Tại sao nước quan trọng đối với rêu?



Nước có tầm quan trọng lớn đối với rêu vì những thực vật này không có các mô mạch máu hoặc các cơ quan chuyên về hấp thụ. Mặt khác, họ không thể điều tiết mất nước và phụ thuộc vào nó để sinh sản hữu tính.

Rêu thuộc về bryophytes, được coi là nhóm thực vật đầu tiên xâm chiếm môi trường trên cạn. Giao tử tạo thành cơ thể thực vật và bào tử phụ thuộc vào điều này.

Những cây này có lớp biểu bì rất mỏng và không có khí khổng điều hòa mồ hôi. Chúng rất dễ bị thay đổi độ ẩm, vì vậy chúng có thể bị mất nước rất nhanh.

Sự hấp thụ nước có thể xảy ra trên toàn bộ cây hoặc thông qua các rhizoids. Sự dẫn truyền có thể bằng hành động mao dẫn, bằng phương pháp apoplastic hoặc đơn giản. Trong một số nhóm có các tế bào chuyên biệt trong vận chuyển nước (hydroids).

Các giao tử đực (spermatozoa) được đánh dấu và yêu cầu sự có mặt của nước để đến được tế bào trứng (giao tử cái).

Nhiều loại rêu có khả năng phục hồi tuyệt vời sau khi mất nước. Mẫu Herbarium từ Grimmia pulvinata đã tồn tại sau 80 năm sấy khô.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm chung của rêu
    • 1.1 Cơ thể sinh dưỡng của giao tử
    • 1.2 Cấu trúc sinh sản
    • 1.3 Esporofito
  • 2 Cấu trúc thực vật của rêu và mối quan hệ của chúng với nước
    • 2.1 Vải bảo vệ
    • 2.2 Hấp thụ nước
    • 2.3 Dẫn nước
  • 3 Sinh sản hữu tính phụ thuộc vào nước
  • 4 Dung sai của rêu đến mất nước
  • 5 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung của rêu

Rêu thuộc nhóm bryophytes hoặc thực vật không có mạch, đặc trưng bởi không có các mô chuyên biệt trong dẫn nước.

Cơ thể thực vật tương ứng với giao tử (giai đoạn đơn bội). Thể bào tử (giai đoạn lưỡng bội) kém phát triển và phụ thuộc vào giao tử để duy trì chính nó.

Nhìn chung, rêu không đạt kích thước lớn. Chúng có thể dài từ vài mm đến 60 cm. Chúng có sự phát triển foliose, với trục thẳng đứng (caulidium) được cố định vào chất nền bằng các sợi nhỏ (rhizoids). Chúng có cấu trúc tương tự như lá (filidios).

Cơ thể thực vật của giao tử

Các caulidium đang cương cứng hoặc leo. Các rhizoids là đa bào và phân nhánh. Các filidios được hình thành một cách xoắn ốc xung quanh caulidium và là sessile.

Cơ thể của rêu được hình thành thực tế bởi mô nhu mô. Trong các lớp mô ngoài cùng của một số cấu trúc, lỗ chân lông giống như lỗ khí có thể xảy ra.

Filidios được làm phẳng. Nó thường có một lớp tế bào, ngoại trừ vùng trung tâm (bờ biển) nơi có nhiều.

Cấu trúc sinh sản

Cấu trúc giới tính được hình thành trên cơ thể thực vật của giao tử. Rêu có thể là monoicos (hai giới tính trong cùng một bàn chân) hoặc dioicos (giới tính ở hai bàn chân riêng biệt).

Các anteridio tạo thành cấu trúc tình dục nam tính. Chúng có thể có hình dạng hình cầu hoặc thuôn dài và các tế bào bên trong hình thành tinh trùng (giao tử đực). Các tinh trùng xuất hiện hai Flagella và yêu cầu huy động bằng nước.

Các cấu trúc tình dục nữ được gọi là archegonia. Chúng có hình dạng của một cái chai với phần đế rộng và phần hẹp dài. Trong những tế bào trứng được hình thành (gameta nữ).

Đặc biệt

Khi sự thụ tinh của ovocell xảy ra trong archegonium, một phôi được hình thành. Nó bắt đầu phân chia và hình thành cơ thể lưỡng bội. Nó bao gồm một haustorium gắn liền với giao tử, có chức năng là sự hấp thụ nước và chất dinh dưỡng.

Sau đó, một chiếc xích lô được trình bày và ở vị trí đỉnh của viên nang (esporangio). Khi trưởng thành, viên nang tạo ra archesporio. Các tế bào của cùng trải qua quá trình phân bào và các bào tử được hình thành.

