Xylem

Xylem
n., plural: xylems

definiție: un tip de țesut vascular în plante

definiție Xylem

xilemul este definit ca un țesut vegetal care transferă apa și substanțele nutritive de la rădăcini la tot corpul plantei, cum ar fi tulpina și frunzele. Prezența țesutului xilem este una dintre trăsăturile distinctive care separă plantele vasculare de plantele nonvasculare. Xilemul oferă sprijin altor țesuturi moi prezente în plantele vasculare. În 1858 Carl Negali a introdus termenul xilem. Termenul xilem este derivat dinun xylon grecesc (adică „lemn”). Lemnul este un exemplu popular de xilem.

Ce este xilemul? Potrivit biologilor, xilemul este un țesut specializat prezent în plantele vasculare pentru transportul apei și nutrienților dizolvați de la rădăcini la frunzele și tulpinile plantelor. De asemenea, oferă depozitare și sprijin plantei (Myburg. A. și colab., 2013). În termeni simpli, xilemul este un tip de țesut vascular responsabil pentru conducerea apei în întregul corp al plantei. Xylem cuprinde sisteme complexe și mai multe tipuri de celule pentru transportul apei și mineralelor dizolvate pentru a susține și a oferi nutriție plantelor.

xilem vs. floem

Ce sunt xilemul și floemul? Xilemul și floemul sunt țesuturi vasculare responsabile de transportul apei și, respectiv, al alimentelor. Cum este xilemul diferit de phloem? De asemenea, puteți privi tabelul de mai jos. De asemenea, puteți citi acest lucru pentru definiția floemului și mai multe informații.

Tabelul 1: Differences between Phloem and Xylem

rolul xilemului în plantele vasculare

care este rolul xilemului într-o plantă vasculară? Plantele vasculare cresc mai sus decât plantele nonvasculare datorită prezenței țesuturilor xilem care oferă suport (datorită formei sale rigide) și transportă apa (o componentă necesară creșterii plantelor) către diferitele părți ale plantei.

rolul Floemului în plantele vasculare

floemul plantelor vasculare este responsabil pentru transportul nutrienților, inclusiv zahărul, proteinele și moleculele organice care ajută plantele să rămână în viață și să se reproducă.

Xilemele angiospermelor și ale altor plante vasculare

angiospermele (cunoscute sub numele de plante cu flori) sunt unul dintre grupurile majore de plante vasculare. Celelalte sunt gimnosperme (plante producătoare de semințe goale) și pteridofite (de exemplu, Ferigi). Aceste grupuri pot fi distinse pe baza țesuturilor lor xilem. De exemplu, țesuturile de xilem ale plantelor cu flori conțin vase de xilem care sunt absente în țesuturile de xilem ale gimnospermelor sau ferigilor. Nu au vase de xilem, ci doar traheide. În majoritatea angiospermelor, vasele xilem servesc ca element conductiv major.

cu toate acestea, atât traheidele, cât și vasele de xilem își pierd protoplastul la maturitate și devin goale și ne-vii. Lignina polimerică este depusă formând un perete celular secundar. Vasele de xilem, totuși, au pereți secundari mai subțiri decât traheidele. Apoi, ambele formează gropi pe pereții lor laterali.

vasul xilem este o serie de celule numite membri ai vasului (sau elemente ale vasului), fiecare cu un perete de capăt comun care este parțial sau total dizolvat. Acest lucru este în contrast cu o traheidă, care este o celulă individuală. De asemenea, celula traheidă este de obicei mai lungă decât membrul vasului. Cu toate acestea, elementul navei are un diametru mai mare. Din acest motiv, vasul xilem conduce mai multă apă decât traheida.

xilem: Monocot vs Dicot

angiospermele pot fi grupate în două grupe majore: (1) de exemplu, orhidee, banane, bambus, palmieri, ierburi etc.) și (2) eudicoții (de ex. trandafiri, magnolii, căpșuni, floarea-soarelui, stejari, arțari, paltoane etc.). Cele două grupuri sunt diferențiate practic de numărul de cotiledonate pe care le au — monocoturile au un cotiledon, în timp ce dicotile au două. În afară de cotiledoane, ele pot fi, de asemenea, diferite de țesuturile lor xilem.

