Te sita komórki są te, które niosą sok z cukrów i substancji odżywczych w łyku roślinach naczyniowych nie okrytonasiennych. Są one homologiczne z elementami rur sitowych roślin okrytozalążkowych. Oba typy komórek pozostają żywe pomimo utraty jądra komórkowego i kilku niezbędnych organelli.
Komórki sita są długie i wąskie, z zachodzącymi na siebie końcami. Na całej swojej bocznej powierzchni mają małe porowate obszary (sita) stykające się z komórkami albuminy, czasami nazywane komórkami Strasburgera.
Źródło: pixabay.com
Elementy rurowe ekranu są krótkie i szerokie. Tworzą ciągłe rury. Blisko ich końców mają porowate płytki stykające się z komórkami towarzyszącymi.
Struktura
Podobnie jak większość komórek łyka, sita mają ścianę komórkową zbudowaną z celulozy, hemicelulozy i pektyny. Sita to zagłębienia z porami o średnicy do 15 μm. Można je obserwować za pomocą mikroskopu optycznego.
Pory przecinają mostki lub kanaliki cytoplazmatyczne między sąsiednim sitem a komórkami albuminy, które tworzą ciągłość między protoplazmami obu.
Każdy z tych mostów jest otoczony cylindrem kalozy złożonym z gęsto upakowanego β-glukanu o wyglądzie szklistym. Zapobiega to wyciekaniu zawartości mostków.
W przeciwieństwie do elementów rurowych sita, sąsiednie sito i komórki albuminy na ogół nie pochodzą z podziału tej samej komórki rodzicielskiej.
Struktury ścian komórkowych, które za pomocą mostków ustanawiają komunikację między protoplazmami albuminy a komórkami sitowymi, nazywane są plazmodesmatami.
Relacje z innymi komórkami
Rośliny naczyniowe posiadają dwa typy złożonych tkanek przewodzących, zorganizowanych w równoległe wiązki naczyniowe wzdłuż kory korzeni, łodyg, gałęzi i nerwów liści.
Z jednej strony ksylem rozprowadza wodę i rozpuszczone substancje mineralne pobrane z gleby. Z drugiej strony łyk niesie wodę, cukry produkowane w procesie fotosyntezy i składniki odżywcze przechowywane wcześniej w innych komórkach.
Podobnie jak ksylem, łyko pochodzi z regionu wzrostu łodygi zwanego kambium naczyniowym. Jego głównym składnikiem są komórki sita lub elementy rury sitowej.
Łyk zawiera również komórki sklerenchymalne z funkcją wspomagającą, idioblasty, funkcje wydzielnicze i komórki miąższowe z funkcją spichrzania.
Komórki białek są również miąższowe. Podobnie jak komórki towarzyszące okrytozalążkowych, mają protoplazmę z licznymi rybosomami i mitochondriami, rozległą szorstką retikulum endoplazmatyczne, plastydy z ziarnami skrobi i jądro, które można płatkować. Mogą również mieć dużą wakuolę.
Ze względu na brak niezbędnych jąder i organelli, komórki sitowe potrzebują do życia mechanizmu metabolicznego, białek i kompleksów białek rybonuklearnych, innych składników odżywczych, ATP, cząsteczek sygnałowych i hormonów albuminy.
Ruch tych związków w roślinie nie byłby możliwy bez komórek albuminy.
Funkcjonować
Ruch wody i rozpuszczonych substancji w łyku może zachodzić w różnych kierunkach w różnym czasie. Nawet niektóre substancje rozpuszczone mogą jednocześnie poruszać się w przeciwnych kierunkach. Zdolność ta wynika z faktu, że łyko składa się z żywych komórek, zdolnych do przeprowadzania różnych procesów metabolicznych.
Z komórek albuminy cukry wytwarzane w tkankach fotosyntetycznych są ładowane do komórek sitowych. Zwiększenie stężenia cukrów w tych komórkach zmniejsza potencjał osmotyczny soku, przyciągając wodę z sąsiedniego ksylemu. Zwiększa to turgor komórek sitowych.
Zwiększone ciśnienie soku powoduje bierne przemieszczanie się w kierunku tkanek docelowych.
