Informacija

1.4.11.7: Uvod u biljne strukture - biologija

1.4.11.7: Uvod u biljne strukture - biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Što ćete naučiti učiniti: identificirati osnovne uobičajene strukture biljaka

Dok su pojedine biljne vrste jedinstvene, sve dijele zajedničku strukturu: biljno tijelo koje se sastoji od stabljike, korijena i listova. Dublje od toga, sve biljke imaju istu vrstu stanica (zapamtite da se biljne stanice razlikuju od životinjskih!), koje omogućuju krute strukture koje se nalaze u biljkama.

U ovom ćemo odjeljku naučiti kako se te različite strukture spajaju u jedinstvene biljke.


Bilje

Botanika je proučavanje biljaka. Učenici na satu opće biologije obično moraju naučiti osnovni oblik i funkciju biljaka. Stranice za bojanje izvrstan su resurs za podučavanje anatomije biljaka.

Bojenje cvijeta – obojite dijelove cvjetnog prašnika, tučka, jajnika, latica
Bojanje listova – strukture boja ksilem, floem, omotač snopa, epiderma itd.
Usporedba jednosobne i dvosobne – bojanje s pojmovima i pitanjima
Photosystem Coloring – prikazuje PSI i PSII, i ETC, boje strukture

Botanika Wordsearch – biljni pojmovi
Identifikacija stabala – terminologija listova (alternativno u odnosu na jednostavno) i ključ za prepoznavanje stabala srednjeg zapada
Internetska stranica Tree Rings – o dendrologiji, s pitanjima

Gdje biljke dobivaju hranu – uzgajaju biljke, vagaju tlo i opovrgavaju da biljke konzumiraju tlo
Plant Hormones – laboratorij istražuje učinke giberelinske kiseline na rast

Simulacija fotosinteze – mjeri stope proizvodnje ATP-a uz mijenjanje intenziteta svjetlosti i razine CO2
Simulator vodene trave – kontrolira svjetlost i količine CO2 te promatra brzinu fotosinteze

Brzina fotosinteze – koristeći sodu bikarbonu, elodeu i svjetlo, izmjerite mjehuriće kako biste vidjeli koliko brzo biljka fotosintetizira i otpušta kisik
Istraživanje: fotosinteza – ovaj laboratorij koristi lisne diskove koji plutaju kako bi ukazali na fotosintezu. Učenici istražuju čimbenike koji utječu na fotosintezu. (AP Lab)

Odvajanje biljnih pigmenata – identificirati biljne pigmente odvajanjem i izolacijom pigmenata pomoću tankoslojne papirnate kromatografije.

Označavanje fotosustava – slika koja prikazuje fotosustav I i II i lanac prijenosa elektrona, učenici označavaju dijelove sustava

Fluorescencija klorofila – izrežite list špinata i dodajte etanol da vidite kako klorofil postaje crven pod crnim svjetlom

Istraživanje lisnih stomata – usporedi puči biljaka držanih na svjetlu i tami

Troše li biljke ili ispuštaju CO2 – koristeći fenol crveno kao indikator, boje u epruveti će se promijeniti kako biljka otpušta kisik i troši ugljični dioksid.

Traži se pomoć – opisi radnih mjesta u postrojenjima (oglasi), učenici pogađaju koja je struktura najprikladnija
Transpiration Lab – mjeri stope gubitka vode u biljkama koje se drže u različitim uvjetima
Inhibitori klijanja – mjere stope klijanja u rajčicama
Pokusi klijanja sjemena – učenici istražuju koji čimbenici utječu na klijanje


Kako biljke rastu

Slika 1. Mora postojati područje rasta, slično onome kako kosti na vašim prstima, rukama i nogama rastu duže. Postoji, i zove se apikalni meristem, koji je ovdje prikazan.

Većina biljaka nastavlja rasti tijekom života. Kao i drugi višestanični organizmi, biljke rastu kombinacijom rasta stanica i diobe stanica. Rast stanica povećava veličinu stanice, dok dioba stanica (mitoza) povećava broj stanica. Kako biljne stanice rastu, one se također specijaliziraju za različite tipove stanica putem stanične diferencijacije. Jednom kada se stanice diferenciraju, više se ne mogu dijeliti. Kako biljke nakon toga rastu ili zamjenjuju oštećene stanice?

Ključ za kontinuirani rast i popravak biljnih stanica je meristem. Meristem je vrsta biljnog tkiva koje se sastoji od nediferenciranih stanica koje se mogu nastaviti dijeliti i diferencirati.

Apikalni meristemi nalaze se na vrhu ili vrhu korijena i pupova, omogućujući korijenu i stabljikama da rastu u duljinu, a listovima i cvjetovima da se razlikuju. Korijenje i stabljike rastu u duljinu jer meristem dodaje tkivo "iza" sebe, neprestano se probijajući dalje u zemlju (za korijenje) ili u zrak (za stabljike). Često će apikalni meristem jedne grane postati dominantan, potiskujući rast meristema na drugim granama i dovodeći do razvoja jednog debla. U travama, meristemi u podnožju lisnih ploški omogućuju ponovni rast nakon ispaše biljojeda – ili košnje kosilicama.

Apikalni meristemi se razlikuju u tri osnovna tipa meristemskog tkiva koji odgovaraju trima vrstama tkiva: protoderm proizvodi novu epidermu, prizemni meristem proizvodi prizemno tkivo, a prokambij proizvodi novi ksilem i floem. Razmatraju se ove tri vrste meristema primarni meristem jer omogućuju rast u dužinu ili visinu, što je poznato kao primarni rast.

Slika 2. Mikrofotografija vrha korijena graha pokazuje brzo dijeljeno apikalno meristemsko tkivo odmah iza klobuka korijena. Mogu se uočiti brojne stanice u različitim stadijima mitoze.

Sekundarni meristemi dopustiti rast u promjeru (sekundarni rast) u drvenastim biljkama. Zeljaste biljke nemaju sekundarni rast. Dvije vrste sekundarni meristem oboje su imenovani kambijum, što znači "razmjena" ili "promjena". Vaskularni kambijproizvodi sekundarni ksilem (prema središtu stabljike ili korijena) i floem (prema vanjskoj strani stabljike ili korijena), dodajući rast promjeru biljke. Ovaj proces proizvodi drvo i stvara čvrsta stabla drveća. Pluta kambijleži između epiderme i floema, a epidermu korijena i stabljike zamjenjuje korom, čiji je jedan sloj pluta.

Slika 3. Primarni i sekundarni rast

Drvenaste biljke rastu na dva načina. Primarni rast dodaje duljinu ili visinu, posredovano tkivom apikalnog meristema na vrhovima korijena i izbojaka — što je teško jasno prikazati u dijagramima poprečnog presjeka. Sekundarni rast dodaje promjeru stabljike ili korijena vaskularni kambij dodaje ksilem (iznutra) i floem (van), a pluteni kambij zamjenjuje epidermu korom.

Pogledajte ovaj ubrzani video o rastu biljaka. Imajte na umu da u videu nema naracije.