în special, xilemul unei rădăcini dicot are un aspect asemănător unei stele (3 sau 4 vârfuri). Între” vârfurile ” xilemului se află floemul. A Se Vedea Figura 4. În schimb, rădăcina monocotă are țesuturi alternante de xilem și floem. O altă diferență marcată între cele două în ceea ce privește țesuturile xilemului este vasele xilemului. Rădăcinile Dicot au vase de xilem poligonale sau unghiulare, în timp ce rădăcinile monocot au ovale sau rotunjite. Elementele xilem-floem sunt mai puține în rădăcinile dicot (de obicei 2 până la 6) decât în rădăcinile monocot (de obicei 8 sau mai multe).

în afară de rădăcini, dicotul și monocotul au diferențe aparente în tulpini. Fasciculele vasculare (adică un pachet vascular constă din țesuturi de floem și xilem, plus cambiu vascular) ale unei tulpini monocot sunt împrăștiate, în timp ce în tulpinile dicot sunt aranjate într-un model inelar. Mai mult, dicotile au o creștere secundară. În tulpinile lor, ele formează inele de creștere (inele anuale). Astfel, acest lucru duce la un subgrup de dicots: dicots erbacee (de exemplu, tulpini de floarea soarelui) și dicots lemnoase (de exemplu, tulpini de copac cu pădure).

în plantele lemnoase, se produc două tipuri de xileme: (1) xilem primar și (2) xilem secundar. Xilemul primar este responsabil pentru creșterea primară sau creșterea lungimii. Xilemul secundar (numit și lemn) este pentru creșterea secundară, care este creșterea circumferinței.angiospermele nu sunt singurele care produc lemn (xilem secundar). Gimnospermele produc, de asemenea, Lemn. Lemnul angiosperm se numește lemn de esență tare, în timp ce lemnul gimnosperm se numește lemn de esență moale. Numele se datorează faptului că lemnul de esență tare este mai compact și mai dens decât lemnul de esență moale. Dacă vă amintiți, angiospermele au vase xilem în afară de traheide. Majoritatea gimnospermelor au doar traheide. Astfel, acest lucru face ca multe lemn de esență tare să fie mai dense decât rasinoase. Cu toate acestea, există excepții. Tisa și pini longleaf sunt rasinoase, care sunt extrem de durabile și mai greu decât multe alte lemn de esență tare.

tipuri de xilem

pe baza structurii, dezvoltării, funcției și rolului țesutului xilem, biologii au împărțit xilemul împărțit în două tipuri principale, adică primar și secundar. Aceste două tipuri de xilem îndeplinesc aceeași funcție și sunt clasificate după tipul de creștere pentru formarea lor.

xilem primar

creșterea primară a formării plantelor de xilem primar are loc la vârfurile tulpinilor, rădăcinilor și mugurilor de flori. De asemenea, xilemul primar ajută planta să crească mai înaltă și face rădăcinile mai lungi. Astfel, apare mai întâi în sezonul de creștere, deci aceasta se numește creștere primară. Scopul xilemului primar și secundar este de a transporta apă și substanțe nutritive.

xilem secundar

odată cu creșterea secundară a plantei, se formează xilem secundar care ajută planta să se lărgească în timp. Un exemplu de creștere secundară a plantelor este trunchiurile largi de copaci. Se întâmplă în fiecare an după creștere. În plus, xilemul secundar dă inele întunecate care determină vârsta copacilor.

structura xilemului

xilemul este format din patru tipuri de elemente: (1) vase xilem, (2) traheide, (3) fibre xilem și (4) parenchim xilem.

