У ситові клітини є ті , які несуть сік з цукром і поживних речовин в флоеми , НЕ покритонасінних судинних рослин. Вони гомологічні елементам ситоподібних покритонасінних труб. Обидва типи клітин залишаються живими, незважаючи на те, що втратили ядро та кілька основних органел.
Ситові осередки довгі і вузькі, з кінцями, що перекриваються. На всій їх бічній поверхні вони мають невеликі пористі ділянки (сита), що контактують з білковими клітинами, іноді їх називають клітинами Страсбургер.
Джерело: pixabay.com
Елементи екранні трубки короткі та широкі. Вони утворюють суцільні трубочки. Біля їх кінців вони мають пористі пластинки, що контактують із супутніми клітинами.
Будова
Як і більшість клітин флоеми, сита мають клітинну стінку, що складається з целюлози, геміцелюлози та пектину. Екрани - це поглиблення з порами діаметром до 15 мкм. Це можна спостерігати за допомогою оптичного мікроскопа.
Пори перетинаються містками або цитоплазматичними канальцями між сусідніми ситами та білковими клітинами, які створюють наступність між протоплазмами обох.
Кожен з цих містків оточений циліндром з калозою, що складається з щільно упакованого гіалінового вигляду β-глюкана. Це запобігає витоку вмісту мостів.
На відміну від елементів ситових труб, сусідні ситові та білкові клітини, як правило, не походять від поділу тієї ж батьківської клітини.
Структури клітинних стінок, які за допомогою мостів встановлюють зв’язок між протоплазмами альбумінових і ситових клітин, називаються плазмодесматами.
Зв'язок з іншими клітинами
Судинні рослини мають два типи складної провідної тканини, організованої в паралельні судинні пучки вздовж кори коренів, стебел, гілок та листкових вен.
З одного боку, ксилема розподіляє воду та мінеральні розчинники, взяті з ґрунту. З іншого боку, флоема несе воду, цукри, що утворюються при фотосинтезі, та поживні речовини, які раніше зберігалися в інших клітинах.
Як і ксилема, флоема походить з області росту стебла, званої судинним камбієм. Основним його компонентом є ситові осередки або елементи ситової трубки.
У флоемі також містяться склеренхімальні клітини з функцією підтримки, ідіобластами, секреторною функцією та паренхіматозними клітинами з функцією зберігання.
Альбумінозні клітини також паренхіматозні. Як і клітини-супутники покритонасінних рослин, вони мають протоплазму з рясними рибосомами та мітохондріями, обширним шорстким ендоплазматичним ретикулумом, пластидами з крохмальними зернами та ядром, яке може бути лопатевим. Вони також можуть мати велику вакуоль.
Не маючи важливих ядер та органел, ситові клітини потребують метаболічної машини, білків та рибоядерних білкових комплексів, інших поживних речовин, АТФ, сигнальних молекул та білкових гормонів.
Рух цих сполук всередині рослини було б неможливим без білкових клітин.
Функція
Рух води та розчинених речовин у флоемі може відбуватися в різні сторони в різний час. Навіть певні розчинники можуть одночасно рухатися в протилежних напрямках. Ця здатність обумовлена тим, що флоема складається з живих клітин, здатних здійснювати різні обмінні процеси.
З білкових клітин цукор, що утворюється в фотосинтетичних тканинах, завантажується в ситові клітини. Підвищення концентрації цукрів у цих клітинах зменшує осмотичний потенціал соку, залучаючи воду з сусіднього ксилему. Це збільшує тургор клітин сита.
Підвищений тиск соку змушує його пасивно рухатись до цільових тканин.
Коли цукри скидаються в ці тканини, тургор ситових клітин знижується, через що вода повертається до ксилеми. Цей процес повторюється циклічно, виробляючи безперервне надсилання цукрів флоемою та її виділення в тканини-мішені.
У деяких рослин для скидання цукрів у ситові клітини проти градієнта концентрації потрібен фермент аденозинтрифосфат.
Вивантаження цукрів у квітках та фруктах передбачає додаткові витрати енергії, оскільки транспортування має відбуватися на тлі градієнта цукрози, фруктози та глюкози.
Періоди росту
У періоди найбільшого росту рослин основними діючими ситовими клітинами є ті, що входять до складу флоеми органів зберігання крохмалю та зростаючих верхівкових, кореневих та пахвових меристем.
У періоди інтенсивної фотосинтетичної активності основними діючими ситовими клітинами є клітини флоеми листя та органів зберігання.
Патологія
Віруси, які атакують рослини, часто використовують ситові клітинні системи або елементи ситових труб як канал для вторгнення в весь організм.
Екрановані клітини знищують ураження, які швидко страждають через відкладення мозолі. Попелиці мають спеціально пристосовані ротові порожнини для нейтралізації цього захисту, тому вони можуть постійно смоктати сік годинами. Ці та інші комахи-комахи передають віруси, що атакують рослини.
Коли ситові клітини гинуть, так це роблять і пов'язані з ними білкові клітини. Це свідчить про тісну взаємозалежність обох типів мікроорганізмів.
Невідомо, чому велика кількість трубчастого ендоплазматичного ретикулума може спричинити закупорку ситових пір в ситових клітинах голонасінних рослин.
Еволюція
Ксилем та флоема вирішили проблему транспорту води та поживних речовин у наземних середовищах, що дозволило еволюціонувати великі рослини, а отже, поява лісів та генерування величезного біорізноманіття, яке вони мають у всьому світі.
Що стосується елементів ситових труб і їх супутніх клітин, то пов'язані ситові та білкові клітини вважаються примітивними. На це вказує той факт, що ситові клітини є у всіх не квітучих судинних рослинах і лише в деяких філогенетично базальних покритонасінних рослинах.
Вважається, що покритонасінні походять з голонасінних. Це було б еволюційною причиною того, що системи транспортування соку, засновані на елементах ситових труб, подібні до систем на основі ситових клітин. Іншими словами, обидві системи були б гомологічними.
Як доказ цієї гомології можна відзначити, що обидві системи мають надзвичайну схожість, особливо в характеристиках протопласта (втрата ядра та самих органел) та системи скринінгу.
Список літератури
- Azcón-Bieto, J., Talón, M. 2006. Основи фізіології рослин. McGraw-Hill, Мадрид.
- Бек, CB 2010. Вступ у структуру та розвиток рослин - анатомія рослин протягом ХХІ століття. Cambridge University Press, Кембридж.
- Еверт, РФ, Ейхорн, SE 2013. Біологія рослин. WH Freeman, Нью-Йорк.
- Gifford, EM, Foster, AS 1989. Морфологія та еволюція судинних рослин. WH Freeman, Нью-Йорк.
- Mauseth, JD 2016. Ботаніка: вступ до біології рослин. Jones & Bartlett Learning, Берлінгтон.
- Рудалл, П.Я. Анатомія квітучих рослин - вступ до структури та розвитку. Cambridge University Press, Кембридж.
- Schooley, J. 1997. Вступ до ботаніки. Видавництва Delmar, Олбані.
- Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Вступна біологія рослин. McGraw-Hill, Нью-Йорк.