Ukratko: Kako biljke rastu

Većina biljaka nastavlja rasti sve dok žive. Oni rastu kombinacijom rasta stanica i stanične diobe (mitoza). Ključ rasta biljaka je meristem, vrsta biljnog tkiva koje se sastoji od nediferenciranih stanica koje se mogu nastaviti dijeliti i diferencirati. Meristem omogućuje da stabljike i korijenje biljaka rastu duže (primarni rast) i šire (sekundarni rast).


Sadržaj

Klijanje peludi ima tri stupnja hidratacije, aktivacije i nicanja peludnih cijevi. Peludno zrno je jako dehidrirano tako da mu se smanjuje masa, što mu omogućuje lakši transport s cvijeta na cvijet. Klijanje se događa tek nakon rehidracije, čime se osigurava da ne dođe do prijevremenog klijanja u prašnici. Hidratacija omogućuje plazma membrani peludnog zrna da se reformira u svoju normalnu dvoslojnu organizaciju osiguravajući učinkovitu osmotsku membranu. Aktivacija uključuje razvoj aktinskih filamenata u cijeloj citoplazmi stanice, koji se na kraju koncentriraju na mjestu iz kojeg će izaći peludna cijev. Hidratacija i aktivacija nastavljaju se kako peludna cijev počinje rasti. [5] Kod četinjača, reproduktivne strukture nose se na češerima. Češeri su ili peludni češeri (muški) ili ovulacijski češeri (ženke), ali neke vrste su jednodomne, a druge dvodomne. Peludni konus sadrži stotine mikrosporangija koje se prenose (ili nose) reproduktivnih struktura zvanih sporofili. Matične stanice spora u mikrosporangiji dijele se mejozom i tvore haploidne mikrospore koje se dalje razvijaju dvjema mitotičkim diobama u nezrele muške gametofite (peludna zrna). Četiri rezultirajuće stanice sastoje se od velike stanice cijevi koja tvori peludnu cijev, generativne stanice koja će proizvesti dva spermija mitozom i dvije protalijske stanice koje degeneriraju. Ove stanice sadrže vrlo reduciran mikrogametofit, koji se nalazi unutar rezistentnog

Vjetar raspršuje peludnu zrnca do ženskog, ovulatnog konusa koji se sastoji od mnogih preklapajućih ljuski (sporofili, a time i megasporofili), od kojih svaka štiti dvije ovule, od kojih se svaka sastoji od megasporangija (nucelusa) omotanog u dva sloja. tkiva, integumenta i kupule, koji su izvedeni iz visoko modificiranih grana golosjemenjača predaka. Kada se polenovo zrno spusti dovoljno blizu vrha jajne stanice, ono se uvlači kroz mikropil (pora u integumentima koji pokrivaju vrh sjemenke) često pomoću kapi tekućine poznate kao oprašivačka kap. Pelud ulazi u peludnu komoru blizu nucelusa i tamo može čekati godinu dana prije nego što proklija i formira polenovu cijev koja raste kroz stijenku megasporangija (=nucellus) gdje se događa oplodnja. Tijekom tog vremena, matična stanica megaspore dijeli se mejozom i formira četiri haploidne stanice, od kojih tri degeneriraju. Preživjela se razvija kao megaspora i više puta se dijeli kako bi formirala nezreli ženski gametofit (jajna vrećica). Dvije ili tri arhegonije koje sadrže jaje tada se razvijaju unutar gametofita. U međuvremenu, u proljeće druge godine mitozom tjelesne stanice muškog gametofita nastaju dvije spermije. Peludna cijev se izdužuje i probija i raste kroz stijenku megasporangija i isporučuje stanice sperme ženskom gametofitu unutra. Oplodnja se događa kada jezgra jedne od spermija uđe u jajnu stanicu u arhegoniju megagametofita. [6]

Kod cvjetnica prašnici cvijeta mejozom proizvode mikrospore. Oni prolaze kroz mitozu i formiraju muške gametofite, od kojih svaki sadrži dvije haploidne stanice. U međuvremenu, ovule mejozom proizvode megaspore, daljnjom diobom formiraju se ženski gametofiti, koji su jako reducirani, a svaka se sastoji od samo nekoliko stanica, od kojih je jedna jaje. Kada se polenovo zrno prilijepi za stigmu ploda, ono klija, razvijajući peludnu cijev koja raste kroz tkiva stila, ulazeći u ovulu kroz mikropil. Kada cijev dođe do jajne vrećice, dvije spermije prolaze kroz nju u ženski gametofit i dolazi do oplodnje. [7]

Oprašivanje može biti biotičko ili abiotično. Biotičko oprašivanje se oslanja na žive oprašivače koji prebacuju pelud s jednog cvijeta na drugi. Abiotsko oprašivanje se oslanja na vjetar, vodu ili čak kišu. Oko 80% kritosjemenjača oslanja se na biotičko oprašivanje. [8]

Abiotic Edit

Abiotsko oprašivanje koristi nežive metode kao što su vjetar i voda za premještanje peludi s jednog cvijeta na drugi. To omogućuje biljci da energiju troši izravno na pelud, a ne na privlačenje oprašivača cvjetovima i nektarom.

Po vjetru Uredi

Oko 98% abiotskog oprašivanja je anemofilija, oprašivanje vjetrom. To je vjerojatno nastalo zbog oprašivanja kukcima, najvjerojatnije zbog promjena u okolišu ili dostupnosti oprašivača. [9] [10] [11] Prijenos peludi je učinkovitiji nego što se prije mislilo da su biljke koje se oprašuju vjetrom razvile da imaju specifične visine, uz specifične cvjetne, prašnike i stigme položaje koji potiču učinkovito širenje i prijenos peludi. [12]

Vodom Uredi

Oprašivanje vodom, hidrofilnost, koristi vodu za prijenos peludi, ponekad kao cijeli prašnici mogu putovati po površini vode kako bi prenijeli suhi pelud s jednog cvijeta na drugi. [13] U Vallisneria spiralis, neotvoreni muški cvijet ispliva na površinu vode, te se, kad dostigne površinu, otvori i plodni prašnici strše naprijed. Ženski cvijet, također plutajući, ima stigmu zaštićenu od vode, dok su mu sepali blago udubljeni u vodu, omogućujući muškim cvjetovima da se spuste. [13]

Po kiši Uredi

Kišno oprašivanje koristi mali postotak biljaka. Jaka kiša obeshrabruje oprašivanje kukcima i oštećuje nezaštićene cvjetove, ali sama može raspršiti pelud prikladno prilagođenih biljaka, kao npr. Ranunculus flammula, Narthecium ossifragum, i Caltha palustris. [14] U tim biljkama, višak kiše odvodi dopuštajući plutajućem peludi da dođe u kontakt sa stigmom. [14] Kod nekih orhideja dolazi do ombrofilije, a prskanje kišnice uzrokuje uklanjanje poklopca prašnika, što omogućuje izlaganje peludi. Nakon izlaganja, kišne kapi uzrokuju da se pelud puca prema gore, kada ih šiljka povuče natrag, a zatim padne u šupljinu stigme. Dakle, za orhideju Acampe rigida, to omogućuje biljci da se samooprašuje, što je korisno kada se smanji broj biotičkih oprašivača u okolišu. [15]