vasele xilem

vasele xilem sunt prezente în angiosperme. Ele au o structură cilindrică lungă și au un aspect asemănător tubului. Pereții conțin o cavitate centrală mare, iar pereții sunt lignificați. Ei își pierd protoplasma și, prin urmare, sunt morți, la maturitate. Acestea conțin multe celule (membri ai vaselor) care sunt interconectate printr-o perforație în pereții comuni. Ele sunt implicate în conducerea apei, a mineralelor și conferă rezistență mecanică plantei.

traheide

acestea sunt moarte și sunt celule tubulare cu capăt conic. Ele se găsesc în gimnospermă și angiospermă. Aceste celule au un perete celular lignificat gros și nu au protoplasmă. Funcția principală pe care o îndeplinesc este transportul de apă și minerale.

fibre xilem

acestea sunt celule moarte care conțin lumen central și pereți lignificați; ele oferă suport mecanic instalației și sunt responsabile pentru transportul apei.

xylem parenchimul

celulele xilemului numite celule parenchimatoase stochează material alimentar și sunt considerate celulele vii ale xilemului. Mai mult, acestea ajută la transportul redus la distanță al apei. De asemenea, ele sunt implicate în depozitarea carbohidraților, a grăsimilor și a conducerii apei.

principalele caracteristici ale parenchimului xilem sunt următoarele:

• celulele vii ale xilemului
• peretele celular este întotdeauna celulozic și subțire.
• conține nucleu proeminent și protoplast
• celulele sunt incolore și au vacuole mari.
• atât xilemul primar, cât și cel secundar conțin celule parenchimatoase vii.
• componentele celulelor parenchimului, cum ar fi grăsimile și proteinele, variază sezonier.
• ele pot fi subdivizate prin SEPTURI și se compun din celule parenchimatoase care conțin cristale care au pereți lignificați.
• parenchimul xilemului constă, de asemenea, din cloroplaste care sunt prezente în angiosperme, plante lemnoase și plante erbacee.
• vasele formează creșteri numite „tiloze” sunt alături de celulele parenchimului axial și de raze.
• celulele parenchimului sunt denumite „celule de contact”, care dau naștere la tiloze.
• nucleul și citoplasma celulelor parenchimului xilem migrează în tiloze.
• Tilozele se pot dezvolta stoca o varietate de substanțe.
• Tiloza s-ar putea diferenția în sclereide.

funcțiile majore ale parenchimului xilem sunt următoarele:

• parenchimul xilem conduce apa într-o direcție ascendentă prin celula parenchimatoasă.
• stochează substanțele nutritive alimentare sub formă de grăsimi, tanini, cristale și amidon.
• prin creșterea numită tiloză conectează celulele parenchimatoase ale xilemului la vase sau traheide.
• în timpul unei secete sau infecții, țesuturile vasculare sunt protejate de tiloze.
• celulele parenchimale ale xilemului sunt implicate în incapacitatea de întreținere a transportului xilemului.
• cavitație sau embolie, adică blocarea cavității xilemului este menținută de xilemul parenchimului care ajută la continuarea funcțiilor traheidelor și vaselor.

caracteristicile țesutului xilem

structura xilemului poate fi înțeleasă prin tipurile sau diviziunile celulelor xilem, inclusiv celulele fibrelor, celulele parenchimului și elementele traheare.

• celulele parenchimului sunt fibre lungi și formează părțile moi ale corpului plantei.
• aceste celule parenchimatoase oferă suport celulelor xilemului.
• elementele Traheare sunt celule moarte care devin fire goale pentru a lăsa apa și mineralele să curgă prin ele.
• ambele vase și traheide (elemente traheare) sunt goale, alungite și înguste. Cu toate acestea, vasele sunt mai specializate decât traheidele pentru a ajuta la curgerea sevei de xilem.
• vasele conțin, de asemenea, plăci de perforare care ajută la conectarea diferitelor elemente ale vaselor într-o singură foaie continuă de vase.
• Xylem conține, de asemenea, mai multe forme de îngroșări, care se găsesc în diferite modele, inele și altele pentru a maximiza suportul structural al plantelor.
• xilemul apare sub formă de stea atunci când este observat la microscop.

