Какова функция устьиц растений?
Устьица – это крошечные отверстия или поры в тканях растений, которые обеспечивают газообмен. Устьицы обычно находятся в листьях растений, но их также можно найти в некоторых стеблях. Специализированные клетки, известные как замыкающие клетки, окружают устьица и открывают и закрывают поры устьиц. Устьица позволяет растению поглощать углекислый газ, необходимый для фотосинтеза. Они также помогают уменьшить потерю воды, закрываясь в жаркую или сухую погоду. Устьица похожи на крошечные рты, которые открываются и закрываются, помогая дышать.
Растения, которые живут на суше, обычно имеют тысячи устьиц на поверхности листьев. Большинство устьиц расположено на нижней стороне листьев растений, что снижает их подверженность воздействию тепла и воздушного потока. У водных растений устьица расположены на верхней поверхности листьев. Стома (в единственном числе для устьиц) окружена двумя типами специализированных растительных клеток, которые отличаются от эпидермальных клеток других растений. Эти клетки называются замыкающими клетками и вспомогательными клетками.
Защитные клетки представляют собой большие клетки в форме полумесяца, две из которых окружают стому и соединены с обоими концами. Эти клетки увеличиваются и сокращаются, открывая и закрывая поры устьиц. Защитные клетки также содержат хлоропласты, светозахватывающие органеллы растений.
Дочерние клетки, также называемые вспомогательными клетками, окружают и поддерживают замыкающие клетки. Они действуют как буфер между замыкающими клетками и клетками эпидермиса, защищая клетки эпидермиса от роста замыкающих клеток. Дочерние клетки разных типов растений существуют в различных формах и размерах. Они также расположены по-разному относительно их расположения вокруг защитных ячеек.
Типы устьиц
Устьицы можно сгруппировать в разные типы в зависимости от количества и характеристик окружающих вспомогательных клеток. Примеры различных типов устьиц включают:
- Аномоцитарные устьицы: содержат клетки неправильной формы, похожие на клетки эпидермиса, которые окружают каждую стому.
- Анизоцитарные клетки. Устьица: особенности включают неравное количество вспомогательных клеток (три), окружающих каждую стому. Две из этих клеток значительно больше, чем третья.
- Диацитарные устья: устьица окружены двумя вспомогательными клетками, перпендикулярными каждой стоме.
- Парацитарные устья: две вспомогательные клетки расположены параллельно замыкающим клеткам и устьичной поре.
- Зерновые устья: замыкающие клетки узкие в середине и более широкие на концах. Вспомогательные ячейки параллельны защитным ячейкам.
Две основные функции устьиц
Двумя основными функциями устьиц являются для поглощения углекислого газа и ограничения потери воды из-за испарения. У многих растений устьица днем остаются открытыми, а ночью закрытыми. Устьица открыты в течение дня, потому что именно в это время обычно происходит фотосинтез.. При фотосинтезе растения используют углекислый газ, воду и солнечный свет для производства глюкозы, воды и кислорода. Глюкоза используется в качестве источника пищи, а кислород и водяной пар уходят через открытые устьицы в окружающую среду. Углекислый газ, необходимый для фотосинтеза, поступает из открытых устьиц растений. Ночью, когда солнечный свет больше не доступен и фотосинтез не происходит, устьица закрываются. Это закрытие предотвращает утечку воды через открытые поры.
Как они открываются и закрываются?
Открытие и закрытие устьиц регулируется такими факторами, как свет, уровень углекислого газа в растениях и изменения условий окружающей среды. Влажность – это пример условий окружающей среды, которые регулируют открытие или закрытие устьиц. При оптимальных условиях влажности устьица открыты. Если уровень влажности в воздухе вокруг листьев растений снизится из-за повышения температуры или ветреных условий, больше водяного пара будет распространяться от растения в воздух. В таких условиях растения должны закрывать устьица, чтобы предотвратить лишнюю потерю воды.
Устьицы открываются и закрываются в результате диффузии. В жарких и сухих условиях, когда потеря воды из-за испарения велика, устьица должны закрыться, чтобы предотвратить обезвоживание. Защитные клетки активно перекачивают ионы калия (K + ) из замыкающих клеток в окружающие клетки. Это заставляет воду в увеличенных замыкающих клетках осмотически перемещаться из области с низкой концентрацией растворенного вещества (замыкающие клетки) в область с высокой концентрацией растворенного вещества (окружающие клетки). Потеря воды в замыкающих клетках приводит к их сокращению. Это сжатие закрывает устьичную пору.