Prebacivanje metoda Uredi

Moguće je da biljka ima različite metode oprašivanja, uključujući i biotičko i abiotsko oprašivanje. Orhideja Oeceoclades maculata koristi i kišu i leptire, ovisno o uvjetima okoline. [16]

Biotic Edit

Češće, oprašivanje uključuje oprašivače (koji se također nazivaju peludnim vektorima): organizme koji nose ili pomiču peludna zrna s prašnika jednog cvijeta do receptivnog dijela ploda ili tučka (stigme) drugog. [17] Između 100.000 i 200.000 vrsta životinja djeluju kao oprašivači 250.000 vrsta cvjetnica u svijetu. [18] Većina ovih oprašivača su kukci, ali oko 1500 vrsta ptica i sisavaca posjećuje cvijeće i može prenositi pelud između njih. Osim ptica i šišmiša koji su najčešći posjetitelji, to su majmuni, lemuri, vjeverice, glodavci i oposumi. [18]

Entomofilija, oprašivanje kukcima, često se javlja na biljkama koje su razvile obojene latice i jak miris kako bi privukle insekte kao što su pčele, ose i povremeno mravi (Hymenoptera), kornjaši (Coleoptera), moljci i leptiri (Lepidoptera) i muhe ( Diptera). Postojanje oprašivanja kukcima datira još iz doba dinosaura. [19]

U zoofiliji, oprašivanje obavljaju kralježnjaci poput ptica i šišmiša, posebice kolibri, sunčanice, lovci na pauke, medojedi i voćni šišmiši. Ornitofilija ili oprašivanje ptica je oprašivanje cvjetnica pticama. Kiropterofilija ili oprašivanje šišmiša je oprašivanje cvjetnica šišmišima. Biljke prilagođene korištenju šišmiša ili moljaca kao oprašivača obično imaju bijele latice, jak miris i cvjetaju noću, dok biljke koje koriste ptice kao oprašivače imaju tendenciju da proizvode obilan nektar i imaju crvene latice. [20]

Oprašivači insekata kao što su pčele medonosne (Apis spp.), [21] bumbari (Bombus spp.), [22] [23] i leptiri (npr. Thymelicus flavus) [24] uočeno je da sudjeluju u postojanosti cvjetova, što znači da je vjerojatnije da će prenijeti pelud na druge biljke koje su specifične. [25] To može biti korisno za oprašivače, budući da postojanost cvjetova sprječava gubitak peludi tijekom međuvrsnih letova i da oprašivači začepljuju stigme s polenom drugih cvjetnih vrsta. Također povećava vjerojatnost da će oprašivač pronaći produktivne cvjetove lako dostupne i prepoznatljive po poznatim tragovima. [26]

Neki cvjetovi imaju specijalizirane mehanizme za hvatanje oprašivača kako bi se povećala učinkovitost. [27] Ostalo cvijeće privući će oprašivače mirisom. Primjerice, pčelinje vrste kao npr Euglossa cordata na ovaj način privlače orhideje, te se sugerira da će se pčele opijeti tijekom ovih posjeta cvjetovima orhideja, koji traju i do 90 minuta. [28] Međutim, općenito, biljke koje se oslanjaju na vektore peludi imaju tendenciju da se prilagode svojoj određenoj vrsti vektora, na primjer vrste koje se oprašuju dnevno obično su jarke boje, ali ako ih uglavnom oprašuju ptice ili specijalizirani sisavci, obično su veće i imaju veće nagrade za nektar od vrsta koje se strogo oprašuju kukcima. Oni također imaju tendenciju širiti svoje nagrade na dulje razdoblje, budući da imaju duge sezone cvatnje, njihovi bi specijalisti oprašivači vjerojatno gladovali da je sezona oprašivanja prekratka. [27]

Što se tiče vrsta oprašivača, poznati su oprašivači gmazova, ali oni u većini ekoloških situacija čine manjinu. Najčešći su i ekološki najznačajniji u otočnim sustavima, gdje populacije kukaca, a ponekad i ptica mogu biti nestabilne i manje bogate vrstama. Prilagodba na nedostatak životinjske hrane i pritisak grabežljivaca mogla bi stoga pogodovati gmazovima da postanu biljojedi i skloniji hraniti se peludom i nektarom. [29] Čini se da većina vrsta guštera u obiteljima za koje se čini da su značajne u oprašivanju nose pelud samo usputno, posebno veće vrste kao što su Varanidae i Iguanidae, ali posebno nekoliko vrsta Gekkonidae su aktivni oprašivači, a tako je barem jedna vrsta Lacertidae, Podarcis lilfordi, koji oprašuje različite vrste, a posebno je glavni oprašivač Euphorbia dendroides na raznim mediteranskim otocima. [30]

Sisavci se općenito ne smatraju oprašivačima, ali neki glodavci, šišmiši i tobolčari su značajni oprašivači, a neki su čak i specijalizirani za takve aktivnosti. U Južnoj Africi određene vrste Protea (posebno Protea humiflora, P. amplexicaulis, P. subulifolia, P. decurrens i P. cordata) prilagođeni su oprašivanju glodavcima (osobito Cape Spiny Mouse, Acomys subspinosus) [31] i slonove rovke (Elephantulus vrsta). [32] Cvjetovi se nose blizu zemlje, mirišu na kvasac, nisu šareni, a ptice sunca odbijaju nektar s visokim sadržajem ksiloze. Miševi očito mogu probaviti ksilozu i jedu velike količine peludi. [33] U Australiji je pokazano oprašivanje letećim, klizećim i zemaljskim sisavcima. [34] Primjeri vektora peludi uključuju mnoge vrste osa, koje prenose pelud mnogih biljnih vrsta, budući da su potencijalni ili čak učinkoviti oprašivači. [35]

Oprašivanje se može postići unakrsno oprašivanje ili samooprašivanjem:

  • Unakrsno oprašivanje, također tzv alogamija, nastaje kada se pelud isporučuje iz prašnika jednog cvijeta na stigmu cvijeta druge biljke iste vrste. [7] Biljke prilagođene za unakrsno oprašivanje imaju nekoliko mehanizama za sprječavanje samooprašivanja, reproduktivni organi mogu biti raspoređeni na takav način da je samooplodnja malo vjerojatna, ili prašnici i plodovi mogu sazrijevati u različito vrijeme. [7]
  • Samooprašivanje se događa kada pelud jednog cvijeta oprašuje isti cvijet ili druge cvjetove iste jedinke. [36] Smatra se da je evoluirao u uvjetima kada oprašivači nisu bili pouzdani vektori za prijenos peludi, a najčešće se viđa kod kratkotrajnih jednogodišnjih vrsta i biljaka koje koloniziraju nova mjesta. [37] Samooprašivanje može uključivati autogamija, gdje se pelud prenosi na ženski dio istog cvijeta odn geitonogamija, kada se pelud prenosi na drugi cvijet na istoj biljci. [38] Biljke prilagođene samooplodnji često imaju sličnu duljinu prašnika i plodišta. Biljke koje se mogu oprašiti same i proizvesti održivo potomstvo nazivamo samooplodnim. Biljke koje se ne mogu sami oploditi nazivaju se samosterilnim, što je uvjet koji zahtijeva unakrsno oprašivanje za proizvodnju potomstva. [38]
  • Kleistogamija: je samooprašivanje koje se događa prije nego se cvijet otvori. Pelud se oslobađa iz prašnika unutar cvijeta ili pelud na prašnici raste cijev niz stil do ovula. To je vrsta seksualnog uzgoja, za razliku od aseksualnih sustava kao što je apomiksis. Neki kleistogamna cvjetovi se nikad ne otvaraju, za razliku od hazmogamno cvjetovi koji se otvaraju i potom se oprašuju. Cleistogamni cvjetovi se nužno nalaze na samokompatibilnim ili samooplodnim biljkama. [39] Iako su određene orhideje i trave potpuno kleistogamne, druge biljke pribjegavaju ovoj strategiji u nepovoljnim uvjetima. Često može biti mješavina kleistogamnih i chasmogamnih cvjetova, ponekad na različitim dijelovima biljke, a ponekad u mješovitim cvatovima. Mljeveni grah stvara kleistogamne cvjetove ispod zemlje, a mješovite kleistogamne i chasmogamne cvjetove iznad. [40]

