W pneumatophores specjalizują korzeni ujemny geotropizm rosnące na powierzchni wody. Korzenie te mają budowę zbliżoną do porów lub przetchlinek, których funkcją jest dostarczanie powietrza korzeniom typowym dla miejsc podmokłych i zalanych.
Gatunki hydrofityczne, takie jak namorzyny (Avicennia germinans i Laguncularia raecemosa), mają pneumatofory, a także cyprys łysy (Taxodium distichum) i tupelo (Nyssa aquatica). W przypadku mangrowca czerwonego (magla Rhizophora) korzenie oprócz podparcia pozwalają roślinie oddychać.
Pneumatofory. Źródło: flickr.com
Ten typ korzenia rozwija się u niektórych gatunków roślin, które rosną na glebach nasyconych wodą i silnie zagęszczonych. Korzenie nabłonka mają wiele porów i gąbczastych tkanek, które ułatwiają wymianę gazową z otaczającą atmosferą.
Obszary zalane lub namorzyny to środowiska beztlenowe, więc rośliny muszą przystosować się do tych niekorzystnych warunków. W tym przypadku pneumatofory tworzą szerokie przestrzenie międzykomórkowe, które ułatwiają dyfuzję gazów do zanurzonych korzeni.
Charakterystyka ogólna
Pneumatofory rozwijają się jako wyprostowane korzenie tworzące wznoszącą się strukturę lub przedłużenie podziemnego systemu korzeniowego. Korzenie te są eksponowane w ciągu dnia i pozostają na powierzchni wody, ułatwiając pozyskiwanie tlenu z otoczenia.
Lenticel zlokalizowane wzdłuż powierzchni wychwytują tlen przez gąbczastą tkankę, która następnie rozprzestrzenia się po całej roślinie. Gatunki takie jak namorzyny rozwijają pneumatofory, ponieważ gleby silnie zasolone i beztlenowe uniemożliwiają korzeniom wymianę gazową.
U gatunków namorzynowych Avicennia germinans i Sonneratia alba pneumatofory rozwijają się jako boczne, wyprostowane przedłużenia podłużnych korzeni rosnących pod wodą. Podobnie poziome korzenie znacznie się rozszerzają, pełniąc funkcję kotwiczenia.
Pneumatofory namorzynowe mają różne rozmiary i cechy morfologiczne. W mangrowcach Avicennia germinans pneumatofory są podobne do palców lub ołówka, podczas gdy te z gatunku Sonneratia alba są podobne do iglastych.
Pneumatofory mają zwykle mniej niż 30 cm u Avicennia sp. i mniej niż 20 cm u Laguncularia sp. Jednak w Sonneratia sp. rośnie powoli, aż stanie się zdrewniały i osiągnie wysokość od 30 cm do 3 m.
Obecność rozgałęzień w pneumatoforach nie jest powszechna. Jednak rozwidlenia lub rozszerzenia w nadbrzuszu występują, gdy nastąpiło uszkodzenie tkanki lub nacięcia.
Avicennia germinans. Źródło: deskgram.net
Gęstość pneumatoforów lub liczba korzeni powietrznych jest stosunkowo duża. W pełni rozwinięte namorzyny z gatunku Avicennia germinans, o wysokości 2-3 m, mają zwykle ponad 10 000 pneumatoforów.
W namorzynach z rodzaju Avicennia i Sonneratia pneumatofory zawierają chlorofil w warstwach podpowierzchniowych. W rzeczywistości struktury te mają zdolność fotosyntezy w warstwach chlorofilu pod skórką.
Rodzaje pneumatoforów
W zależności od rodzaju powierzchni, pneumatofory dzieli się na dwa typy: gładkie i szorstkie lub szorstkie. Gładkie pneumatofory są charakterystyczne dla młodych tkanek, nadal znajdują się pod wodą, mają gładką powierzchnię i mniej przetchlinek.
Jeśli chodzi o szorstkie pneumatofory, to znajdują się one głównie na powierzchni wody i są najbardziej rozwiniętymi strukturami. Są szorstkie na powierzchni i mają liczne przetchlinki w tkance naskórka.
Pneumatofory to korzenie powietrzne lub oddechowe przystosowane do dostarczania powietrza do zanurzonych części rośliny, zwłaszcza korzeni podziemnych.
