لماذا المياه مهمة للطحالب؟

الماء له أهمية كبيرة بالنسبة للطحالب لأن هذه النباتات لا تحتوي على أنسجة أو أعضاء أوعية متخصصة في الامتصاص. من ناحية أخرى ، فهم غير قادرين على تنظيم فقد الماء والاعتماد عليه للتكاثر الجنسي.

تنتمي الطحالب إلى النباتات البريوفيت ، والتي تعتبر المجموعة الأولى من النباتات التي تستعمر البيئة الأرضية. المشيمة تشكل الجسم الخضري و sporophyte تعتمد على هذا.

هذه النباتات لديها بشرة رقيقة جدا وليس لديها ثغر ينظم العرق. إنها حساسة للغاية لتغيرات الرطوبة ، بحيث تصبح مجففة بسرعة كبيرة.

يمكن أن يحدث امتصاص الماء في جميع أنحاء النبات أو من خلال جذور. يمكن أن يكون التوصيل عن طريق العمل الشعري ، عن طريق سكتة أو تبسيطية. في بعض المجموعات ، هناك خلايا متخصصة في النقل المائي (الهيدرويدات).

الأمشاج الذكرية (الحيوانات المنوية) مبطنة بالجلد وتتطلب وجود الماء للوصول إلى البويضات (الأمشاج الأنثوية).

العديد من الطحالب لديها قدرة كبيرة على التعافي من الجفاف. عينات من المعشبة غريميا بولفيناتا كانت قابلة للحياة بعد 80 سنة من التجفيف.

مؤشر

• 1 الخصائص العامة للطحالب
  • 1.1 الجسم الخضري للمشيموفيت
  • 1.2 الهياكل الإنجابية
  • 1.3 اسبوروفيتو
• 2 التركيب النباتي للطحالب وعلاقتها بالماء
  • 2.1 الأقمشة الواقية
  • 2.2 امتصاص الماء
  • 2.3 توصيل المياه
• 3 التكاثر الجنسي يعتمد على الماء
• 4 التسامح من الطحالب إلى الجفاف
• 5 المراجع

الخصائص العامة للطحالب

تنتمي الطحالب إلى مجموعة البروفيت أو النباتات غير الوعائية ، والتي تتميز بعدم وجود أنسجة متخصصة في توصيل المياه..

يتوافق الجسم الخضري مع gametophyte (المرحلة الفردية). البوغة (المرحلة الثنائية) متخلفة وتعتمد على المشيمة للحفاظ على نفسها.

بشكل عام ، الطحالب لا تصل إلى حجم كبير. يمكن أن تتراوح من بضعة ملليمترات إلى 60 سم. لديهم نمو أوراق الشجر ، مع محور منتصب (caulidium) الذي تم تثبيته على الركيزة بواسطة خيوط صغيرة (جذور). لديهم هياكل مماثلة لأوراق (filidios).

الجسم الخضري للمشيموفيت

الكوليديوم منتصب أو زاحف. جذور الجذور متعددة الخلايا ومتفرعة. تتشكل الفيلديوس بشكل حلزوني حول الكوليديوم وهي قاحلة.

يتشكل الجسم من الطحالب عمليا عن طريق النسيج متني. في طبقات الأنسجة البعيدة في بعض الهياكل ، قد تحدث مسام تشبه الثغر.

Filidios بالارض. عادة ما يكون لها طبقة من الخلايا ، باستثناء المنطقة الوسطى (الساحل) حيث يوجد العديد منها.

الهياكل الإنجابية

تتشكل البنى الجنسية على الجسم الخضري للمشيموفيت. يمكن أن تكون الطحالب monoicos (الجنسان في نفس القدم) أو dioicos (الجنسين في أقدام منفصلة).

يشكّل الترياق البنية الجنسية الذكورية. قد يكون لديهم شكل كروي أو ممدود والخلايا الداخلية تشكل الحيوانات المنوية (الأمشاج الذكرية). الحيوانات المنوية تقدم اثنين من السوط وتتطلب تعبئة بالماء.

وتسمى الهياكل الجنسية الأنثوية الأركونيا. لديهم شكل زجاجة مع قاعدة واسعة وجزء ضيق طويل. داخل هذه البويضات تتشكل (gameta الأنثوية).

esporofito

عندما يحدث إخصاب البويضة في الأركونيوم ، يتشكل الجنين. يبدأ في الانقسام ويشكل الجسم ثنائي الصبغة. وهو يتكون من haustorium المرتبطة بمشيميت فافيت ، والتي تتمثل وظيفتها في امتصاص الماء والمواد الغذائية.

ثم يتم تقديم pedicel وفي وضع قمي الكبسولة (esporangio). عندما تنضج ، تنتج الكبسولة أرتشسبوريو. الخلايا من نفس الخضوع للانقسام المنوي وتشكل الجراثيم.