Geranium incanum, kao i većina pelargonija i pelargonija, odbacuje svoje prašnike, ponekad i prašnike, kao prepreku samooprašivanju. Ovaj mladi cvijet uskoro će otvoriti svoje prašnike, ali još nije u potpunosti razvio tučak.

Ove Geranium incanum cvjetovi su otvorili svoje prašnike, ali još ne i stigme. Obratite pažnju na promjenu boje koja oprašivačima signalizira da je spreman za posjete.

Ovaj Geranium incanum cvijet je bacio svoje prašnike i razvio vrhove tučka ne prihvaćajući pelud iz vlastitih prašnika. (Može, naravno, još uvijek primati pelud s mlađih cvjetova na istoj biljci.)

Procjenjuje se da je 48,7% biljnih vrsta ili dvodomno ili samonekompatibilno obvezno križanje. [41] Također se procjenjuje da oko 42% cvjetnica ima mješoviti sustav parenja u prirodi. [42] U najčešćim vrstama mješovitog sustava parenja, pojedinačne biljke daju jednu vrstu cvijeta, a plodovi mogu sadržavati samooprašivanje, križanje ili mješavinu vrsta potomstva.

Oprašivanje također zahtijeva razmatranje oprašivača, biljaka koje služe kao izvor peludi za druge biljke. Neke biljke jesu samokompatibilna (samooplodna) i mogu se oprašiti i oploditi. Druge biljke imaju kemijske ili fizičke prepreke za samooprašivanje.

U gospodarenju oprašivanjem u poljoprivredi i hortikulturi, dobar oprašivač je biljka koja daje kompatibilan, održiv i obilan pelud i cvjeta u isto vrijeme kao i biljka koja se oprašuje ili ima pelud koji se može pohraniti i koristiti kada je potrebno za oprašivanje željenog cvijeće. Hibridizacija je učinkovito oprašivanje između cvjetova različitih vrsta ili između različitih uzgojnih linija ili populacija. vidi također Heterosis.

Breskve se smatraju samooplodnim jer se komercijalni usjev može proizvesti bez unakrsnog oprašivanja, iako unakrsno oprašivanje obično daje bolji urod. Jabuke se smatraju samonekompatibilnim, jer se komercijalni usjev mora unakrsno oprašiti. Mnoge komercijalne sorte voćaka su cijepljeni klonovi, genetski identični. Plod voćnjaka jedne sorte je genetski jedna biljka. Mnogi uzgajivači sada to smatraju greškom. Jedno od načina za ispravljanje ove pogreške je cijepljenje grana odgovarajućeg polenizatora (općenito sorte jabuke) svakih šest stabala ili tako. [ potreban je citat ]

Prvi fosilni zapis za abiotsko oprašivanje potječe od biljaka nalik paprati u kasnom karbonu. Golosjemenke pokazuju dokaze za biotičko oprašivanje već u razdoblju trijasa. Mnoga fosilizirana zrna peludi pokazuju karakteristike slične biotički raspršenom peludi danas. Nadalje, sadržaj crijeva, strukture krila i morfologija usta fosiliziranih kornjaša i muha sugeriraju da su djelovali kao rani oprašivači. Povezanost kornjaša i kritosjemenjača tijekom ranog razdoblja krede dovela je do paralelnih zračenja kritosjemenjača i kukaca u kasnu kredu. Evolucija nektarija u cvjetovima iz kasne krede signalizira početak uzajamnosti između himenoptera i kritosjemenjača.

Pčele su dobar primjer uzajamnosti koja postoji između himenoptera i kritosjemenjača. Cvijeće pčelama osigurava nektar (izvor energije) i pelud (izvor proteina). Kada pčele idu od cvijeta do cvijeta skupljajući pelud, one također talože zrnca peludi na cvjetove i tako ih oprašuju. Dok su pelud i nektar, u većini slučajeva, najistaknutija nagrada dobivena od cvijeća, pčele također posjećuju cvijeće zbog drugih resursa kao što su ulje, miris, smola, pa čak i voskovi. [43] Procijenjeno je da pčele potječu s podrijetlom ili diverzifikacijom kritosjemenjača. [44] Osim toga, slučajevi koevolucije između pčelinjih vrsta i cvjetnica ilustrirani su specijaliziranim prilagodbama. Na primjer, duge noge su odabrane za in Rediviva neliana, pčela koja skuplja ulje iz Diascia capsularis, koje imaju dugu duljinu ostruga koje su odabrane za taloženje peluda na pčelu koja sakuplja ulje, a ona zauzvrat odabire još duže noge u R. neliana i opet duža dužina ostruga u D. capsularis je odabrana tako da kontinuirano pokreće međusobnu evoluciju. [45]

Najvažnije osnovne prehrambene kulture na planetu, poput pšenice, kukuruza, riže, soje i sirka [47] [48] oprašuju se vjetrom ili se samooprašuju. Uzimajući u obzir 15 najboljih usjeva koji su pridonijeli ljudskoj prehrani u 2013. godini, nešto više od 10% ukupne ljudske prehrane biljnih kultura (211 od 1916 kcal/osobi/dan) ovisi o oprašivanju kukcima. [47]

Upravljanje oprašivanjem je grana poljoprivrede koja nastoji zaštititi i poboljšati postojeće oprašivače i često uključuje kulturu i dodavanje oprašivača u monokulturnim situacijama, kao što su komercijalni voćnjaci. Najveći uspješan događaj oprašivanja na svijetu odvija se u kalifornijskim voćnjacima badema, gdje se gotovo polovica (oko milijun košnica) američkih medonosnih pčela svakog proljeća doprema kamionima u voćnjake badema. Urod jabuka u New Yorku zahtijeva oko 30.000 košnica. Urod borovnica u Maineu koristi oko 50.000 košnica svake godine. Američko rješenje za nedostatak oprašivača do sada je bilo da komercijalni pčelari postanu izvođači oprašivanja i da migriraju. Baš kao što kombajni prate žetvu pšenice od Teksasa do Manitobe, pčelari prate cvatnju od juga prema sjeveru, kako bi osigurali oprašivanje za mnoge različite usjeve. [ potreban je citat ]

U Americi se pčele donose u komercijalne zasade krastavaca, tikvica, dinja, jagoda i mnogih drugih kultura. Medonosne pčele nisu jedini oprašivači kojima se upravlja: nekoliko drugih vrsta pčela također se uzgajaju kao oprašivači. Pčela rezačica lucerne važan je oprašivač sjemena lucerne u zapadnim Sjedinjenim Državama i Kanadi. Bumbari se sve više uzgajaju i koriste za proizvodnju rajčice u staklenicima i drugih usjeva.