Z tego powodu pneumatofory wykazują ujemny geotropizm, więc rosną pionowo w górę, aż dotrą do źródła tlenu.
Funkcjonować
Funkcjonalne pneumatofory mają szarą lub żółtawozieloną skórkę z różnymi przetchlinkami na powierzchni. Podobnie pokryte są wysoce nieprzepuszczalną tkanką naskórkową.
Dlatego główna funkcja pneumatoforów związana jest z wymianą gazową między tkankami wewnętrznymi a atmosferą, procesem zachodzącym poprzez przetchlinki, które pobierają powietrze i przenoszą je osmotycznie przez tkankę gąbczastą do reszty ciała. roślina.
Przenosząc tlen do korzeni podpowierzchniowych, pneumatofory działają jak wyspecjalizowany mechanizm wentylacyjny. W rzeczywistości mechanizm ten umożliwia cyrkulację powietrza przez roślinę, umożliwiając jej przetrwanie w środowisku beztlenowym.
Wzdłuż powierzchni pozostających pod wodą pneumatoforów rozwija się grupa tak zwanych korzeni żerujących. Te żerujące korzenie przystosowane do warunków wysokiego zasolenia pełnią funkcję pochłaniania składników pokarmowych z pożywki wodnej.
Adaptacja do środowiska
Pneumatofory to wyspecjalizowane struktury korzeni, które pozwalają różnym gatunkom, takim jak namorzyny, żyć w osadach beztlenowych.
W rzeczywistości drzewa namorzynowe są przystosowane do przetrwania w glebach ubogich w tlen dzięki korzeniom powietrznym.
Namorzyny. Źródło: pixabay.com
Rośliny potrzebują tlenu do oddychania przez wszystkie żywe tkanki, w tym podziemne korzenie. Dlatego w glebach luźnych bez nasycenia wodą dyfuzja powietrza pomiędzy porami gleby pozwala na zaspokojenie zapotrzebowania na tlen.
Jednak w zalanych glebach przestrzenie nasycają się wodą o zawartości tlenu niższej od powietrza. W rezultacie namorzyny rozwinęły rozległy system korzeni powietrznych ze szkodą dla korzeni podziemnych.
Pod tym względem te korzenie powietrzne, zwane pneumatoforami, umożliwiają wymianę gazową w kierunku korzeni podziemnych. Pneumatofory wyrastają z podziemnych korzeni na powierzchnię gleby lub wody.
Na obszarach przybrzeżnych, gdzie rosną namorzyny, pneumatofory wciągają powietrze podczas odpływów przez przetchlinki. Później przenosi powietrze przez tkanki gąbczaste do reszty rośliny, zwłaszcza w kierunku korzeni podziemnych.
W czerwonych namorzynach obserwuje się korzenie wsporcze rozciągające się od pnia i korzenie przybyszowe z gałęzi. Wręcz przeciwnie, w czarnych namorzynach nie obserwuje się korzeni wsporczych, ale są małe korzenie powietrzne, które rozwijają się pionowo z gleby otaczającej pień.
Bibliografia
- Everett Thomas H., Weber Lillian M. i wsp. (2018) Pneumatophores: Tree Structure And Growth. Odzyskane na: britannica.com
- Lim Kelvin K., Murphy Dennis H., Morgany T., Sivasothi N., Ng Peter K., Soong BC, Tan Hugh T., Tan KS & Tan TK (2001) „A Guide to Mangroves of Singapore”. Tom 1: Ekosystem i różnorodność roślin. Odzyskany w mangrove.nus.edu.sg
- Pallardy Stephen G. (2008) Enzymes, Energetics and Respiration. Physiology of Woody Plants (wydanie trzecie), strony 169-197.
- Pneumatophore (2016) A Dictionary of Biology. Odzyskane na: encyclopedia.com
- Purnobasuki, H., Purnama, PR i Kobayashi, K. (2017). Morfologia czterech typów korzeni i anatomia połączenia korzeń-korzeń w szlaku relacji gazu w Avicennia Marina (Forsk) Vierh Roots. Vegetos-An International Journal of Plant Research, 30 (2), 100–104.