Xylem

Xylem
liczba mnoga: xylems

definicja: rodzaj tkanki naczyniowej w roślinach

definicja Xylem

ksylem jest zdefiniowany jako tkanka roślinna, która przenosi wodę i składniki odżywcze z korzeni na całe ciało rośliny, takie jak łodyga i liście. Obecność tkanki ksylemowej jest jedną z cech odróżniających rośliny naczyniowe od niepanaczyniowych. Ksylem zapewnia wsparcie dla innych tkanek miękkich obecnych w roślinach naczyniowych. W 1858 roku Carl Negali wprowadził termin xylem. Termin ksylem pochodzi od greckiego xylon (co oznacza „Drewno”). Drewno jest popularnym przykładem ksylema.

Co to jest xylem? Według biologów ksylem jest wyspecjalizowaną tkanką obecną w roślinach naczyniowych do transportu wody i rozpuszczonych składników odżywczych z korzeni do liści i łodyg roślin. Zapewnia również magazynowanie i wsparcie dla zakładu (Myburg. A. et al., 2013). Mówiąc prościej, ksylem jest rodzajem tkanki naczyniowej odpowiedzialnym za przewodzenie wody w całym ciele rośliny. Xylem obejmuje złożone systemy i kilka rodzajów komórek do transportu wody i rozpuszczonych minerałów w celu wsparcia i zapewnienia odżywiania roślinom.

Xylem vs. Phloem

czym są xylem i phloem? Ksylem i floem są tkankami naczyniowymi odpowiedzialnymi odpowiednio za transport wody i żywności. Czym xylem różni się od phloema? Możesz również spojrzeć na poniższą tabelę. Możesz również przeczytać to dla definicji phloem i więcej informacji.

Tabela 1: Differences between Phloem and Xylem

rola ksylemu w roślinach naczyniowych

jaka jest rola ksylemu w roślinie naczyniowej? Rośliny naczyniowe rosną wyżej niż rośliny nieanaczyniowe ze względu na obecność tkanek ksylemowych, które zapewniają wsparcie (ze względu na sztywną formę) i transportują wodę (niezbędny składnik do wzrostu roślin) do różnych części rośliny.

rola Floemu w roślinach naczyniowych

Flo roślin naczyniowych jest odpowiedzialny za transport składników odżywczych, w tym cukru, białek i cząsteczek organicznych, które pomagają roślinom pozostać przy życiu i rozmnażać się.

Ksylemy okrytonasiennych i innych roślin naczyniowych

okrytonasienne (zwane kwiatami) są jedną z głównych grup roślin naczyniowych. Pozostałe to gymnospermes (nagie rośliny nasienne) i pteridofity (np. paprocie). Grupy te można wyróżnić na podstawie ich tkanek ksylemowych. Na przykład, tkanki ksylema roślin kwitnących zawierają naczynia ksylema, które są nieobecne w tkankach ksylema gymnospermów lub paproci. Nie mają naczyń ksylemowych, a jedynie tracheidy. W większości okrytonasiennych naczynia ksylemowe służą jako główny element przewodzący.

jednak zarówno tracheidy, jak i naczynia ksylemowe tracą swój protoplast w momencie dojrzałości i stają się puste i nieożywione. Polimerowa lignina osadza się tworząc wtórną ścianę komórkową. Naczynia ksylemowe mają jednak cieńsze ściany wtórne niż tchawice. Następnie oba tworzą wgłębienia na bocznych ścianach.

naczynie ksylemowe to seria komórek zwanych członami naczynia (lub elementami naczynia), z których każda ma wspólną ścianę końcową, która jest częściowo lub całkowicie rozpuszczona. Jest to przeciwieństwo tchawicy, która jest pojedynczą komórką. Ponadto komórka tchawicy jest zwykle dłuższa niż członek naczynia. Jednak członek statku ma szerszą średnicę. Z tego powodu statek xylem przewodzi więcej wody niż tracheid.