Ekološka i financijska važnost prirodnog oprašivanja kukcima za poljoprivredne kulture, poboljšavajući njihovu kvalitetu i količinu, sve se više cijeni i otvara nove financijske mogućnosti. Blizina šume ili divljih travnjaka s autohtonim oprašivačima u blizini poljoprivrednih kultura, kao što su jabuke, bademi ili kava, može poboljšati njihov prinos za oko 20%. Prednosti domaćih oprašivača mogu dovesti do toga da vlasnici šuma zahtijevaju plaćanje za svoj doprinos u poboljšanju rezultata usjeva – jednostavan primjer ekonomske vrijednosti ekoloških usluga. Poljoprivrednici također mogu uzgajati domaće usjeve kako bi promovirali domaće vrste oprašivača pčela kao što je prikazano s L. vierecki u Delawareu [49] i L. leukozonij u jugozapadnoj Virginiji. [50]

Američki institut za biološke znanosti izvještava da oprašivanje domaćih insekata godišnje uštedi poljoprivredno gospodarstvo Sjedinjenih Država gotovo 3,1 milijardu dolara godišnje kroz proizvodnju prirodnih usjeva [51] oprašivanje proizvodi oko 40 milijardi dolara vrijednih proizvoda godišnje samo u Sjedinjenim Državama. [52]

Oprašivanje prehrambenih usjeva postalo je ekološki problem, zbog dva trenda. Trend monokulture znači da su u vrijeme cvatnje potrebne veće koncentracije oprašivača nego ikad prije, no područje je siromašno ili čak smrtonosno za pčele do kraja sezone. Drugi trend je pad populacija oprašivača, zbog zlouporabe i prekomjerne uporabe pesticida, novih bolesti i parazita pčela, sječe sječe, opadanja pčelarstva, razvoja prigradskih naselja, uklanjanja živica i drugih staništa s farmi, te zabrinutosti javnosti za pčele. Široko rasprostranjeno prskanje komaraca iz zraka zbog straha od Zapadnog Nila uzrokuje ubrzanje gubitka oprašivača.

U nekim situacijama poljoprivrednici ili hortikulturisti mogu nastojati ograničiti prirodno oprašivanje kako bi dopustili uzgoj samo s preferiranim biljkama. To se može postići korištenjem vrećica za oprašivanje.

Poboljšanje oprašivanja u područjima s neoptimalnim gustoćama pčela Uredi

U nekim slučajevima potražnja uzgajivača za košnicama daleko premašuje raspoloživu ponudu. Broj upravljanih košnica u SAD-u stalno je opao sa blizu 6 milijuna nakon Drugog svjetskog rata, na manje od 2,5 milijuna danas. Nasuprot tome, površina posvećena uzgoju usjeva koje oprašuju pčele narasla je preko 300% u istom vremenskom razdoblju. Osim toga, u posljednjih pet godina došlo je do pada u zimskim držanim košnicama, što je doseglo neviđenu stopu gubitaka zajednica od blizu 30%. [53] [54] [55] [56] Trenutno postoji ogromna potražnja za iznajmljivanjem košnica koja se ne može uvijek zadovoljiti. U cijeloj poljoprivrednoj industriji postoji jasna potreba za alatom za upravljanje koji bi privukao oprašivače u uzgoj i potaknuo ih da preferencijalno posjećuju i oprašuju usjeve koji cvjetaju. Privlačenjem oprašivača poput medonosnih pčela i povećanjem njihovog ponašanja u potrazi za hranom, osobito u središtu velikih parcela, možemo povećati povrat uzgajivača i optimizirati prinos od njihovih zasada. ISCA Technologies, [57] iz Riverside California, stvorio je semiokemijsku formulaciju nazvanu SPLAT Bloom, koja mijenja ponašanje pčela medarica, potičući ih da posjećuju cvijeće u svakom dijelu polja.

Gubitak oprašivača, također poznat kao pad oprašivača (od kojih je poremećaj kolapsa kolonije možda najpoznatiji) primijećen je posljednjih godina. Ovaj gubitak oprašivača prouzročio je poremećaj u ranim procesima regeneracije biljaka kao što su raspršivanje sjemena i oprašivanje. Rani procesi regeneracije biljaka uvelike ovise o interakcijama biljaka i životinja, a zbog prekida tih interakcija ugrožena je biološka raznolikost i funkcioniranje ekosustava. [58] Oprašivanje životinjama pomaže u genetskoj varijabilnosti i raznolikosti unutar biljaka jer omogućuje izvankrižanje umjesto samokrižanja. Bez ove genetske raznolikosti nedostajalo bi osobina na koje bi prirodna selekcija djelovala za opstanak biljnih vrsta. Raspršivanje sjemena također je važno za sposobnost biljaka jer omogućuje biljkama da prošire svoju populaciju. Štoviše, omogućuje biljkama da pobjegnu iz okruženja koje se promijenilo i u kojem je postalo teško živjeti. Svi ovi čimbenici pokazuju važnost oprašivača za biljke, koji su značajan dio temelja za stabilan ekosustav. Ako samo nekoliko vrsta biljaka ovisi o Gubitak oprašivača je posebno poguban jer postoji toliko mnogo biljnih vrsta koje se oslanjaju na njih. Više od 87,5% kritosjemenjača, preko 75% tropskih vrsta drveća i 30-40% vrsta drveća u umjerenim regijama ovisi o oprašivanju i širenju sjemena. [58]

Čimbenici koji pridonose smanjenju oprašivača uključuju uništavanje staništa, pesticide, parazitizam/bolesti i klimatske promjene. [59] Destruktivniji oblici ljudskih poremećaja su promjene u korištenju zemljišta kao što su fragmentacija, selektivna sječa i pretvorba u sekundarno šumsko stanište. [58] Defaunacija plodoždera također je važan pokretač. [60] Ove promjene su posebno štetne zbog osjetljivosti procesa oprašivanja biljaka. [58] Istraživanja na tropskim palmama otkrila su da je defaunacija uzrokovala pad raspršivanja sjemena, što uzrokuje smanjenje genetske varijabilnosti u ovoj vrsti. [60] Uništavanje staništa poput fragmentacije i selektivne sječe uklanja područja koja su najoptimalnija za različite vrste oprašivača, čime se oprašivači uklanjaju prehrambeni resursi, mjesta gniježđenja i dovodi do izolacije populacija. [61] Učinak pesticida na oprašivače raspravlja se jer je teško odrediti da je jedan pesticid uzrok za razliku od mješavine ili drugih prijetnji. [61] Nije poznato uzrokuje li samo izlaganje štetu ili su trajanje i potencija također faktori. [61] Međutim, insekticidi imaju negativne učinke, kao u slučaju neonikotinoida koji oštećuju pčelinje zajednice. Mnogi istraživači vjeruju da su sinergijski učinci ovih čimbenika u konačnici štetni za populacije oprašivača. [59]

