Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑cyan

Rola endodermy w pobieraniu i transporcie wody

Absorpcja wody przez korzeń zachodzi głównie w strefie położonej blisko wierzchołka, gdzie komórki skórki mają cienkie ściany i liczne włośnikiwłośnikiwłośniki. Pobieranie wody w tej strefie zachodzi tylko wtedy, gdy potencjał wodypotencjał wodypotencjał wody w komórkach korzeni jest niższy od potencjału wody w glebie.

W korzeniu woda musi przeniknąć przez kilka koncentrycznych warstw komórek, aby dotrzeć do naczyń drewna (inaczej ksylemu), znajdujących się w obrębie walca osiowegowalec osiowywalca osiowego, a mianowicie:

RAEn6BfmAF1Un1
1. Przez warstwę epidermy (lub egzodermy w starszych korzeniach), 2. Przez parę warstw komórek parenchymatycznych kory pierwotnej. 3. Przez endodermę (śródskórnię), 4. Przez perycykl (okolnicę), 5. Przez komórki parenchymatyczne ksylemu (miękisz drzewny) 6. ...i wreszcie dociera do naczyń ksylemu.

Woda może przemieszczać się przez te tkanki następującymi drogami:

  • apoplastyczną;

  • symplastyczną.

Więcej o transporcie symplastycznym i apoplastycznym przeczytasz tutajPvtVGKoQrtutaj.

bg‑gray2

Transport wody do granicy endodermy

Do granicy endodermyendodermaendodermy woda może przemieszczać się zarówno w apoplaścieapoplastapoplaście, jak i w symplaściesymplastsymplaście. W apoplaście woda przemieszcza się przez dyfuzję, zgodnie z gradientem potencjału wody w tym obszarze. W symplaście woda wnika do cytozolu komórek ryzodermy w wyniku osmozyosmozaosmozy lub przez kanały wodne (akwaporyny) – specjalne białka błonowe biorące udział w transporcie wody, zlokalizowane w plazmolemmie.

bg‑gray2

Jak zmienia się transport wody w endodermie?

W endodermie przemieszczanie się wody drogą apoplastyczną ulega zablokowaniu, gdyż w promienistych i poprzecznych ścianach komórek endodermy występują pasemka Caspary’egopasemka Caspary’egopasemka Caspary’ego, zawierające suberynęsuberynasuberynęligninęligninaligninę.

Pasemka te tworzą szczelną barierę, która zapobiega wyciekaniu roztworu wodnego z ksylemu z powrotem do komórek kory pierwotnej. Ponadto stanowią one swoisty filtr – błony komórek endodermalnych zatrzymują część substancji rozpuszczonych w wodzie, regulując skład roztworu przedostającego się do ksylemu.

Dalsze przemieszczanie się wody do komórek perycyklu zachodzi drogą symplastyczną. Z komórek perycyklu woda dociera do światła naczyń ksylemu lub cewek, które tworzą wyspecjalizowaną tkankę przewodzącą wodę na całej wysokości rośliny.

R1eIaB7KnCobw1
Ilustracja interaktywna przedstawia schemat, na którym jasnozielonym kolorem oznaczono wewnątrz schematu symplast (czyli zespół protoplastów połączonych plasmodesmami), a ciemnozielonym z niebieskim oznaczono zewnętrzny apoplast (czyli zespół ścian komórkowych, wnętrz martwych komórek i przestworów międzykomórkowych w organizmie roślinnym). Pierwsza część schematu kształtem przypomina kwadrat z zaokrąglonymi rogami. Podpisana jest jako ryzoderma. Wnikają do niej pomarańczowe strzałki, a okala ją ściana komórkowa. Pomarańczowe strzałki podpisane jako plazmodesmy prowadzą do kolejnej takiej samej kwadratowej komórki opisanej jako kora pierwotna, a kolejno do następnej komórki z podpisem endoderma. Do niej również biegną dwie pomarańczowe strzałki oraz dwie strzałki skierowane ukośnie od rogu. Dalej znajduje się taki sam kwadrat opisany jako perycykl. Do niego także prowadzą dwie pomarańczowe strzałki. Dalej znajduje się umieszczone prostopadle do poprzednich komórek naczynie ksylemu, które ma kształt podłużnego, pionowo ułożonego prostokąta. Do niego prowadzą trzy pomarańczowe strzałki. Na trzeciej z kolei komórce opisanej jako endoderma występują dwa zielone kwadraty na górze oraz na dole - to pasemka Caspary’ego.
Schemat przedstawiający pobieranie wody przez korzeń rośliny i jej transport apoplastem oraz symplastem. Pasemka Caspary’ego w endodermie wymuszają zmianę drogi transportu wody do ksylemu z apoplastycznej na symplastyczną.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑cyan

Rola endodermy w pobieraniu i transporcie jonów

R1NUpJJaduNzH1
Przekrój przez roślinę z rodziny kolcoroślowatych. Widoczna endoderma z pasmami Caspary’ego bardzo silnie wysyconymi suberyną.
Źródło: Berkshire Community College Bioscience Image Library, Flickr, domena publiczna.
Kanały transportu jonów w korzeniu

Transport jonów w poprzek korzenia przebiega kanałem symplastycznym oraz apoplastycznym. Mechanizm migracji jonów apoplastem jest związany ze ssącym działaniem transpiracji. Natomiast transport jonów do kanału symplastycznego przez błonę komórkową komórek ryzodermy zachodzi z udziałem kanałów jonowych, nośników białkowych i pomp protonowych. Dalej symplastem jony przemieszczają się w cytozolu i przez plazmodesmy.

Budowa korzenia a ruch jonów

Anatomia korzenia zapewnia efektywne i selektywne pobieranie i transport jonów.  Obecność zawierających ligninę i suberynę pasemek Caspary'ego w ścianach komórek endodermalnych utrudnia przemieszczanie się jonów kanałem apoplastycznym do ksylemu w walcu osiowym.

Zmiana drogi przemieszczania się jonów w endodermie

Ze względu na obecność pasm Caspary’ego jony – niezależnie od tego, jaką drogą dostały się do endodermy – jony muszą w tym miejscu przejść do symplastu.

Dalszy przepływ jonów

Dalej jony migrują do perycyklu, a następnie do parenchymyparenchymaparenchymy otaczającej ksylem. Ten odcinek transportu kończy się aktywnym transportem składników mineralnych do naczyń ksylemu.

Słownik

apoplast
apoplast

ciągły system nieprotoplazmatycznych składników w roślinie, głównie ścian komórkowych (apoplast ścienny)

endoderma
endoderma

(gr. éndon – wewnątrz; dérma – skóra) śródskórnia, warstwa zwarcie ułożonych komórek tworząca pochwę, która otacza walec osiowy korzenia lub, w niektórych przypadkach poza korzeniem, poszczególne wiązki przewodzące

lignina
lignina

drzewnik; złożona substancja organiczna, która razem z celulozą, hemicelulozą i innymi substancjami tworzy materiał ścian komórkowych roślin

osmoza
osmoza

dyfuzja cząsteczek wody przez błonę półprzepuszczalną, która oddziela roztwory o różnych stężeniach; cząsteczki wody przenikają zgodnie z gradientem potencjału wody

parenchyma
parenchyma

tkanka miękiszowa, miękisz; podstawowa, żywa tkanka w organach roślinnych, zwykle o cienkich, niezdrewniałych ścianach

pasemka Caspary’ego
pasemka Caspary’ego

obrączkowata strefa w ścianie komórkowej komórek endodermy i egzodermy, przesycona suberyną i ligniną, które czynią ścianę nieprzenikliwą dla wody

potencjał wody
potencjał wody

psiIndeks dolny w, wyrażany w paskalach (Pa); ilość energii swobodnej (inaczej zdolność do wykonania pracy użytecznej lub aktywność wody) wnoszonej do układu przez każdy mol wody

suberyna
suberyna

spolimeryzowany ester kwasów tłuszczowych i długołańcuchowych alkoholi zawierający też związki o charakterze garbników

symplast
symplast

ciągły system protoplastów połączonych plazmodesmami w ciele rośliny

walec osiowy
walec osiowy

układ (zespół) tkanek przewodzących (drewna i łyka), miękiszowych i czasem wzmacniających, które tworzą wewnętrzną część łodygi i korzenia roślin naczyniowych

włośniki
włośniki

cienkościenne, cylindryczne, długie komórki skórki korzenia u lądowych roślin naczyniowych; tworzą w pobliżu wierzchołka korzenia (za strefą wydłużania) strefę włośnikową, zwiększającą powierzchnię chłonną korzenia od 5 do 40 razy