TẠI SAO NƯỚC LẠI QUAN TRỌNG ĐỐI VỚI RÊU? - SINH HỌC - 2026

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

Rêu thuộc họ bryophytes, được coi là nhóm thực vật đầu tiên sống ở môi trường trên cạn. Thể giao tử tạo thành cơ thể sinh dưỡng và thể bào tử phụ thuộc vào nó.

Giọt nước trên rêu. Tác giả: publicdomainpictures.net

Những cây này có lớp biểu bì rất mỏng và không có khí khổng để điều tiết mồ hôi. Chúng rất dễ bị thay đổi độ ẩm nên có thể bị mất nước rất nhanh.

Sự hấp thụ nước có thể xảy ra trên toàn cây hoặc qua các thân rễ. Sự dẫn điện có thể là do mao dẫn, không dẻo dai hoặc đơn giản. Trong một số nhóm có các tế bào chuyên vận chuyển nước (hydroid).

Giao tử đực (tinh trùng) bị trùng roi và cần sự có mặt của nước để đến được tế bào trứng (giao tử cái).

Nhiều loại rêu có khả năng phục hồi sau tình trạng mất nước rất lớn. Các mẫu cỏ của Grimmia pulvinata đã được chứng minh là có khả năng tồn tại sau 80 năm phơi khô.

Đặc điểm chung của rêu

Rêu thuộc nhóm thực vật có mạch hoặc không có mạch, có đặc điểm là không có các mô chuyên biệt để dẫn nước.

Cơ thể sinh dưỡng tương ứng với thể giao tử (pha đơn bội). Thể bào tử (pha lưỡng bội) kém phát triển và phụ thuộc vào thể giao tử để duy trì.

Nhìn chung, rêu không đạt kích thước lớn. Chúng có thể dài từ vài mm đến 60 cm. Chúng có sự phát triển dạng lá, với một trục dựng đứng (caulidium) được gắn vào chất nền bởi các sợi nhỏ (rhizoids). Chúng có cấu trúc giống như lá (filidia).

Cơ thể sinh dưỡng của thể giao tử

Caulidium mọc thẳng hoặc leo. Thân rễ đa bào và phân nhánh. Các filidia được cấu hình xoắn ốc xung quanh caulidium và không cuống.

Cơ thể của rêu thực tế được tạo thành từ các mô nhu mô. Lỗ chân lông giống như khí khổng có thể có ở các lớp mô ngoài cùng của một số cấu trúc.

Các filidios được làm phẳng. Nó thường trình bày một lớp tế bào, ngoại trừ vùng trung tâm (bờ biển), nơi chúng có thể xuất hiện một số.

Cấu trúc sinh sản

Các cấu trúc giới tính được hình thành trên cơ thể sinh dưỡng của thể giao tử. Rêu có thể đơn tính (cả hai giới trên cùng một bàn chân) hoặc đơn tính (hai giới tính trên các bàn chân riêng biệt).

Antheridium tạo nên cấu trúc sinh dục nam. Chúng có thể có hình cầu hoặc hình dài và các tế bào bên trong tạo thành tinh trùng (giao tử đực). Tinh trùng có hai roi và cần di chuyển trong nước.

Các cấu trúc sinh dục nữ được gọi là archegonia. Chúng có hình dạng giống như một cái chai với phần đáy mở rộng và phần dài hẹp. Trong những tế bào này, oocell (giao tử cái) được hình thành.

Sporophyte

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

Sau đó, có một cuống và quả nang (túi bào tử) ở vị trí đỉnh. Khi trưởng thành, nang tạo ra khí quản. Tế bào của nó trải qua quá trình meiosis và bào tử được hình thành.

Các bào tử được giải phóng và phát tán nhờ gió. Sau này chúng nảy mầm tạo ra cơ thể sinh dưỡng của thể giao tử.

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

Bryophytes được coi là loài 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 hóa lỏng, vì vậy chúng có kích thước nhỏ. Tuy nhiên, chúng có một số đặc điểm ưa thích sự phát triển của chúng 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 các mô bảo vệ.

Thực vật trên cạn có một lớp mỡ (lớp biểu bì) bao bọc các tế bào bên ngoài của cơ thể thực vật. Đây được coi là một trong những cách thích nghi phù hợp nhất để đạt được sự độc lập với môi trường nước.

Trong trường hợp rêu, một lớp biểu bì mỏng hiện diện trên ít nhất một trong các mặt của nấm sợi. Tuy nhiên, cấu trúc của nó cho phép nước xâm nhập vào một số khu vực.

Mặt khác, sự hiện diện của khí khổng đã cho phép thực vật trên cạn điều chỉnh sự thất thoát nước thông qua sự thoát hơi nước. Khí khổng không có trong cơ thể sinh dưỡng của thể giao tử của rêu.

Vì lý do này, chúng không thể kiểm soát thất thoát nước (chúng là poikilohydric). Chúng rất nhạy cảm với sự thay đổi độ ẩm trong môi trường và không có khả năng giữ nước trong tế bào khi thiếu nước.

Khí khổng đã được quan sát thấy trong nang bào tử của một số loài. Chúng có liên quan đến việc huy động nước và chất dinh dưỡng đối với thể bào tử chứ không liên quan đến việc kiểm soát sự mất nước.

Hấp thụ nước

Ở thực vật có mạch, quá trình hút nước xảy ra qua rễ. Trong trường hợp của sinh vật bryophytes, các rhizoid nói chung không có chức năng này, mà là chức năng cố định với chất nền.