U poljoprivrednoj industriji klimatske promjene uzrokuju "krizu oprašivača". Ova kriza utječe na proizvodnju usjeva i povezane troškove, zbog smanjenja procesa oprašivanja. [62] Ovaj poremećaj može biti fenološki ili prostorni. U prvom slučaju, vrste koje se inače javljaju u sličnim godišnjim dobima ili vremenskim ciklusima, sada imaju različite odgovore na promjene okoliša i stoga više ne djeluju. Na primjer, drvo može cvjetati prije nego inače, dok se oprašivač može razmnožavati kasnije tijekom godine i stoga se dvije vrste više ne podudaraju u vremenu. Prostorni poremećaji nastaju kada dvije vrste koje bi inače dijelile istu distribuciju sada različito reagiraju na klimatske promjene i sele se u različite regije. [63] [64]

Primjeri zahvaćenih oprašivača Uredi

Najpoznatiji i najshvaćeniji oprašivač, pčele, korištene su kao glavni primjer opadanja oprašivača. Pčele su neophodne u oprašivanju poljoprivrednih kultura i divljih biljaka i jedan su od glavnih kukaca koji obavljaju ovu zadaću. [65] Od pčelinjih vrsta, pčela medarica odn Apis mellifera je najviše proučavano iu Sjedinjenim Državama, došlo je do gubitka od 59% kolonija od 1947. do 2005. [65] Smanjenje populacija medonosnih pčela pripisuje se pesticidima, genetski modificiranim usjevima, fragmentaciji, parazitima i bolesti koje su uvedene. [66] Fokus je bio na učincima neonikotinoida na populacije medonosnih pčela. Neonikotinoidni insekticidi su korišteni zbog svoje niske toksičnosti za sisavce, ciljne specifičnosti, niske stope primjene i širokog spektra djelovanja. Međutim, insekticidi se mogu probiti kroz biljku, što uključuje pelud i nektar. Zbog toga se pokazalo da u populacijama medonosnih pčela djeluje na živčani sustav i odnose u zajednicama. [66]

Leptiri su također patili zbog ovih izmjena. Leptiri su korisni ekološki pokazatelji jer su osjetljivi na promjene u okolišu kao što su godišnje doba, nadmorska visina i iznad svega ljudski utjecaj na okoliš. Populacije leptira bile su veće u prirodnim šumama, a niže na otvorenom. Razlog razlike u gustoći je činjenica da bi na otvorenom tlu leptiri bili izloženi isušivanju i grabežljivosti. Ova otvorena područja uzrokovana su uništavanjem staništa kao što je sječa drva, ispaša stoke i skupljanje drva za ogrjev. Zbog ovog uništenja može doći do smanjenja raznolikosti vrsta leptira, a poznato je da postoji korelacija u raznolikosti leptira i raznolikosti biljaka. [67]

Sigurnost hrane i pad oprašivača Uredi

Osim neravnoteže ekosustava uzrokovane padom oprašivača, može ugroziti sigurnost hrane. Oprašivanje je neophodno da bi biljke nastavile svoje populacije, a 3/4 biljnih vrsta koje pridonose opskrbi hranom u svijetu su biljke koje zahtijevaju oprašivače. [68] Oprašivači kukaca, kao i pčele, uvelike doprinose proizvodnji usjeva, ovi kukci oprašuju više od 200 milijardi dolara vrijednih vrsta usjeva. [61] Oprašivači su također bitni jer poboljšavaju kvalitetu usjeva i povećavaju genetsku raznolikost, što je neophodno u proizvodnji voća s nutritivnom vrijednošću i različitim okusima. [69] Usjevi koji za oprašivanje ne ovise o životinjama već o vjetru ili samooprašivanju, poput kukuruza i krumpira, udvostručili su se u proizvodnji i čine veliki dio ljudske prehrane, ali ne daju potrebne mikronutrijente. [70] Esencijalne hranjive tvari koje su neophodne u ljudskoj prehrani prisutne su u biljkama koje se oslanjaju na životinjske oprašivače. [70] Bilo je problema s nedostatkom vitamina i minerala i vjeruje se da će, ako se populacije oprašivača nastave smanjivati, ti nedostaci postati još izraženiji. [69]

Divlji oprašivači često posjećuju veliki broj biljnih vrsta, a biljke posjećuje veliki broj vrsta oprašivača. Svi ti odnosi zajedno tvore mrežu interakcija između biljaka i oprašivača. Iznenađujuće sličnosti pronađene su u strukturi mreža koje se sastoje od interakcija između biljaka i oprašivača. Utvrđeno je da je ova struktura slična u vrlo različitim ekosustavima na različitim kontinentima, koji se sastoje od potpuno različitih vrsta. [71]

Struktura mreža oprašivača biljaka može imati velike posljedice na način na koji zajednice oprašivača reagiraju na sve teže uvjete. Matematički modeli, koji ispituju posljedice ove mrežne strukture na stabilnost zajednica oprašivača, sugeriraju da specifičan način na koji su mreže oprašivača biljke organizirane minimizira natjecanje između oprašivača [72] i može čak dovesti do snažnog neizravnog olakšavanja između oprašivača kada su uvjeti teški. . [73] To znači da vrste oprašivača zajedno mogu preživjeti u teškim uvjetima. Ali to također znači da vrste oprašivača propadaju istovremeno kada uvjeti prođu kritičnu točku. Do tog istovremenog kolapsa dolazi, jer vrste oprašivača ovise jedna o drugoj kada prežive u teškim uvjetima. [73]

Takav kolaps u cijeloj zajednici, koji uključuje mnoge vrste oprašivača, može se dogoditi iznenada kada sve oštriji uvjeti prijeđu kritičnu točku i oporavak od takvog kolapsa možda neće biti lak. Poboljšanje uvjeta potrebnih za oporavak oprašivača moglo bi biti znatno veće od poboljšanja potrebnog za povratak u uvjete u kojima je zajednica oprašivača propala. [73]