يتم إطلاق الجراثيم وتفريقها بواسطة الريح. في وقت لاحق أنها تنبت لتكوين الجسم الخضري للمشيموفيت.

التركيب النباتي للطحالب وعلاقتها بالماء

تعتبر البريوفيت أول النباتات التي استعمرت البيئة الأرضية. لم يطوروا أنسجة داعمة أو وجود خلايا كريمة ، لذلك فهي صغيرة الحجم. ومع ذلك ، فإنها تقدم بعض الخصائص التي فضلت نموها خارج الماء.

أقمشة واقية

واحدة من الخصائص الرئيسية التي سمحت للنباتات باستعمار البيئة الأرضية ، هو وجود أقمشة واقية.

للنباتات الأرضية طبقة دهنية (بشرة) تغطي الخلايا الخارجية لجسم النبات. يعتبر أن هذا هو واحد من أكثر التعديلات ذات الصلة لتحقيق استقلال البيئة المائية.

في حالة الطحالب ، توجد بشرة رفيعة على أحد الوجوه على الأقل للفيديو. ومع ذلك ، فإن هيكل نفسه يسمح بدخول المياه في بعض المناطق.

من ناحية أخرى ، سمح وجود الثغور للنباتات الأرضية بتنظيم فقد المياه من خلال النتح. في الجسم الخضري لفطر المشيمة لا تظهر أي ثغور.

ولهذا السبب ، لا يمكنهم التحكم في فقد الماء (وهم poikilohydric). فهي حساسة للغاية للتغيرات في الرطوبة في البيئة ولا يمكنها الاحتفاظ بالمياه داخل الخلايا عندما يكون هناك نقص في المياه.

في كبسولة sporophyte من عدة أنواع لوحظ وجود ثغور. لقد ارتبطوا بتعبئة المياه والمواد الغذائية نحو البوغة وليس مع السيطرة على فقدان الماء.

امتصاص الماء

في النباتات الوعائية ، يحدث امتصاص الماء من خلال الجذور. في حالة الخلايا البريوفيت ، عادةً ما لا يكون للرايزويدات هذه الوظيفة ولكن وظيفة التثبيت للركيزة.

الطحالب لها استراتيجيتان مختلفتان لامتصاص الماء. وفقًا للاستراتيجية التي يقدمونها ، يتم تصنيفهم على النحو التالي:

الأنواع البطانية: يؤخذ الماء مباشرة من الركيزة. تتدخل الجذور في الامتصاص وبعد ذلك يتم إجراء الماء داخليًا لكامل الجسم من النبات.

الأنواع Exohydric: يحدث امتصاص الماء في جميع أنحاء جسم النبات ويتم نقله عن طريق الانتشار. بعض الأنواع قد يكون لها غطاء صوفي (الطماطم) يدعم امتصاص الماء الموجود في البيئة. هذه المجموعة حساسة للغاية للتجفيف.

الأنواع الداخلية للوهيم قادرة على النمو في البيئات الأكثر جفافاً من البيئات الخارجة عن الماء.

توصيل المياه

في النباتات الوعائية ، يتم تحريك الماء بواسطة نسيج الخشب. خلايا التوصيل من هذا النسيج ميتة وذات جدران شديدة اللزوجة. وجود نسيج الخشب يجعلها فعالة للغاية في استخدام المياه. هذه الميزة سمحت لهم باستعمار عدد كبير من الموائل. 

في الطحالب ، لا يوجد وجود أنسجة مهيجة. يمكن أن يحدث توصيل المياه بأربعة طرق مختلفة. واحدة من هذه هي حركة خلية إلى خلية (مسار التبسيط). طرق أخرى هي ما يلي:

apoplastic: يتحرك الماء عبر الأبوبلاست (الجدران والمساحات بين الخلايا). هذا النوع من القيادة هو أسرع بكثير من التبسيط. إنه أكثر كفاءة في تلك المجموعات التي لها جدران خلوية سميكة ، نظرًا لتوصيلها الهيدروليكي الكبير.

مساحات الشعر: في مجموعات الإكتوهايدريك تميل تعبئة المياه إلى أن تكون عن طريق الشعرية. بين filidiums و caulidium ، يتم تشكيل المساحات الشعرية التي تسهل نقل المياه. الشعيرات الدموية يمكن أن تصل إلى أطوال تصل إلى 100 ميكرون.

hydroids: وقد لوحظ وجود نظام التوصيل البدائي في الأنواع endohydric. هناك خلايا متخصصة في توصيل المياه تسمى hydroids. هذه الخلايا ميتة ، لكن جدرانها رفيعة ونفاذة للغاية للمياه. يتم ترتيبها في صفوف واحدة فوق الأخرى وتقع في موقع مركزي في caulidio.             