Xylem: Monocot vs Dicot

okrytonasienne mogą być zgrupowane w dwie główne grupy: (1) monocots (np. storczyki, banany, bambusy, palmy, trawy itp.) i (2) eudykoty (np. róże, Magnolie, truskawki, słoneczniki, dęby, klony, jawory itp.). Obie grupy różnią się zasadniczo liczbą lityledonów, które mają-monocots mają jeden liścień, podczas gdy dicots mają dwa. Oprócz lityledonów mogą się one również różnić od siebie tkankami ksylemowymi.

w szczególności ksylem korzenia Dicota ma wygląd Gwiazdy (3 lub 4-kątny). Pomiędzy „zębami” ksylemu znajduje się floem. Patrz Rysunek 4. Natomiast korzeń monokota ma naprzemienne tkanki ksylemowe i floemowe. Inną wyraźną różnicą między tymi dwoma pod względem tkanek ksylemu są naczynia ksylemu. Korzenie dwukołowe mają wielokątne lub kanciaste naczynia ksylemowe, podczas gdy korzenie jednokołowe mają owalne lub zaokrąglone. Pierwiastków ksylem-floem jest mniej w korzeniach dwukorzeniowych (zazwyczaj 2-6) niż w korzeniach jednokorzeniowych (zazwyczaj 8 lub więcej).

oprócz korzeni, dykoty i monokoty mają wyraźne różnice w łodygach. Wiązki naczyniowe (tj. wiązka naczyniowa składa się z tkanek floema i ksylema, plus kambium naczyniowe) łodygi monokota są rozproszone, podczas gdy u łodyg Dicota są ułożone w wzór pierścieniowy. Ponadto dykoty mają wtórny wzrost. W swoich łodygach tworzą pierścienie wzrostu (pierścienie roczne). W ten sposób powstaje podgrupa dykotów: dykotów Zielnych (np. łodygi słonecznika) i dykotów drzewiastych (np. pędy drzew z drzewami).

w roślinach drzewiastych powstają dwa typy ksylemów: (1) ksylem pierwotny i (2) ksylem wtórny. Pierwotny ksylem jest odpowiedzialny za pierwotny wzrost lub wzrost długości. Ksylem wtórny (zwany także drewnem) służy do wzrostu wtórnego, czyli wzrostu obwodu.

nie tylko drzewa produkują Drewno (ksylem wtórny). Gymnosperms produkują również drewno. Drewno okrytonasienne nazywane jest drewnem liściastym, podczas gdy drewno okrytonasienne nazywane jest drewnem iglastym. Nazwa wynika z tego, że drewno liściaste jest bardziej zwarte i gęstsze niż drewno iglaste. Jeśli sobie przypomnisz, okrytonasienne mają naczynia ksylemowe oprócz tchawicy. Większość gymnospermów ma tylko tracheidy. Tak więc, to sprawia, że wiele twardego drewna gęstsze niż iglaste. Istnieją jednak wyjątki. Cisy i longleaf sosny są iglaste, które są bardzo trwałe i twardsze niż wiele innych gatunków drewna liściastego.

typy ksylemu

na podstawie struktury, rozwoju, funkcji i roli tkanki ksylemu biolodzy podzielili ksylema na dwa główne typy, tj. pierwotny i wtórny. Te dwa typy ksylemu pełnią tę samą funkcję i są klasyfikowane według rodzaju wzrostu dla ich powstawania.

pierwotny ksylem

pierwotny wzrost formacji roślinnej pierwotnego ksylem występuje na końcach łodyg, korzeni i pąków kwiatowych. Ponadto podstawowy ksylem pomaga roślinie urosnąć i wydłuża korzenie. Tak więc występuje najpierw w sezonie wegetacyjnym, więc nazywa się to wzrostem pierwotnym. Celem ksylemu pierwotnego i wtórnego jest transport wody i składników odżywczych.

wtórny ksylem

wraz z wtórnym wzrostem rośliny powstaje wtórny ksylem, który pomaga roślinie rozszerzyć się z czasem. Przykładem wtórnego wzrostu roślin są szerokie pnie drzew. Dzieje się to każdego roku po wzroście. Dodatkowo ksylem wtórny daje ciemne pierścienie, które określają wiek drzew.