funcția Xylem

Xylem transportă apă și minerale dizolvate, precum și oferă suport mecanic instalației. De asemenea, transmit semnale fitohormonale în corpul plantei. Forțele coezive dintre moleculele de apă funcționează ca o cale de legătură pentru conducerea apei în sistemul vascular xilem. Mai jos sunt funcțiile precise ale xilemului.

• suport: Xylem oferă suport și rezistență părților unei plante, inclusiv țesuturilor și organelor, pentru a menține structura plantei și pentru a preveni îndoirea plantelor.
• xylem sap: sistemul vascular Xylem constă din tuburi lungi care permit curgerea apei, a ionilor organici dizolvați și a nutrienților din apă (numită și xylem sap).
• celule xilem: celulele pentru transportul apei sunt de obicei moarte și, prin urmare, procesul de conducere are loc pasiv.
• transport pasiv: datorită transportului pasiv, procesul de conducere nu necesită nicio formă de energie.
• acțiune capilară: procesul de conducere a sevei de xilem împotriva gravitației din plantă este cunoscut sub numele de acțiune capilară. De asemenea, procesul are loc atunci când forțele de coeziune a apei și tensiunea superficială deplasează seva xilemului în sus.
• suport suplimentar: pe măsură ce plantele cresc mai înalte, xilemul se dezvoltă, de asemenea, pentru a oferi sprijin plantei și pentru a permite transportul apei și mineralelor către organele plantei prezente în regiunile superioare.

cum funcționează xylem?

cum transportă apa xylem? Teoria coeziunii-adeziune este ipoteza care încearcă să explice modul în care apa călătorește în sus prin plantă împotriva gravitației. Transpirația în plante este un factor major care determină apa să se deplaseze în sus pentru a înlocui apa care a fost pierdută prin evaporare. Xylem alege apa din rădăcini pentru a se transfera în alte părți ale plantelor. Mai multe celule sunt implicate în procesul de conducere sau transport al apei.

Citește: lecția de reglare a apei din plante (tutorial gratuit)

elementele Traheare (inclusiv vasele și traheidele) sunt celule moarte după atingerea maturității. Prin urmare, acționează pasiv pentru transportul pe apă. Apa ajunge în sus de la rădăcini spre tulpină și frunze pe baza a doi factori: presiunea rădăcinii și tragerea transpirațională.

• presiunea rădăcinii: Se produce datorită osmozei (mișcarea apei din zona de concentrație ridicată în zona de concentrație scăzută) care lasă apa din sol sau sol în rădăcini.
• pull Transpirational: tensiunea superficială trage apa în sus în xilem cauzată de pierderea apei prin procesul de transpirație din frunze.

evoluția xilemului

în urmă cu aproximativ 400 de milioane de ani, xilemul a fost dezvoltat în plante datorită adaptării la cerințele de mediu. Producția de alimente prin fotosinteză se caracterizează prin absorbția apei și dioxidul de carbon. Când plantele au colonizat pământul, au dezvoltat un sistem de transport mai avansat care le crește șansele de supraviețuire pe teren. În cele din urmă, plantele au dezvoltat structuri avansate, cum ar fi sistemul vascular xilem. Concentrația de apă n planta redus prin procesul de transpirational (care are loc prin stomate luând dioxid de carbon și apă afară). După cum sa explicat în secțiunea anterioară, această transpirație a ajutat la tragerea apei în corpul plantei împotriva gravitației.

procesul de dezvoltare a xilemului

dezvoltarea xilemului se caracterizează prin celulele meristemului lateral bifacial și cambiul vascular care produce xilemul secundar (precum și floemul secundar). Mai mult, dezvoltarea xilemului se schimbă de la o formă la alta. Termeni diferiți sunt folosiți pentru a descrie dezvoltarea xilemului. Sunt exarh, endarh, mesarh și centrarh.