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

Các loài endohydric : nước được lấy trực tiếp từ giá thể. Các thân rễ tham gia vào quá trình hấp thụ và sau đó nước được dẫn vào bên trong toàn bộ cơ thể của cây.

Các loài ưa nước: sự hấp thụ nước xảy ra khắp cơ thể thực vật và được vận chuyển bằng cách khuếch tán. Một số loài có thể có một lớp bọc len (tomentum) giúp hấp thụ nước có trong môi trường. Nhóm này rất nhạy cảm với khô.

Các loài endohydric có khả năng phát triển trong môi trường khô hơn các loài exhydric.

Dẫn nước

Ở thực vật có mạch, nước được dẫn bởi xylem. Các tế bào dẫn điện của mô này đã chết và các bức tường rất bắt sáng. Sự hiện diện của xylem làm cho chúng có hiệu quả cao trong việc sử dụng nước. Đặc điểm này đã cho phép chúng xâm chiếm một số lượng lớn môi trường sống.

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

Apoplastic : nước di chuyển qua apoplast (vách và khoảng gian bào). Kiểu lái xe này nhanh hơn nhiều so với kiểu lái đơn giản. Nó hiệu quả hơn trong những nhóm có thành tế bào dày, do độ dẫn thủy lực cao hơn.

Không gian mao dẫn : trong nhóm ectohydric, sự huy động của nước có xu hướng theo mao dẫn. Không gian mao dẫn được hình thành giữa filidia và caulidium để tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển nước. Các ống mao dẫn có thể đạt chiều dài tới 100 µm.

Hydroid : ở các loài endohydric người ta đã quan sát thấy sự hiện diện của một hệ thống dẫn truyền thô sơ. Người ta quan sát thấy các tế bào chuyên dẫn nước gọi là hydroid. Những tế bào này đã chết, nhưng thành mỏng và rất dễ thấm nước. Chúng được sắp xếp thành hàng trên hàng kia và nằm ở trung tâm của caulidium.

Sinh sản hữu tính phụ thuộc vào nước

Rêu có các giao tử đực (tinh trùng) có trùng roi. Khi antheridium trưởng thành, sự hiện diện của nước là cần thiết để nó mở ra. Một khi sự phân hủy xảy ra, tinh trùng vẫn nổi trong màng nước.

Để quá trình thụ tinh diễn ra, sự hiện diện của nước là rất cần thiết. Tinh trùng có thể tồn tại trong môi trường nước khoảng sáu giờ và có thể di chuyển quãng đường lên đến 1 cm.

Sự xuất hiện của các giao tử đực đến tế bào nguyên sinh được thuận lợi bởi tác động của các giọt nước. Khi chúng bắn ra các hướng khác nhau, chúng mang theo một số lượng lớn tinh trùng. Điều này có tầm quan trọng lớn trong việc sinh sản của các nhóm dị nhiễm.

Trong nhiều trường hợp, bao quy đầu có hình dạng như chiếc cốc, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tán tinh trùng khi có tác động của nước. Rêu có thói quen leo trèo tạo thành nhiều lớp nước liên tục mà qua đó các giao tử di chuyển.

Rêu chịu được mất nước

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

Bởi vì chúng là poikilohydric, chúng có thể mất và tích nước rất nhanh. Khi môi trường khô hạn, chúng có thể mất đến 90% lượng nước và phục hồi khi độ ẩm tăng lên.

Loài Tortula Ruralis đã được bảo quản ở độ ẩm 5%. Nhờ được bù nước, cô ấy đã có thể lấy lại khả năng trao đổi chất của mình. Một trường hợp thú vị khác là Grimmia pulvinata. Các mẫu thảo mộc trên 80 năm tuổi đã được chứng minh là khả thi.

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

Một trong những yếu tố góp phần duy trì cấu trúc tế bào là sự hiện diện của các protein được gọi là bù nước. Chúng can thiệp vào sự ổn định và phục hồi của các màng bị hư hỏng trong quá trình mất nước.

Ở một số loài, không bào được quan sát thấy phân chia thành nhiều không bào nhỏ trong quá trình mất nước. Khi độ ẩm tăng lên, chúng lại hợp nhất và tạo thành một không bào lớn.

Thực vật chịu được ẩm ướt trong thời gian dài có cơ chế chống oxy hóa, do thực tế là thiệt hại oxy hóa tăng lên theo thời gian mất nước.

Người giới thiệu

1. Glime J (2017) Quan hệ nước: Chiến lược thực vật. Chương 7-3. Trong: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Sinh lý học. Ebook được tài trợ bởi Đại học Công nghệ Michigan và Hiệp hội Nhà khoa học Quốc tế. 50.pp.
2. Glime J (2017) Mối quan hệ nước: Môi trường sống. Chương 7-8. Trong: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Sinh lý học. Ebook được tài trợ bởi Đại học Công nghệ Michigan và Hiệp hội Nhà khoa học Quốc tế. 29. trang
3. Green T, L Sancho và A Pintado (2011) Sinh lý học về chu trình hút ẩm / bù nước ở rêu và địa y. In: Lüttge U, E Beck và D Bartels (eds) Plant Desication Tolerance. 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 Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera và B Valdés (1997) Botánica. McGraw Hill - Interamericana từ Tây Ban Nha. Madrid, Tây Ban Nha. 781 tr.
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 mất nước của nó. Luận văn ứng tuyển chức danh TSKH. Khoa Nông học, Đại học Quốc gia Colombia, Bogotá. 158 tr.