• slaat voedingsstoffen op in de vorm van vetten, tannines, kristallen en Zetmeel.
• door de uitgroei genaamd tylosen verbindt parenchym cellen van xylem met bloedvaten of tracheidae.
• Tijdens een droogte of infectie worden de vaatweefsels beschermd door tylosen.
• parenchym cellen van xylem zijn betrokken bij de onderhoudsonbekwaamheid van Xylem transport.
• cavitatie of embolie, wat betekent dat de blokkering van de Xylem-holte wordt gehandhaafd door parenchym xylem dat helpt bij het voortzetten van de functies van tracheidae en bloedvaten.

Kenmerken van Xylem Weefsel

de Xylem-structuur kan worden begrepen door de typen of afdelingen van xylem-cellen, waaronder vezelcellen, parenchym-cellen en tracheaire elementen.

• parenchym cellen zijn lange vezels en vormen de zachte delen van het plantlichaam.
• deze parenchym cellen ondersteunen de xylem cellen.Tracheaire elementen zijn dode cellen die holle strengen worden om er water en mineralen doorheen te laten stromen.
• beide vaten en tracheidae (tracheaire elementen) zijn hol, langwerpig en smal. De vaten zijn echter specialer dan tracheidae om het Xylem-sap te helpen stromen.
• vaten bevatten ook perforatieplaten die helpen bij het verbinden van verschillende vaten met één doorlopende plaat vaten.
• Xylem bevat ook verschillende vormen van verdikkingen, die worden gevonden in verschillende patronen, ringen, en andere om de structurele ondersteuning van de planten te maximaliseren.
• het xylem verschijnt als stervormig wanneer waargenomen onder de microscoop.

Xylem-functie

Xylem transporteert water en opgeloste mineralen en levert mechanische ondersteuning aan de installatie. Ze brengen ook fytohormonale signalen over in het plantenlichaam. Samenhangende krachten tussen watermoleculen werken als verbindende manier voor de geleiding van water binnen het Xylem vasculaire systeem. Hieronder vindt u de precieze functies van de xylem.

• ondersteuning: Xylem biedt ondersteuning en kracht aan de delen van een plant, waaronder weefsels en organen, om de structuur van de plant te behouden en te voorkomen dat planten buigen.
• Xylem sap: Xylem vasculair systeem bestaat uit lange buizen die de stroom van water, opgeloste organische ionen en voedingsstoffen in het water (ook wel xylem sap genoemd) mogelijk maken.
• Xylem-cellen: de cellen voor het transporteren van water zijn meestal dood, waardoor het geleidingsproces passief plaatsvindt.
• passief vervoer: als gevolg van passief vervoer vereist het geleidingsproces geen enkele vorm van energie.
• capillaire werking: het proces van geleiding van xylem sap tegen de zwaartekracht in de plant wordt capillaire werking genoemd. Ook vindt het proces plaats wanneer watercohexiekrachten en oppervlaktespanning het xylem sap naar boven bewegen.
• extra ondersteuning: naarmate de planten groter worden, ontwikkelt het xylem zich ook om de plant te ondersteunen en het transport van water en mineralen naar de organen van de plant in hogere gebieden mogelijk te maken.

Hoe werkt xylem?

Figuur 8: transpiratie van water in xylem. Credit: FeltyRacketeer6-(diagram), CC BY-SA 4.0

hoe transporteert xylem water? Cohesie-Adhesietheorie is de hypothese die probeert te verklaren hoe water omhoog door de plant beweegt tegen de zwaartekracht. Transpiratie in planten is een belangrijke factor die water naar boven drijft om water te vervangen dat verloren is gegaan door verdamping. Xylem plukt het water uit de wortels om over te brengen naar andere delen van de planten. Verschillende cellen zijn betrokken bij het proces van geleiding of transport van water.

Lees: Plantenwaterregelingsles (gratis tutorial)

Tracheaire elementen (inclusief vaten en tracheidae) zijn dode cellen na het bereiken van de volwassenheid. Daarom handelen ze passief voor watertransport. Het water reikt van de wortels naar de stengel en het blad toe op basis van twee factoren: worteldruk en transpiratietrekkracht.

• worteldruk: Treedt op als gevolg van osmose (de beweging van water van hoge concentratie gebied naar lage concentratie gebied) die het water uit de bodem of grond in de wortels laat.
• Transpiratietrek: de oppervlaktespanning trekt het water in het xylem omhoog, veroorzaakt door het verlies van water door het transpiratieproces van de bladeren.

de wijze van vervoer is passief vervoer. Voor grotere planten wordt de capillaire werking echter gekoppeld aan transpiratie, dat is het verlies van water door verdamping. Het verlies van water door transpiratie leidt tot een hoge oppervlaktespanning, wat op zijn beurt resulteert in een negatieve druk in het xylem. Hierdoor wordt het water uit de wortels tot enkele meters van de grond naar de topdelen van de plant getild.

