Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF 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

„Układ oddechowy” świata roślin

Aparaty szparkowe

Najczęściej aparat szparkowy tworzą dwie komórki szparkowe, pomiędzy którymi znajduje się szczelina, tzw. szparka. Komórki szparkowe są żywe, zawierają chloroplasty i liczne ziarna skrobi. Ich ściany komórkowe są nierównomiernie zgrubiałe, co pozwala na zamykanie lub otwieranie szparki.

RbZ3g57CshVYK
Budowa aparatu szparkowego.
Źródło: Andrzej Bogusz, licencja: CC BY-SA 3.0.

Powierzchnia liści, pokryta kutykuląkutykulakutykulą, która chroni roślinę przed nadmierną utratą wody, jest bardzo słabo przepuszczalna dla dwutlenku węglatlenuwody, dlatego główna droga tych gazów do wnętrza i na zewnątrz liści prowadzi przez szparki. Stopień rozwarcia szparek ma decydujący wpływ na intensywność wymiany gazowejwymiana gazowa roślinwymiany gazowej.

RwRaBgDhMjQSt
Aparaty szparkowe w liściu rośliny jednoliściennej – tulipana (Tulipa). Zdjęcie mikroskopowe, powiększenie 100×.
Źródło: Marek Miś, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 4.0.

Im większa liczba aparatów szparkowych, tym intensywniejsza wymiana gazowa. Decydująca dla tego procesu jest także budowa liści: płaskie, rozległe powierzchnie ułatwiają wymianę gazów z powietrzem atmosferycznym.

R14tn176TWtc5
Parzeplin (Gunnera manicata) to bylina kłączowa klimatu zwrotnikowego, której liście są jednymi z największych na Ziemi.
Źródło: James Gaither, Flickr, licencja: CC BY-NC-ND 2.0.
Rozmieszczenie aparatów szparkowych

U roślin lądowych aparaty szparkowe znajdują się najczęściej na dolnej stronie blaszki liściowej lub niekiedy po obu jej stronach. Natomiast u roślin wodnych o liściach pływających po powierzchni wody szparki znajdują się tylko na ich górnej powierzchni.

Ri53ZAsRaZC05
Widoczne aparaty szparkowe na liściu kuflika cytrynowego (Melaleuca citrina).
Źródło: Alpha, Flickr, licencja: CC BY-NC 2.0.
Przestwory międzykomórkowe

Procesy wymiany gazowej zwierząt i roślin różnią się sposobem dostarczania tlenu do komórek i usuwania z nich dwutlenku węgla. Roślinom do tego celu służy system przestworów międzykomórkowych, które kontaktują się ze środowiskiem zewnętrznym przez aparaty szparkowe lub przetchlinki znajdujące się w korku (wtórnej tkance okrywającej).

R2XGnHsfJ9pjK
Zdjęcie przedstawia liść figowca w zbliżeniu mikroskopowym. Widoczne na grafice białe przestrzenie pomiędzy komórkami miękiszu gąbczastego to przestwory międzykomórkowe, umożliwiające wymianę gazową w liściu.
Liść figowca (Ficus).
Źródło: Berkshire Community College Bioscience Image Library, flickr.com, licencja: CC 0 1.0.

W przetchlinkach między komórkami znajdują się liczne przestwory międzykomórkowe, którymi tlen i dwutlenek węgla docierają do głębiej położonych tkanek.

RXq5XHlDsZhue
Kora z licznymi przetchlinkami na młodym pędzie czeremchy amerykańskiej (Prunus serotina).
Źródło: Kenraiz, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑gray2
Ciekawostka

W bulwach ziemniaka wypełnione powietrzem przestwory międzykomórkowe zajmują ok. 1% ich objętości, a w korzeniach 2–45%. Większe wartości są charakterystyczne dla korzeni roślin na terenach podmokłych oraz roślin całkowicie zanurzonych w wodzie.

bg‑cyan

Przystosowania do wymiany gazowej w środowisku wodnym

Tlen stanowi ok. 21% objętości powietrza. Jego stężenie w wodzie jest dużo mniejsze: w temperaturze 20°C woda zawiera tylko 0,65% tlenu. Mała zawartość i powolna dyfuzjadyfuzjadyfuzja tlenu z wody do wnętrza rośliny w środowisku wodnym są czynnikami ograniczającymi oddychanie komórkowe. Wpływ niekorzystnych czynników środowiska na wymianę gazową u roślin wodnych jest korygowany dzięki obecności przestworów międzykomórkowych wypełnionych powietrzem. Stanowią one system wentylacyjny, który jest rozbudowany zwłaszcza w liściach, ale występuje także w tkankach zapasowych.

Aerenchyma (miękisz powietrzny)

Rośliny podwodne wykształciły przystosowania anatomiczne, które umożliwiają im funkcjonowanie w warunkach niedoboru tlenu. Jedną z takich adaptacji jest wytworzenie aerenchymy, wyspecjalizowanej tkanki zawierającej bardzo rozległe przestwory międzykomórkowe.

R3SOZ0XTv0JcH
Miękisz powietrzny w łodydze oczeretu Tabernemontana (Schoenoplectus tabernaemontani).
Źródło: Harry Rose, Flickr, licencja: CC BY 2.0.

Aerenchyma występuje m.in. w ryżu – jednej z niewielu roślin uprawnych, które rosną na terenach podmokłych i tolerują nawet długotrwałe niedotlenie.

RxxUJtzPO92Cf
Uprawa tarasowa ryżu siewnego (Oryza sativa).
Źródło: oarranzli, Flickr, licencja: CC BY-ND 2.0.
Pneumatofory1

Innym przykładem przystosowania do podmokłego podłoża są pneumatofory, czyli korzenie oddechowe, występujące zwłaszcza u roślin z lasów namorzynowych. Zawierają one kanały powietrzne połączone z pozostałymi częściami rośliny i rosną do góry ponad lustro wody, dzięki czemu mogą dostarczać tlen z powietrza do zalanych korzeni drzew.

R14XdJ0tbCTef
Wystające ponad powierzchnię wody korzenie oddechowe.
Źródło: Donald Macauley, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.0.

Słownik

dyfuzja
dyfuzja

(łac. diffusio – rozlanie) samorzutne mieszanie się substancji na drodze przenikania cząsteczek jednego ośrodka do drugiego

kutykula
kutykula

cienka warstwa utworzona z kutyny i wosków; pokrywa ściany komórek epidermy, chroniąc roślinę przed wnikaniem drobnoustrojów i nadmiernym parowaniem wody z powierzchni organów, na których występuje

wymiana gazowa roślin
wymiana gazowa roślin

wymiana tlenu, dwutlenku węgla i pary wodnej między rośliną i jej środowiskiem zewnętrznym; odbywa się zwykle za pośrednictwem systemu przestworów międzykomórkowych z aparatami szparkowymi