Iako postoji 200.000 - 350.000 različitih vrsta životinja koje pomažu oprašivanje, pčele su odgovorne za većinu oprašivanja konzumiranih usjeva, osiguravajući između 235 i 577 milijardi dolara koristi za globalnu proizvodnju hrane. [74] Od ranih 1900-ih, pčelari u Sjedinjenim Državama počeli su iznajmljivati ​​svoje kolonije poljoprivrednicima kako bi povećali prinose poljoprivrednika, zarađujući dodatni prihod od privatiziranog oprašivanja. Od 2016. godine, 41% prihoda prosječnog američkog pčelara dolazi od pružanja takve usluge oprašivanja poljoprivrednicima, što to čini najvećim dijelom njihovog prihoda, a ostatak dolazi od prodaje meda, pčelinjeg voska, državnih subvencija itd. [75] primjer je kako je pozitivna eksternalija, oprašivanje usjeva iz pčelarstva i medarstva, uspješno uračunata i ugrađena u cjelokupno tržište poljoprivrede. Uz pomoć u proizvodnji hrane, usluge oprašivanja pružaju korisna prelijevanja jer pčele klijaju ne samo usjeve, već i druge biljke oko područja koje su puštene da oprašuju, povećavajući biološku raznolikost za lokalni ekosustav. [76] Postoji još daljnje prelijevanje jer biološka raznolikost povećava otpornost ekosustava za divlje životinje i usjeve. [77] Zbog njihove uloge oprašivanja u proizvodnji usjeva, komercijalne pčele se smatraju stokom od strane američkog Ministarstva poljoprivrede. Utjecaj oprašivanja ovisi o usjevu. Na primjer, proizvodnja badema u Sjedinjenim Državama, industrija vrijedna 11 milijardi dolara sa sjedištem gotovo isključivo u državi Kalifornija, uvelike ovisi o pčelama za oprašivanje stabala badema. Industrija badema koristi do 82% usluga na tržištu oprašivanja. Svake veljače, oko 60% svih pčelinjih zajednica u SAD-u preseli se u središnju dolinu Kalifornije. [78]

Tijekom proteklog desetljeća, pčelari diljem SAD-a izvijestili su da je stopa smrtnosti njihovih pčelinjih zajednica ostala konstantna na oko 30% svake godine, što smrtnost čini očekivanim troškom poslovanja za pčelare. Iako je točan uzrok ovog fenomena nepoznat, prema Izvješću o napretku poremećaja kolapsa kolonija američkog Ministarstva poljoprivrede, može se pratiti čimbenicima kao što su zagađenje, pesticidi i patogeni iz dokaza pronađenih u područjima zahvaćenih kolonija i samih kolonija. [79] Onečišćenje i pesticidi su štetni za zdravlje pčela i njihovih zajednica jer je sposobnost pčela da oprašuju i vraćaju se u svoje kolonije uvelike ugrožena. [80] Štoviše, Svjetska zdravstvena organizacija odredila je središnju dolinu Kalifornije kao mjesto najgoreg onečišćenja zraka u zemlji. [81] Pčele koje oprašuju bademe, otprilike 60% pčela u SAD-u kao što je gore spomenuto, bit će pomiješane s pčelama iz tisuća drugih košnica koje pružaju različiti pčelari, što ih čini eksponencijalno osjetljivima na bolesti i grinje koje bi bilo koja od njih mogla nositi . [78] Smrti se ne zaustavljaju na komercijalnim pčelama jer postoje dokazi o značajnom prelivanju patogena na druge oprašivače, uključujući divlje bumbare, zarazivši do 35-100% divljih pčela unutar radijusa od 2 km od komercijalnog oprašivanja. [82] Negativna eksternalija privatnih usluga oprašivanja je pad biološke raznolikosti kroz uginuće komercijalnih i divljih pčela.

Unatoč tome što svake godine gube oko trećine radne snage, pčelari i dalje iznajmljuju svoje pčele farmama badema zbog visoke plaće u industriji badema. U 2016. godini, kolonija iznajmljena za oprašivanje badema dala je pčelarima prihod od 165 dolara po iznajmljenoj koloniji, oko tri puta u odnosu na prosjek ostalih usjeva koji koriste uslugu iznajmljivanja oprašivanja. [83] Međutim, nedavna studija objavljena u časopisu Oxford Academic's Journal of Economic Entomology pokazala je da nakon što se uzmu u obzir troškovi održavanja pčela posebno za oprašivanje badema, uključujući prezimljavanje, upravljanje ljetom i zamjenu pčela koje umiru, oprašivanje badema je jedva ili nije isplativo za prosječne pčelare. [84]


Jedno ime, mnoge vrste

Postoji mnogo vrsta stanica. Na satu biologije obično ćete raditi s nalik biljci stanice i nalik životinjama Stanice. Kažemo "nalik životinjama" jer životinjski tip stanice može biti bilo što, od sićušnog mikroorganizma do živčane stanice u vašem mozgu. Satovi biologije često vade mikroskop i gledaju jednostanične mikrobe iz vode u ribnjaku. Možda ćete vidjeti hidru, amebe ili euglenu.

Biljne stanice lakše je identificirati jer imaju zaštitnu strukturu zvanu stanična stijenka napravljena od celuloze. Biljke imaju zid, životinje nemaju. Biljke također imaju organele kao što su zeleni kloroplast ili velike vakuole ispunjene vodom. Kloroplasti su ključna struktura u procesu fotosinteza.

Stanice su jedinstvene za svaku vrstu organizma. Ako pogledate vrlo jednostavne organizme, otkrit ćete stanice koje nemaju definiranu jezgru (prokariote) i druge stanice koje imaju stotine jezgri (višejezgrene).

Ljudi imaju stotine različitih tipova stanica. Imate crvene krvne stanice koje se koriste za prijenos kisika (O2) kroz tijelo i druge stanice specifične za vaš srčani mišić. Iako stanice mogu biti vrlo različite, one su u osnovi odjeljci okruženi nekom vrstom membrane.


Stanice sklerenhima

Stanice sklerenhima također imaju potpornu funkciju u biljkama, ali za razliku od stanica kolenhima, one imaju sredstvo za stvrdnjavanje u svojim staničnim stijenkama i mnogo su čvršće. Ove stanice imaju debele sekundarne stanične stijenke i nakon sazrijevanja su nežive. Postoje dvije vrste stanica sklerenhima: sklereidi i vlakna.

Skleridi imaju različite veličine i oblike, a većinu volumena tih stanica zauzima stanična stijenka. Skleridi su vrlo tvrdi i tvore tvrdu vanjsku ljusku orašastih plodova i sjemenki. Vlakna su duguljaste, vitke stanice koje izgledaju poput niti. Vlakna su jaka i fleksibilna i nalaze se u stabljikama, korijenu, stijenkama ploda i žilnim snopovima listova.


Bibliografija

Agosta, William. Bombardijske bube i stabla groznice: pogled izbliza na kemijsko ratovanje i signale u životinjama i biljkama. Reading, MA: Addison-Wesley, 1996.

Bidlack, Wayne R. Fitokemikalije kao bioaktivni agensi. Lancaster, PA: Technomic Publishers, 2000.

Karban, Richard i Ian T. Baldwin. Inducirani odgovori na herbivory. Chicago: University of Chicago Press, 1997.

Rosenthal, Gerald A. i May R. Berenbaum. Biljojedi, njihove interakcije sa sekundarnim biljnim metabolitima. San Diego, CA: Academic Press, 1991.


Korijenje

Korijeni sjemenskih biljaka imaju tri glavne funkcije: pričvršćivanje biljke za tlo, upijanje vode i minerala i njihovo transportiranje prema gore te skladištenje proizvoda fotosinteze. Neki korijeni su modificirani da apsorbiraju vlagu i razmjenjuju plinove. Većina korijena je pod zemljom. Neke biljke, međutim, također imaju adventivni korijeni, koji izranjaju iznad tla iz izdanka.