Gdy cukry są uwalniane w tych tkankach, turgor komórek sitowych zmniejsza się, co powoduje powrót wody do ksylemu. Proces ten jest powtarzany cyklicznie, powodując ciągłe wysyłanie cukrów przez łyko i ich wydzielanie w tkankach docelowych.
W niektórych roślinach zrzut cukrów do komórek sitowych wbrew gradientowi stężeń wymaga enzymu adenozynotrifosforanu.
Wyładowanie cukrów w kwiatach i owocach wiąże się z dodatkowym wydatkiem energetycznym, ponieważ transport musi odbywać się przeciwko gradientowi sacharozy, fruktozy i glukozy.
Okresy wzrostu
W okresach największego wzrostu roślin głównymi czynnymi komórkami sitowymi są te, które tworzą część łyka organów spichrzowych skrobi oraz rosnące merystemy wierzchołkowe, korzeniowe i pachowe.
W okresach intensywnej aktywności fotosyntetycznej głównymi aktywnymi komórkami sitowymi są komórki łyka liści i organów spichrzowych.
Patologia
Wirusy atakujące rośliny często wykorzystują systemy komórek sitowych lub elementy rur sitowych jako kanał do inwazji na cały organizm.
Przesiewowe komórki usuwają zmiany chorobowe, które szybko cierpią poprzez odkładanie się modzeli. Mszyce mają specjalnie przystosowane aparaty gębowe, które neutralizują tę obronę, dzięki czemu mogą ssać sok przez wiele godzin. Te i inne owady jedzące soki przenoszą wirusy atakujące rośliny.
Kiedy komórki sitowe umierają, tak samo jak powiązane z nimi komórki albuminowe. Wskazuje to na ścisłą współzależność obu typów mikroorganizmów.
Nie wiadomo, dlaczego duże ilości kanalikowej retikulum endoplazmatycznego mogą powodować zatykanie porów sita w komórkach sitowych roślin nagonasiennych.
Ewolucja
Ksylem i łyko rozwiązały problem transportu wody i składników odżywczych w środowiskach lądowych, umożliwiając ewolucję dużych roślin, a tym samym pojawienie się lasów i generowanie ogromnej różnorodności biologicznej, którą żyją na całym świecie.
W odniesieniu do elementów rur sitowych i ich komórek towarzyszących, powiązane komórki sitowe i komórki albuminy są uważane za prymitywne. Wskazuje na to fakt, że komórki sitowe znajdują się we wszystkich roślinach naczyniowych bez kwiatów i tylko w niektórych filogenetycznie podstawowych roślinach okrytonasiennych.
Uważa się, że okrytozalążkowe pochodzi z roślin nagonasiennych. Byłby to ewolucyjny powód, dla którego systemy transportu soków oparte na elementach rur sitowych są podobne do systemów opartych na komórkach sitowych. Innymi słowy, oba systemy byłyby homologiczne.
Jako dowód tej homologii można wspomnieć, że oba systemy wykazują niezwykłe podobieństwa, zwłaszcza w charakterystyce protoplastu (utrata jądra i samych organelli) oraz systemu przeszukiwania.
Bibliografia
- Azcón-Bieto, J., Talón, M. 2006. Podstawy fizjologii roślin. McGraw-Hill, Madryt.
- Beck, CB 2010. Wprowadzenie do budowy i rozwoju roślin - anatomia roślin w XXI wieku. Cambridge University Press, Cambridge.
- Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Biologia roślin. WH Freeman, Nowy Jork.
- Gifford, EM, Foster, AS 1989. Morfologia i ewolucja roślin naczyniowych. WH Freeman, Nowy Jork.
- Mauseth, JD 2016. Botanika: wprowadzenie do biologii roślin. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
- Rudall, PJ Anatomia roślin kwitnących - wprowadzenie do budowy i rozwoju. Cambridge University Press, Cambridge.
- Schooley, J. 1997. Wprowadzenie do botaniki. Wydawnictwo Delmar, Albany.
- Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Wprowadzenie do biologii roślin. McGraw-Hill, Nowy Jork.