التكاثر الجنسي المعتمد على الماء

الطحالب لها مشوهة من الذكور المشيمية (الحيوانات المنوية). عندما ينضج الأنثريديوم ، يكون وجود الماء ضروريًا لفتحه. مرة واحدة يحدث dehiscence ، يبقى الحيوان المنوي العائمة في فيلم الماء.

لحدوث الإخصاب أمر ضروري لوجود الماء. يمكن أن تظل الحيوانات المنوية قابلة للحياة في الوسط المائي لمدة ست ساعات تقريبًا ويمكنها السفر مسافات تصل إلى 1 سم.

يحظى وصول الأمشاج إلى الأنثريديا بتأثير قطرات الماء. عندما ترش في اتجاهات مختلفة ، فإنها تحمل الكثير من الحيوانات المنوية. هذا له أهمية كبيرة في استنساخ مجموعات dioic.

في كثير من الحالات ، تتشكل الأنثيريديا مثل فنجان ، مما يسهل تشتيت الحيوانات المنوية عندما يحدث تأثير الماء. تتشكل طحالب الزاحفة المعتادة ، على شكل طبقات مائية مستمرة أو أكثر تنتقل من خلالها الأمشاج.

التسامح من الطحالب إلى الجفاف

يتم فرض بعض الطحالب المائية. هذه الأنواع ليست متسامحة مع الجفاف. ومع ذلك ، فإن الأنواع الأخرى قادرة على النمو في البيئات القاسية ، مع فترات الجفاف ملحوظ.

لأنهم poikilohydric ، فإنها يمكن أن تفقد وكسب الماء بسرعة كبيرة. عندما تكون البيئة جافة ، يمكن أن تفقد ما يصل إلى 90 ٪ من المياه وتتعافى عندما تزيد الرطوبة.

الأنواع تورتولا الريفية تم تخزينه مع نسبة رطوبة 5 ٪. عندما يكون رطبًا ، فقد كان قادرًا على استعادة قدرته الأيضية. حالة أخرى مثيرة للاهتمام هو أن من غريميا بولفيناتا. وكانت عينات العشبية أكثر من 80 سنة قابلة للحياة.

يتضمن هذا التسامح مع جفاف العديد من الطحالب استراتيجيات تسمح لهم بالحفاظ على سلامة أغشية الخلايا.

أحد العوامل التي تساعد في الحفاظ على البنية الخلوية هو وجود بروتينات تسمى rehydrins. انهم يشاركون في تحقيق الاستقرار وإعادة بناء الأغشية التالفة أثناء الجفاف.

في بعض الأنواع ، لوحظ أن الفجوة تنقسم إلى العديد من الفجوات الصغيرة أثناء الجفاف. عن طريق زيادة محتويات الرطوبة ، يتم دمجها وتشكيل فجوة كبيرة مرة أخرى.

النباتات المتسامحة لفترات طويلة من الجفاف تقدم آليات مضادة للأكسدة ، لأن الأضرار الناجمة عن الأكسدة تزداد مع وقت الجفاف.

مراجع

1. Glime J (2017) العلاقات المائية: استراتيجيات النبات. الفصل 7-3. In: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ecological Physiological. الكتاب الاليكتروني برعاية جامعة ميشيغان التكنولوجية والرابطة الدولية لعلم الأحياء. 50.pp.
2. Glime J (2017) العلاقات المائية: الموائل. الفصل 7-8. In: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ecological Physiological. الكتاب الاليكتروني برعاية جامعة ميشيغان التكنولوجية والرابطة الدولية لعلم الأحياء. 29.pp.
3. Green T، L Sancho and A Pintado (2011) الفيزيولوجيا الإيكولوجية لدورات الجفاف / الإمهاء في الطحالب والأشنة. In: Lüttge U، E Beck and D Bartels (eds) Plant Desiccation Tolerance. الدراسات البيئية (التحليل والتوليف) ، المجلد 215. سبرينغر ، برلين ، هايدلبرغ.
4. Izco J، E Barreno، M Brugués، M Costa، ​​J Devesa، F Fernández، T Gallardo، X Llimona، E Salvo، S Talavera and B Valdés (1997) Botany. ماكجرو هيل - Interamerican إسبانيا. مدريد ، اسبانيا 781 ص.
5. Montero L (2011) توصيف بعض الجوانب الفسيولوجية والكيميائية الحيوية للطحلب Pleurozium schreberi المتعلقة بقدرته على تحمل الجفاف. أطروحة للتقدم بطلب للحصول على لقب دكتوراه في العلوم الزراعية. كلية الهندسة الزراعية ، جامعة كولومبيا الوطنية ، بوغوتا. 158 ص.