• Centrarch: xilemul primar se dezvoltă spre exterior din cilindrul produs în mijlocul tulpinii; astfel, metaxilemul înconjoară protoxilemul. De exemplu, mai multe plante terestre au o formă centrarchidă de dezvoltare.
• Exarh: xilemul este dezvoltat spre interior din partea exterioară atunci când xilemul primar este mai mult de unul în rădăcini sau tulpini. Prin urmare, metaxilemul este aproape de centru, în timp ce protoxilemul se formează în apropierea limitei. De exemplu, xilemul plantelor vasculare are o formă exarhică de dezvoltare.
• Endarch: xilemul se dezvoltă din partea interioară și se mișcă spre exterior; astfel, protoxilemul s-a format în apropierea centrului, iar metaxilemul s-a format aproape de graniță. De exemplu, tulpinile plantei de semințe prezintă o formă de dezvoltare endarch.
• Mesarch: xilemul se dezvoltă în fiecare direcție din Centrul catenei xilemului primar. Cu toate acestea, metaxilemul a ocupat atât zonele de graniță, cât și cele centrale, lăsând protoxilemul între ele. De exemplu, tulpinile și frunzele de ferigă au o formă de dezvoltare mesarch.

țesutul xilem este format din celule meristem, cum ar fi cele din cambiul vascular și procambiu. Fazele de dezvoltare și creștere a țesuturilor xilem pot fi distinse în două faze. * Prima fază este, de asemenea, cunoscută sub numele de creștere primară, care se caracterizează prin diferențierea xilemului primar de celulele provenite din procambiu. A doua fază, cunoscută și sub numele de creștere secundară, se caracterizează prin generarea de xilem secundar printr-un meristem lateral.

părțile în creștere și în curs de dezvoltare ale plantei conțin xilem primar constând din vase de metaxilem și protoxilem. În primele faze ale dezvoltării xilemului, protoxilemul s-a schimbat într-un metaxilem. Aceste vase de xilem (protoxilem și metaxilem) pot fi diferențiate pe baza diametrului și modelului peretelui celular (secundar) la nivel morfologic. În primul rând, protoxilemul este un vas îngust format din celule mici cu pereți celulari care conțin îngroșări precum helice sau inele. Celulele protoxilemului se dezvoltă și cresc împreună cu alungirea rădăcinilor sau tulpinilor. În al doilea rând, metaxilemul are dimensiuni mai mari, cu îngroșări în scalariform (în formă de scară) sau fără sâmburi (în formă de foaie). După perioada de alungire, când celulele nu cresc în dimensiune, metaxilemul își finalizează dezvoltarea. Astfel, xilemul format cuprinde celule moarte care acționează ca fire goale pentru a conduce apa și mineralele dizolvate. Conform cercetărilor, dezvoltarea xilemului poate fi îmbunătățită prin inginerie genetică pentru a obține rezultatele dorite.

• Myburg, a, Yadun, S.& Sederoff, R. (2013). Structura și funcția Xylem. Biblioteca online Wiley. 10.1002/9780470015902.
• Foster, A. S.& Gifford, E. M. (1974). Morfologia comparativă a plantelor vasculare (ediția a 2-a.).W. H. Freeman. 55–56. 978-0-7167-0712-7.
• Taylor, T. N., Taylor, E. L., & Krings, M. (2009). Paleobotania, Biologia și evoluția plantelor fosile (ediția a 2-a.). Amsterdam; Boston: Academic Press. 207-212. 978-0-12-373972 –
• R Oktivi Oktika, K., Ursache, R., Hej Oktko, J., & helariutta, Y. (2015). Dezvoltarea xilemului – de la leagăn până la mormânt. Fundația New phytologist. 10.1111 / nph.13383