Vrste korijenskih sustava

Korijenski sustavi su uglavnom dva tipa (slika 20). Dvosupnice imaju šiljasti korijenski sustav, dok jednosupnice imaju vlaknasti korijenski sustav. A korijenski sustav slavine ima glavni korijen koji raste okomito prema dolje i iz kojeg proizlaze mnogi manji bočni korijeni. Maslačak je dobar primjer čije se korijenje obično otkine kada pokušavaju iščupati korov, a iz preostalog korijena mogu ponovno izrasti još jedan izdanak). Sustav korijenskog korijena prodire duboko u tlo. Nasuprot tome, a vlaknasti korijenski sustav nalazi se bliže površini tla i tvori gustu mrežu korijenja koja također pomaže u sprječavanju erozije tla (dobar primjer su travnjake, kao i pšenica, riža i kukuruz). Neke biljke imaju kombinaciju korijenskog i vlaknastog korijena. Biljke koje rastu u suhim područjima često imaju duboki korijenski sustav, dok biljke koje rastu u područjima s obiljem vode vjerojatno imaju plići korijenski sustav.

Slika 20. (a) Sustavi korijenskog korijena imaju glavni korijen koji raste prema dolje, dok (b) vlaknasti korijenski sustav sastoji se od mnogo malih korijena. (zasluga b: izmjena djela “Austen Squarepants”/Flickr)

Rast korijena i anatomija

Slika 21. Uzdužni pogled na korijen otkriva zone stanične diobe, produljenja i sazrijevanja. Stanična dioba se događa u apikalnom meristemu.

Rast korijena počinje klijanjem sjemena. Kada biljni embrij izađe iz sjemena, korijen zametka tvori korijenski sustav. Vrh korijena je zaštićen korijen klobuk, struktura ekskluzivna za korijenje i za razliku od bilo koje druge biljne strukture. Korijen se kontinuirano mijenja jer se lako ošteti kako korijen probija kroz tlo. Vrh korijena može se podijeliti u tri zone: zonu diobe stanica, zonu elongacije i zonu sazrijevanja i diferencijacije (slika 21.). Zona diobe stanica najbliža je vrhu korijena i sastoji se od aktivno dijelećih stanica korijenovog meristema. Zona produljenja je mjesto gdje se novonastale stanice povećavaju u duljinu, čime se produljuje korijen. Počevši od prve korijenske dlake je zona sazrijevanja stanica gdje se stanice korijena počinju diferencirati u posebne tipove stanica. Sve tri zone su u prvom centimetru vrha korijena.

Korijen ima vanjski sloj stanica nazvan epidermis, koji okružuje područja prizemnog i vaskularnog tkiva. Epiderma pruža zaštitu i pomaže u apsorpciji. Korijenske dlačice, koji su produžeci epidermalnih stanica korijena, povećavaju površinu korijena, uvelike pridonoseći apsorpciji vode i minerala.

Slika 22. Bojenje otkriva različite tipove stanica na ovoj svjetlosnoj mikrosnimci pšenice (Triticum) presjek korijena. Stanice sklerenhima egzodermisa i stanice ksilema obojene su crvenom bojom, a stanice floema plave boje. Ostale vrste stanica boje se crnom bojom. Stela, ili vaskularno tkivo, je područje unutar endodermisa (označeno zelenim prstenom). Dlake korijena vidljive su izvan epiderme. (zasluge: podaci o skali od Matta Russella)

Unutar korijena prizemno tkivo tvori dvije regije: korteks i srž (slika 22). U usporedbi sa stabljikama, korijenje ima puno korteksa i malo srži. Obje regije uključuju stanice koje pohranjuju fotosintetske proizvode. Korteks se nalazi između epiderme i vaskularnog tkiva, dok je srž između vaskularnog tkiva i središta korijena.

Krvožilno tkivo u korijenu je raspoređeno u unutarnjem dijelu korijena, koji se naziva stela (Slika 23). Sloj stanica poznat kao endodermis odvaja stelu od prizemnog tkiva u vanjskom dijelu korijena. Endoderma je isključivo za korijenje i služi kao kontrolna točka za materijale koji ulaze u vaskularni sustav korijena. Na zidovima endodermalnih stanica prisutna je voštana tvar suberin. Ova voštana regija, poznata kao Kasparska traka, prisiljava vodu i otopljene tvari da prijeđu plazma membrane endodermalnih stanica umjesto da klize između stanica. To osigurava da samo materijali potrebni korijenu prolaze kroz endodermu, dok su otrovne tvari i patogeni općenito isključeni. Najudaljeniji stanični sloj vaskularnog tkiva korijena je periciklus, područje koje može dovesti do bočnih korijena. U korijenu dvosupnice ksilem i floem stele naizmjenično su raspoređeni u obliku X, dok je u korijena jednosupnice vaskularno tkivo raspoređeno u prstenu oko srži.

Slika 23. U (lijevo) tipičnim dvosupnicama, vaskularno tkivo tvori oblik X u središtu korijena. Kod (desno) tipičnih jednosupnica, stanice floema i veće stanice ksilema tvore karakterističan prsten oko središnje srži.

Root modifikacije

Slika 24. Mnoga povrća su modificirani korijeni.

Korijenske strukture mogu se modificirati za posebne svrhe. Na primjer, neki korijeni su lukovičasti i pohranjuju škrob. Zračno korijenje i potporno korijenje dva su oblika nadzemnog korijena koji pružaju dodatnu potporu za sidrenje biljke. Korijenje česma, kao što su mrkva, repa i cikla, primjeri su korijena koji je modificiran za skladištenje hrane (Slika 24).

Epifitski korijeni omogućuju biljci da raste na drugoj biljci. Na primjer, epifitski korijeni orhideja razvijaju spužvasto tkivo koje apsorbira vlagu. stablo banyana (Fikus sp.) počinje kao epifit, klijajući u granama stabla domaćina, zračni korijeni se razvijaju iz grana i na kraju dopiru do tla, pružajući dodatnu potporu (Slika 25). u šrafovima (Pandanus sp.), stablo nalik palmi koje raste u pjeskovitim tropskim tlima, nadzemni potporni korijeni razvijaju se iz čvorova kako bi pružili dodatnu potporu.

Slika 25. (a) stablo banyana, također poznato kao smokva davitelja, počinje život kao epifit u stablu domaćina. Zračno korijenje proteže se do tla i podupire rastuću biljku, koja na kraju zadavi stablo domaćina. (b) puzavica razvija nadzemno korijenje koje pomaže biljci u pjeskovitom tlu. (zasluga a: izmjena djela “psyberartist”/Flickr kredit b: izmjena djela Davida Eikhoffa)

Pitanja za vježbanje

Usporedite korijenski sustav od čepova s ​​vlaknastim korijenskim sustavom. Za svaku vrstu navedite biljku koja osigurava hranu u ljudskoj prehrani. Koja se vrsta korijenskog sustava nalazi u jednosupicama? Koja se vrsta korijenskog sustava nalazi u dvosupnicama?

Što bi se moglo dogoditi s korijenom ako pericikl nestane?


Gledaj video: Struktura biljne ćelije - Biologija III (Svibanj 2022).