Các bào tử được giải phóng và phân tán bởi gió. Sau đó, chúng nảy mầm để tạo ra cơ thể sinh dưỡng của giao tử.

Cấu trúc sinh dưỡng của rêu và mối quan hệ của chúng với nước

Các bryophytes được coi là thực vật đầu tiên xâm chiếm môi trường trên cạn. Chúng không phát triển các mô hỗ trợ hoặc sự hiện diện của các tế bào được xếp lớp, vì vậy chúng có kích thước nhỏ. Tuy nhiên, chúng thể hiện một số đặc điểm có lợi cho sự phát triển của chúng bên ngoài nước.

Vải bảo vệ

Một trong những đặc điểm chính đã cho phép thực vật xâm chiếm môi trường trên cạn, là sự hiện diện của vải bảo vệ.

Thực vật trên cạn có một lớp mỡ (lớp biểu bì) bao phủ các tế bào bên ngoài của cơ thể của cây. Đây được coi là một trong những điều chỉnh thích hợp nhất để đạt được sự độc lập của môi trường nước.

Trong trường hợp rêu, một lớp biểu bì mỏng có mặt trên ít nhất một trong những khuôn mặt của filidios. Tuy nhiên, cấu trúc tương tự cho phép sự xâm nhập của nước ở một số khu vực.

Mặt khác, sự hiện diện của khí khổng đã cho phép các loài thực vật trên cạn điều chỉnh tổn thất nước thông qua thoát hơi nước. Trong cơ thể thực vật của giao tử rêu không có khí khổng xuất hiện.

Bởi vì điều này, họ không thể kiểm soát mất nước (chúng là poikilohydric). Chúng rất nhạy cảm với những thay đổi độ ẩm trong môi trường và không thể giữ nước bên trong tế bào khi thiếu nước.

Trong viên nang của bào tử của một số loài, sự hiện diện của khí khổng đã được quan sát thấy. Chúng có liên quan đến việc huy động nước và chất dinh dưỡng về phía bào tử và không kiểm soát mất nước.

Hấp thụ nước

Trong thực vật có mạch, sự hấp thụ nước xảy ra thông qua rễ. Trong trường hợp bryophytes, rhizoids thường không có chức năng này mà là sự cố định vào chất nền.

Rêu có hai chiến lược khác nhau để hấp thụ nước. Theo chiến lược mà họ trình bày, chúng được phân loại là:

Loài endohydric: nước được lấy trực tiếp từ chất nền. Các rhizoids can thiệp vào sự hấp thụ và sau đó nước được dẫn vào bên trong toàn bộ cơ thể của cây.

Loài ngoại bào: Sự hấp thụ nước xảy ra trên khắp cơ thể của cây và được vận chuyển bằng cách khuếch tán. Một số loài có thể có vỏ bọc bằng len (tomentum) ưa thích sự hấp thụ nước có trong môi trường. Nhóm này rất nhạy cảm với việc sấy khô.

Các loài endohydric có thể phát triển trong môi trường khô hơn các loài exohydric.

Dẫn nước

Trong thực vật có mạch nước được điều khiển bởi xylem. Các tế bào dẫn của mô này đã chết và có các bức tường rất nhỏ. Sự hiện diện của xylem làm cho chúng có hiệu quả cao trong việc sử dụng nước. Tính năng này đã cho phép chúng xâm chiếm một số lượng lớn môi trường sống. 

Trong rêu, không có sự hiện diện của các mô được trang trí. Dẫn nước có thể xảy ra theo bốn cách khác nhau. Một trong số đó là sự di chuyển giữa các tế bào (đường dẫn đơn giản). Những cách khác như sau:

Apoplastic: nước di chuyển qua lớp vỏ ngoài (tường và khoảng trống giữa các tế bào). Kiểu lái xe này nhanh hơn nhiều so với đơn giản. Nó hiệu quả hơn trong các nhóm có thành tế bào dày, do độ dẫn thủy lực lớn hơn của nó.

Không gian tóc: trong các nhóm ectohydric, việc huy động nước có xu hướng là do mao dẫn. Giữa filidium và caulidium, không gian mao mạch được hình thành tạo điều kiện cho việc vận chuyển nước. Các mao quản có thể đạt chiều dài lên tới 100 μm.

Hydroid: sự hiện diện của một hệ thống dẫn thô sơ đã được quan sát thấy ở các loài endohydric. Có các tế bào chuyên biệt trong việc dẫn nước gọi là hydroid. Những tế bào này đã chết, nhưng thành của chúng mỏng và rất dễ thấm nước. Chúng được sắp xếp theo hàng một trên nhau và chúng được đặt ở vị trí trung tâm trong caulidio.             