struktura Xylem

Xylem składa się z czterech rodzajów elementów: (1) naczynia xylem, (2) tchawice, (3) włókno Xylem i (4) miąższ xylem.

naczynia Ksylemowe

naczynia ksylemowe występują w okrytonasiennych. Mają długą cylindryczną strukturę i mają wygląd podobny do rurki. Ściany zawierają dużą wnękę środkową, a ściany są zdrewniałe. Tracą swoją protoplazmę, a tym samym są martwe, w dojrzałości. Zawierają one wiele komórek (członków naczyń), które są połączone poprzez perforację we wspólnych ścianach. Biorą udział w przewodzeniu wody, minerałów i nadają roślinie wytrzymałość mechaniczną.

tchawice

są martwe i są komórkami przypominającymi rurkę ze zwężającym się końcem. Znajdują się w gymnospermie i angiospermie. Komórki te mają grubą, zdrewniałą ścianę komórkową i brak protoplazmy. Główną funkcją, jaką pełnią, jest transport wody i minerałów.

Rysunek 7: elementy strukturalne tkanki ksylemu. Kredyt: badanie QS.

włókna Xylem

są to martwe komórki zawierające centralne światło i zdrewniałe ściany; zapewniają mechaniczne wsparcie dla zakładu I odpowiadają za transport wody.

miąższ ksylemu

komórki ksylemu zwane komórkami miąższowymi przechowują materiał spożywczy i są uważane za żywe komórki ksylemu. Ponadto pomagają w transporcie wody na mniejsze odległości. Ponadto biorą udział w magazynowaniu węglowodanów, tłuszczów i przewodzeniu wody.

główne cechy miąższu ksylemu są następujące:

• żywe komórki ksylemu
• ściana komórkowa jest zawsze celulozowa i cienka.
• zawiera wyraźne jądro i protoplast
• komórki są bezbarwne i mają duże wakuole.
• zarówno pierwotny, jak i wtórny ksylem zawiera żywe komórki miąższu.
• składniki komórek miąższu, takie jak tłuszcze i białka, różnią się sezonowo.
• mogą być rozdzielone przegrodami i tworzą kryształy zawierające komórki miąższu, które mają zdrewniałe ściany.
• miąższ Ksylemowy składa się również z chloroplastów, które są obecne w okrytonasiennych, roślinach drzewiastych i zielnych.
• naczynia tworzące wyrostki zwane „tylozami” znajdują się obok komórek miąższu osiowego i promiennego.
• komórki miąższu nazywane są „komórkami kontaktowymi”, które powodują powstawanie tyloz.
• jądro i cytoplazma komórek miąższu ksylemowego migrują do tyloz.
• Tylozy mogą rozwijać różne substancje.
• Tyloza może różnicować się w twardówki.

główne funkcje miąższu xylema są następujące:

• miąższ xylema prowadzi wodę w kierunku do góry przez komórkę miąższową.
• przechowuje składniki odżywcze żywności w postaci tłuszczów, garbników, kryształów i skrobi.
• poprzez wyrostki zwane tylozami łączy komórki miąższu ksylema z naczyniami lub tchawicami.
• podczas suszy lub infekcji tkanki naczyniowe są chronione tylozami.
• komórki miąższu ksylema biorą udział w utrzymaniu transportu ksylema.
• Kawitacja lub zator, co oznacza, że blokada jamy ksylem jest utrzymywana przez miąższ ksylema, który pomaga w kontynuowaniu funkcji tchawicy i naczyń.

charakterystyka tkanki Ksylema

struktura ksylema może być rozumiana przez typy lub podziały komórek ksylema, w tym komórek włóknistych, komórek miąższu i elementów tchawicy.