Xylem Evolution

ongeveer 400 miljoen jaar geleden werd de Xylem ontwikkeld in installaties als gevolg van aanpassing aan milieueisen. De productie van voedsel door fotosynthese wordt gekenmerkt door wateropname en kooldioxide. Toen planten het land koloniseerden, ontwikkelden ze een geavanceerder transportsysteem dat hun overlevingskansen op de grond verhoogt. Uiteindelijk ontwikkelden planten geavanceerde structuren, zoals het Xylem vasculaire systeem. De waterconcentratie n de plant verminderd door het transpiratieproces (dat plaatsvindt door stomata nemen kooldioxide in en water uit). Zoals uitgelegd in de vorige paragraaf, hielp deze transpiratie water in het plantenlichaam te trekken tegen de zwaartekracht.

ontwikkelingsproces van Xylem

De ontwikkeling van het xylem wordt gekarakteriseerd door de bifaciale laterale meristemcellen en het vasculaire cambium dat secundair xylem (evenals secundair phloem) produceert. Bovendien verandert de ontwikkeling van xylem van de ene vorm naar de andere. Verschillende termen worden gebruikt om de ontwikkeling van de xylem te beschrijven. Het zijn exarch, endarch, mesarch en centrarch.

• Centrarch: het primaire xylem ontwikkelt zich naar buiten vanuit de cilinder die in het midden van de steel wordt geproduceerd. Zo hebben verschillende landplanten een centrarchide vorm van ontwikkeling.
• Exarch: het xylem wordt vanuit de buitenzijde naar binnen ontwikkeld wanneer het primaire xylem meer dan één in wortels of stengels is. Daarom is het metaxylem dicht bij het centrum, terwijl het protoxylem zich in de buurt van de grens vormt. Bijvoorbeeld, het xylem van vasculaire planten heeft een exarch vorm van ontwikkeling.
• Endarch: het xylem ontwikkelt zich vanuit het binnenste deel en beweegt naar buiten; zo wordt het protoxylem gevormd in de buurt van het centrum, en het metaxylem gevormd dicht bij de grens. Zo vertonen de stengels van de zaadplant een endarch vorm van ontwikkeling.
• Mesarch: Xylem ontwikkelt zich in elke richting vanuit het centrum van de primaire streng van xylem. De metaxylem bezetten echter zowel grensgebieden als centrale gebieden, waardoor protoxylem ertussen ligt. Bijvoorbeeld, varen stengels en bladeren hebben een mesarch vorm van ontwikkeling.

Het Xylem-weefsel wordt gevormd uit meristemcellen, zoals die in het vasculaire cambium en het procambium. De fasen van ontwikkeling en groei van Xylem-weefsels kunnen in twee fasen worden onderscheiden. · De eerste fase is ook bekend als de primaire groei, die wordt gekenmerkt door de differentiatie van primaire xylem uit cellen afkomstig uit procambium. De tweede fase, ook bekend als secundaire groei, wordt gekenmerkt door de generatie van secundaire xylem door een laterale meristem.

de groeiende en zich ontwikkelende delen van de plant bevatten primair xylem bestaande uit metaxylem en protoxylem vaten. In de vroege fasen van de ontwikkeling van xylem veranderde het protoxylem in een metaxylem. Deze Xylem vaten (protoxylem en metaxylem) kunnen worden onderscheiden op basis van diameter en patroon van de celwand (secundair) op morfologisch niveau. In de eerste plaats is het protoxylem een smal vat dat bestaat uit kleine cellen met celwanden die verdikkingen bevatten, zoals helices of ringen. De protoxylemcellen ontwikkelen en groeien samen met de verlenging van wortels of stengels. Ten tweede, de metaxylem is groter in omvang met verdikkingen in scalariform (ladder-achtige) of ontpit (blad-achtige). Na de periode van elongatie, wanneer cellen niet in grootte toenemen, voltooit het metaxylem zijn ontwikkeling. Aldus bestaat het gevormde Xylem uit dode cellen die als Holle strengen fungeren om water en opgeloste mineralen te geleiden. Volgens onderzoek, Xylem ontwikkeling kan worden verbeterd door middel van genetische manipulatie om de gewenste resultaten te krijgen.

• Myburg, A, Yadun, S. & Sederoff, R. (2013). Xylem structuur en functie. Wiley online Bibliotheek. 10.1002/9780470015902.
• Foster, A. S. & Gifford, E. M. (1974). Comparative Morfology of Vascular Plants (2nd ed.).W. H. Freeman. 55–56. 978-0-7167-0712-7.
• Taylor, T. N., Taylor, E. L., & Krings, M. (2009). Paleobotany, The Biology and Evolution of Fossil Plants (2nd ed.). Amsterdam; Boston: Academic Press. 207-212. 978-0-12-373972 –
• Růžička, K., Ursache, R., Hejátko, J., & Helariutta, Y. (2015). Xylem ontwikkeling – van de wieg tot het graf. Nieuwe phytologist foundation. 10.1111/nph.13383