Các tế bào rây là những carry sap với đường và các chất dinh dưỡng ở trong phloem của thực vật không mạch-thực vật hạt kín. Chúng tương đồng với các phần tử ống rây của thực vật hạt kín. Cả hai loại tế bào vẫn sống dù đã mất nhân và một số bào quan thiết yếu.
Tế bào mạch rây dài và hẹp, có đầu xếp chồng lên nhau. Trên toàn bộ bề mặt bên của chúng có các vùng xốp nhỏ (sàng) tiếp xúc với các tế bào albuminous, đôi khi được gọi là tế bào Strasburger.
Nguồn: pixabay.com
Các phần tử ống màn hình ngắn và rộng. Chúng tạo thành các ống liên tục. Gần đầu của chúng có các tấm xốp tiếp xúc với các tế bào đồng hành.
Kết cấu
Giống như hầu hết các tế bào phloem, sàng có thành tế bào được tạo thành từ cellulose, hemicellulose và pectin. Màn hình là chỗ lõm với các lỗ có đường kính lên đến 15 μm. Chúng có thể được quan sát bằng kính hiển vi quang học.
Các lỗ này được bắc qua bởi các cầu nối, hoặc các ống tế bào chất, giữa các tế bào sàng và albuminous liền kề, tạo ra sự liên tục giữa các nguyên sinh chất của cả hai.
Mỗi cầu trong số này được bao quanh bởi một hình trụ callose bao gồm một β-glucan hyalin, đông đặc. Điều này ngăn chặn sự rò rỉ nội dung của các cầu nối.
Trái ngược với các phần tử ống rây, các tế bào sàng và tế bào màng liền kề thường không bắt nguồn từ sự phân chia của cùng một tế bào cha mẹ.
Các cấu trúc của thành tế bào mà nhờ các cầu nối thiết lập sự liên lạc giữa các nguyên sinh chất của albumin và tế bào rây được gọi là plasmodesmata.
Mối quan hệ với các ô khác
Thực vật có mạch có hai loại mô dẫn phức tạp được tổ chức thành các bó mạch song song dọc theo vỏ rễ, thân, cành và gân lá.
Một mặt, xylem phân phối nước và các chất hòa tan khoáng chất lấy từ đất. Mặt khác, phloem mang nước, đường được tạo ra từ quá trình quang hợp và các chất dinh dưỡng trước đó được lưu trữ trong các tế bào khác.
Giống như xylem, phloem có nguồn gốc từ vùng sinh trưởng của thân được gọi là cambium mạch. Thành phần chính của nó là các tế bào rây hoặc các phần tử của ống rây.
Phloem cũng chứa các tế bào tuyến cứng, với chức năng nâng đỡ, nguyên bào hình, chức năng tiết và các tế bào nhu mô, với chức năng lưu trữ.
Các tế bào albuminous cũng là nhu mô. Giống như các tế bào đồng hành của thực vật hạt kín, chúng có nguyên sinh chất với nhiều ribosome và ti thể, một mạng lưới nội chất thô rộng, các plastids với các hạt tinh bột, và một nhân có thể chia thành các thùy. Chúng cũng có thể có một không bào lớn.
Thiếu nhân và các bào quan thiết yếu, tế bào sàng cần máy móc trao đổi chất, protein và phức hợp protein ribonuclear, các chất dinh dưỡng khác, ATP, các phân tử tín hiệu và các hormone albuminous để tồn tại.
Sự di chuyển của các hợp chất này trong cây sẽ không thể thực hiện được nếu không có các tế bào anbumin.
Chức năng
Sự chuyển động của nước và các chất hòa tan trong phloem có thể xảy ra theo các hướng khác nhau tại các thời điểm khác nhau. Thậm chí một số chất tan nhất định có thể đồng thời di chuyển theo các hướng ngược nhau. Khả năng này là do thực tế là phloem bao gồm các tế bào sống, có khả năng thực hiện các quá trình trao đổi chất khác nhau.
Từ các tế bào albuminous, đường được tạo ra trong các mô quang hợp được nạp vào các tế bào sàng. Tăng nồng độ đường trong các tế bào này làm giảm tiềm năng thẩm thấu của nhựa cây, hút nước từ các xylem kế cận. Điều này làm tăng sự xáo trộn của các tế bào sàng.
Áp suất nhựa cây tăng lên khiến nó di chuyển thụ động tới các mô đích.