• komórki miąższu są długimi włóknami i tworzą miękkie części ciała rośliny.
• te komórki miąższu zapewniają wsparcie dla komórek ksylema.
• Tracheary elements are dead cells that become hollow pasmses to let water and minerals flow them.
• zarówno naczynia, jak i tracheidy (elementy tchawicy) są puste, wydłużone i wąskie. Jednak naczynia są bardziej wyspecjalizowane niż tchawice, aby pomóc w przepływie soku ksylemowego.
• naczynia zawierają również płytki perforacyjne, które pomagają w łączeniu różnych elementów naczynia w jeden ciągły arkusz naczyń.
• ksylem zawiera również kilka form zagęszczenia, które występują w różnych wzorach, pierścieniach i innych, aby zmaksymalizować wsparcie strukturalne roślin.
• ksylem pojawia się w kształcie gwiazdy, gdy jest obserwowany pod mikroskopem.

funkcja Xylem

Xylem transportuje wodę i rozpuszczone minerały, a także zapewnia mechaniczne wsparcie instalacji. Przekazują również sygnały fitohormonalne w organizmie rośliny. Siły kohezyjne między cząsteczkami wody działają jako sposób łączenia przewodzenia wody w układzie naczyniowym ksylema. Poniżej znajdują się dokładne funkcje xylemu.

• wsparcie: Xylem zapewnia wsparcie i siłę częściom rośliny, w tym tkankom i narządom, aby utrzymać strukturę Rośliny i zapobiec jej zginaniu.
• sap Xylem: system naczyniowy Xylem składa się z długich rurek, które umożliwiają przepływ wody, rozpuszczonych jonów organicznych i składników odżywczych w wodzie (zwanych również sap xylem).
• komórki Ksylema: komórki do transportu wody są zwykle martwe, a zatem proces przewodzenia zachodzi pasywnie.
• Transport pasywny: dzięki transportowi pasywnemu proces przewodzenia nie wymaga żadnej formy energii.
• działanie kapilarne: proces przewodzenia soku ksylowego przeciwko grawitacji w roślinie jest znany jako działanie kapilarne. Proces ten zachodzi również, gdy siły spójności wody i napięcie powierzchniowe przesuwają sok ksylemowy w górę.
• dodatkowe wsparcie: gdy rośliny rosną wyższe, ksylem rozwija się również, aby zapewnić wsparcie roślinie i umożliwić transport wody i minerałów do narządów rośliny obecnych w wyższych regionach.

jak działa xylem?

jak firma xylem transportuje wodę? Teoria spójności-adhezji jest hipotezą, która próbuje wyjaśnić, w jaki sposób woda przemieszcza się w górę przez roślinę wbrew grawitacji. Transpiracja w instalacjach jest głównym czynnikiem, który napędza przemieszczanie się wody w celu zastąpienia wody utraconej przez odparowanie. Xylem pobiera wodę z korzeni, aby przenieść ją do innych części roślin. W procesie przewodzenia lub transportu wody bierze udział kilka komórek.

przeczytaj: Lekcja regulacji wody w roślinach (bezpłatny poradnik)

Elementy tchawicy (w tym naczynia i tchawice) są martwymi komórkami po osiągnięciu dojrzałości. Dlatego działają pasywnie w transporcie wodnym. Woda sięga do góry od korzeni w kierunku łodygi i odchodzi na podstawie dwóch czynników: nacisku korzeni i przyciągania transpiracyjnego.

• ciśnienie korzeniowe: Występuje w wyniku osmozy (przepływ wody z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu), która przepuszcza wodę z gleby lub ziemi do korzeni.
• pociąg Transpiracyjny: napięcie powierzchniowe ciągnie wodę do góry w obrębie ksylem spowodowanego utratą wody w procesie transpiracji z liści.