Sinh sản hữu tính phụ thuộc vào nước

Rêu có giao tử đực được đánh dấu (tinh trùng). Khi antheridium trưởng thành, sự hiện diện của nước là cần thiết để nó mở. Một khi sự mất màu xảy ra, tinh trùng vẫn nổi trong màng nước.

Đối với sự xuất hiện của thụ tinh là điều cần thiết sự hiện diện của nước. Tinh trùng có thể tồn tại trong môi trường nước khoảng sáu giờ và có thể di chuyển khoảng cách lên tới 1 cm.

Sự xuất hiện của giao tử đực đến antheridia được ưa chuộng nhờ tác động của những giọt nước. Khi chúng bắn tung tóe theo các hướng khác nhau, chúng mang rất nhiều tinh trùng. Điều này có tầm quan trọng lớn trong việc sinh sản của các nhóm dioic.

Trong nhiều trường hợp, antheridia có hình dạng giống như một cái cốc, tạo điều kiện cho sự phân tán của tinh trùng khi tác động của nước xảy ra. Rêu của thói quen leo trèo, hình thành các lớp nước liên tục nhiều hay ít qua đó các giao tử di chuyển.

Dung sai của rêu đến mất nước

Một số rêu bị ép dưới nước. Những loài này không chịu được hút ẩm. Tuy nhiên, các loài khác có thể phát triển trong môi trường khắc nghiệt, với thời kỳ khô hạn rõ rệt.

Bởi vì chúng là poikilohydric, chúng có thể mất và lấy nước rất nhanh. Khi môi trường khô, chúng có thể mất tới 90% nước và phục hồi khi độ ẩm tăng.

Các loài Tortula nông thôn đã được lưu trữ với độ ẩm 5%. Khi được bù nước, nó đã có thể phục hồi khả năng trao đổi chất. Một trường hợp thú vị khác là Grimmia pulvinata. Mẫu Herbarium trên 80 tuổi đã khả thi.

Khả năng chịu đựng sự mất nước của nhiều loại rêu này bao gồm các chiến lược cho phép chúng duy trì tính toàn vẹn của màng tế bào.

Một trong những yếu tố giúp duy trì cấu trúc tế bào là sự hiện diện của các protein được gọi là Rehydrins. Họ tham gia vào việc ổn định và phục hồi các màng bị hư hỏng trong quá trình mất nước.

Ở một số loài, người ta đã quan sát thấy không bào phân chia thành nhiều không bào nhỏ trong quá trình mất nước. Bằng cách tăng độ ẩm, chúng hợp nhất và tạo thành một không bào lớn một lần nữa.

Cây chịu được thời gian dài hút ẩm có cơ chế chống oxy hóa, bởi vì thiệt hại do quá trình oxy hóa tăng theo thời gian mất nước.

Tài liệu tham khảo

  1. Glime J (2017) Quan hệ nước: Chiến lược thực vật. Chương 7-3. Trong: Glime J (chủ biên) Sinh thái Bryophyte Tập I. Sinh thái sinh lý. Ebook được tài trợ bởi Đại học Công nghệ Michigan và Hiệp hội Bryologist Quốc tế. 50.pp.
  2. Glime J (2017) Quan hệ nước: Môi trường sống. Chương 7-8. Trong: Glime J (chủ biên) Sinh thái Bryophyte Tập I. Sinh thái sinh lý. Ebook được tài trợ bởi Đại học Công nghệ Michigan và Hiệp hội Bryologist Quốc tế. 29.pp.
  3. Green T, L Sancho và A Pintado (2011) Sinh thái học của chu kỳ hút ẩm / bù nước trong rêu và địa y. Trong: Lüttge U, E Beck và D Bartels (chủ biên) Dung sai hút ẩm thực vật. Nghiên cứu sinh thái (Phân tích và Tổng hợp), tập 215. Springer, Berlin, Heidelberg.
  4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F dương McGraw Hill - Interamerican của Tây Ban Nha. Madrid, Tây Ban Nha 781 trang.
  5. Montero L (2011) Đặc điểm của một số khía cạnh sinh lý và sinh hóa của rêu Pleurozium schreberi liên quan đến khả năng chịu đựng mất nước. Luận án để áp dụng cho chức danh Tiến sĩ Khoa học Nông nghiệp. Khoa Nông học, Đại học Quốc gia Colombia, Bogotá. 158 trang.