Khi đường được thải ra ngoài trong các mô này, sự xáo trộn của các tế bào sàng giảm, điều này làm cho nước trở lại xylem. Quá trình này được lặp đi lặp lại theo chu kỳ, tạo ra sự vận chuyển liên tục của đường bởi phloem và sự thải ra của nó trong các mô đích.
Ở một số thực vật, việc thải đường vào tế bào rây chống lại độ dốc nồng độ đòi hỏi phải có enzym adenosine triphosphat.
Việc tải đường trong hoa và trái cây có nghĩa là tiêu thụ thêm năng lượng vì quá trình vận chuyển phải diễn ra dựa trên gradient của sucrose, fructose và glucose.
Thời kỳ tăng trưởng
Trong các thời kỳ cây phát triển mạnh nhất, các tế bào rây hoạt động chính là những tế bào hình thành nên một phần của bộ phận chứa tinh bột và các mô phân sinh ngọn, rễ và nách đang phát triển.
Trong thời kỳ quang hợp hoạt động mạnh mẽ, tế bào rây hoạt động chính là tế bào của lá và cơ quan dự trữ.
Bệnh học
Virus tấn công thực vật thường sử dụng hệ thống tế bào rây hoặc các phần tử ống rây làm kênh để xâm nhập toàn bộ sinh vật.
Các tế bào được sàng lọc loại bỏ các tổn thương nhanh chóng bằng cách lắng đọng callosal. Rệp có bộ phận miệng thích nghi đặc biệt để vô hiệu hóa lớp bảo vệ này, vì vậy chúng có thể liên tục hút nhựa cây trong nhiều giờ. Những loài côn trùng này và những loài côn trùng ăn nhựa cây khác truyền vi rút tấn công cây trồng.
Khi các tế bào sàng chết, các tế bào albuminous liên quan của chúng cũng vậy. Đây là một dấu hiệu cho thấy sự phụ thuộc lẫn nhau chặt chẽ của cả hai loại vi sinh vật.
Người ta chưa biết tại sao một lượng lớn lưới nội chất dạng ống có thể gây tắc các lỗ rây trong tế bào rây của thực vật hạt trần.
Sự phát triển
Xylem và phloem đã giải quyết được vấn đề vận chuyển nước và chất dinh dưỡng trong môi trường trên cạn, cho phép sự tiến hóa của các loài thực vật lớn và do đó làm xuất hiện các khu rừng và tạo ra sự đa dạng sinh học khổng lồ mà chúng có trên toàn thế giới.
Đối với các phần tử ống rây và các tế bào đồng hành của chúng, các tế bào mạch rây và tế bào màng liên kết được coi là nguyên thủy. Thực tế là tế bào rây được tìm thấy trong tất cả các thực vật có mạch không có hoa và chỉ ở một số thực vật hạt kín cơ bản về mặt phát sinh loài, chỉ ra điều này.
Thực vật hạt kín được cho là có nguồn gốc từ thực vật hạt trần. Đây sẽ là lý do tiến hóa tại sao các hệ thống vận chuyển nhựa cây dựa trên các phần tử ống rây tương tự như các hệ thống vận chuyển dựa trên các tế bào rây. Nói cách khác, cả hai hệ thống sẽ là tương đồng.
Bằng chứng cho sự tương đồng này, có thể đề cập rằng cả hai hệ thống đều cho thấy những điểm tương đồng đáng chú ý, đặc biệt là về các đặc điểm của nguyên sinh chất (mất nhân và của chính các bào quan) và của hệ thống sàng lọc.
Người giới thiệu
- Azcón-Bieto, J., Talón, M. 2006. Các nguyên tắc cơ bản về sinh lý thực vật. McGraw-Hill, Madrid.
- Beck, CB 2010. Giới thiệu về cấu trúc và sự phát triển của thực vật - giải phẫu thực vật trong thế kỷ XXI. Nhà xuất bản Đại học Cambridge, Cambridge.
- Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Sinh học thực vật. WH Freeman, New York.
- Gifford, EM, Foster, AS 1989. Hình thái và sự tiến hóa của thực vật có mạch. WH Freeman, New York.
- Mauseth, JD 2016. Thực vật học: giới thiệu về sinh học thực vật. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
- Rudall, PJ Giải phẫu thực vật có hoa - giới thiệu về cấu trúc và sự phát triển. Nhà xuất bản Đại học Cambridge, Cambridge.
- Schooley, J. 1997. Giới thiệu về thực vật học. Nhà xuất bản Delmar, Albany.
- Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Giới thiệu sinh học thực vật. McGraw-Hill, New York.