Xylem Ewolucja

około 400 milionów lat temu, xylem został opracowany w zakładach w celu dostosowania do wymagań środowiskowych. Produkcja żywności w procesie fotosyntezy charakteryzuje się pobieraniem wody i dwutlenku węgla. Kiedy rośliny skolonizowały ziemię, opracowały bardziej zaawansowany system transportu, który zwiększa ich szanse na przetrwanie na ziemi. Ostatecznie rośliny wyewoluowały zaawansowane struktury, takie jak układ naczyniowy ksylema. Stężenie wody w roślinie zmniejsza się w procesie transpirational (który odbywa się przez aparaty szparkowe biorąc dwutlenek węgla i wody na zewnątrz). Jak wyjaśniono w poprzedniej sekcji, transpiracja ta pomogła przyciągnąć wodę do ciała rośliny przed grawitacją.

proces rozwoju ksylemu

rozwój ksylemu charakteryzuje się dwufaciowymi komórkami merystemu bocznego i kambium naczyniowego, które wytwarza wtórny ksylem (a także wtórny floem). Co więcej, rozwój xylemu zmienia się z jednej formy na drugą. Różne terminy są używane do opisania rozwoju xylemu. Są to egzarchowie, endarchowie, mesarchowie i centrarchowie.

• Centrarch: pierwotny ksylem rozwija się na zewnątrz z cylindra produkowanego w środku łodygi; w ten sposób metaksylem otacza protoksylem. Na przykład kilka roślin lądowych ma centralną formę rozwoju.
• Egzarch: ksylem jest rozwijany do wewnątrz od strony zewnętrznej, gdy pierwotny ksylem jest więcej niż jeden w korzeniach lub łodygach. Dlatego metaksylem jest blisko centrum, podczas gdy protoksylem tworzy się w pobliżu granicy. Na przykład ksylem roślin naczyniowych ma egzarchalną formę rozwoju.
• Endarch: ksylem rozwija się z wewnętrznej części i porusza się na zewnątrz; tak więc protoksylem uformował się blisko centrum, a metaksylem uformował się blisko granicy. Na przykład łodygi rośliny nasiennej wykazują endarchalną formę rozwoju.
• Mesarch: ksylem rozwija się w każdym kierunku od centrum pierwotnego pasma ksylema. Jednak metaksylem zajmował zarówno obszary graniczne, jak i centralne, pozostawiając protoksylem pomiędzy. Na przykład łodygi i liście paproci mają mezarchistyczną formę rozwoju.

tkanka Ksylemowa powstaje z komórek merystemowych, takich jak te w kambium naczyniowym i procambium. Fazy rozwoju i wzrostu tkanek ksylemowych można wyróżnić na dwie fazy. * Pierwsza faza jest również znana jako wzrost pierwotny, który charakteryzuje się różnicowaniem pierwotnego ksylemu z komórek pochodzących z procambium. Druga faza, znana również jako wzrost wtórny, charakteryzuje się generowaniem wtórnego ksylem przez merystem boczny.

rosnące i rozwijające się części rośliny zawierają pierwotny ksylem składający się z naczyń metaksylowych i protoksylowych. We wczesnych fazach rozwoju ksylema protoksylem zmienił się w metaksylem. Te naczynia ksylemowe (protoksylem i metaksylem) można różnicować na podstawie średnicy i wzoru ściany komórkowej (wtórnej) na poziomie morfologicznym. Po pierwsze, protoksylem jest wąskim naczyniem złożonym z małych komórek o ścianach komórkowych zawierających zgrubienia, takie jak helisy lub pierścienie. Komórki protoksylowe rozwijają się i rosną wraz z wydłużeniem korzeni lub łodyg. Po drugie, metaksylem jest większy z pogrubieniami w kształcie skalarnym (drabinkowym) lub pestkowym (arkuszowym). Po okresie wydłużenia, gdy komórki nie zwiększają się, metaksylem kończy swój rozwój. Tak więc powstały ksylem zawiera martwe komórki, które działają jak puste pasma do przewodzenia wody i rozpuszczonych minerałów. Według badań, rozwój xylem może być wzmocniony poprzez inżynierię genetyczną, aby uzyskać pożądane rezultaty.

• Myburg, a, Yadun, S. & Sederoff, R. (2013). Struktura i funkcja Xylem. Wiley Online library. 10.1002/9780470015902.
• Foster, A. S.& Morfologia porównawcza roślin naczyniowych (2 wyd.).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). Rozwój Xylem – od kołyski do grobu. Nowa Fundacja fitologa. 10.1111 / nph.13383