Когда условия меняются так, что устьица нуждаются в открытии, ионы калия активно перекачиваются обратно в замыкающие клетки из окружающих клеток. Вода осмотически перемещается в замыкающие клетки, заставляя их набухать и искривляться. Это увеличение замыкающих клеток открывает поры. Через открытые устьицы растение поглощает углекислый газ, который используется в фотосинтезе. Кислород и водяной пар также выбрасываются обратно в воздух через открытые устьица.
Источники
- Чандра, В. и Пушкарь. , К. «Тема по ботанике: анатомические особенности по отношению к таксономии». Competition Science Vision , август 2005 г., стр. 795-796.
- Ферри, Р. Дж. Стомат, дочерняя компания Клетки и последствия “. Журнал MIOS , т. 9 выпуск. 3, март 2008 г., стр. 9–16.
Источник
Устьица растений*
Устьица растений* — находятся в их кожице (эпидермисе). Каждое растение находится в постоянном обмене с окружающей атмосферой. Оно постоянно поглощает кислород и выделяет углекислоту. Кроме того, своими зелеными частями оно поглощает углекислоту и выделяет кислород. Затем, растение постоянно испаряет воду. Так как кутикула, которой покрыты листья и молодые стебли, очень слабо пропускает через себя газы и водяные пары, то для беспрепятственного обмена с окружающей атмосферой в кожице имеются особые отверстия, называемые У. На поперечном разрезе листа (фиг. 1) У. представляется в виде щели ( S ), ведущей в воздухоносную полость ( i ) .
Фиг. 1. Устьице ( S ) листа гиацинта в разрезе.
По обеим сторонам У. находится по одной замыкающей клетке. Оболочки замыкающих клеток дают в сторону устьичного отверстия по два выроста, благодаря которым оно распадается на две камеры: передний и задний дворик. При рассматривании с поверхности — У. представляется в виде продолговатой щели, окруженной двумя полулунными замыкающими клетками (фиг. 2).
Фиг. 2. Устьице листа Sedum purpurascens с поверхности.
Днем У. открыты, на ночь же они закрываются. У. закрываются также днем во время засухи. Закрывание У. производится замыкающими клетками. Если кусочек кожицы листа положить в воду, то У. продолжают оставаться открытыми. Если же воду заменить раствором сахара, вызывающим плазмолиз клеток, то У. закроются. Так как плазмолиз клеток сопровождается уменьшением их объема, то отсюда следует, что закрывание У. есть результат уменьшения объема замыкающих клеток. Во время засухи замыкающие клетки теряют часть своей воды, уменьшаются в объеме и закрывают У. Лист оказывается покрытым сплошным слоем кутикулы, слабо пропускающей водяные пары, чем и предохраняется от дальнейшего высыхания. Ночное закрывание У. объясняется следующими соображениями. Замыкающие клетки постоянно содержат в себе хлорофилловые зерна и поэтому способны к усвоению атмосферной углекислоты, т. е. к самостоятельному питанию. Накопленные на свету органические вещества сильно притягивают к себе из окружающих клеток воду, поэтому замыкающие клетки увеличиваются в объеме и открываются. Ночью же выработанные на свету органические вещества расходуются, а вместе с ними утрачивается способность притягивать воду, и У. закрываются. У. находятся как на листьях, так и на стеблях. На листьях они помещаются или на обеих поверхностях, или же на одной из них. Травянистые, мягкие листья имеют У. как на верхней, так и на нижней поверхности. Твердые кожистые листья имеют У. почти исключительно на нижней поверхности. У листьев, плавающих на поверхности воды, У. исключительно находятся на верхней стороне. Количество У. у различных растений очень различно. Для большинства листьев число У., находящихся на одном квадратном миллиметре, колеблется между 40 и 300. Наибольшее число У. находится на нижней поверхности листа Brassica Rара — на 1 кв. мм 716. Существует некоторая зависимость между количеством У. и влажностью места. В общем растения влажных местностей имеют более У., чем растения сухих местностей. Кроме обыкновенных У., служащих для газового обмена, у многих растений имеются еще водяные У. Они служат для выделения воды не в газообразном состоянии, но в жидком. Вместо лежащей под обыкновенными У. воздухоносной полости под водяными У. находится особая водоносная ткань, состоящая из клеток с тонкими оболочками. Водяные У. встречаются по большей части у растений сырых местностей и находятся на различных частях листьев независимо от находящихся тут же обыкновенных У. Водяные У. выделяют капли воды по большей части тогда, когда вследствие большой влажности воздуха не могут испарять воду воздухоносные У. Кроме водяных У., существует целый ряд разнообразных приспособлений для выделения листьями воды в жидком виде. Все такие образования получили название гидатод (Hydathode). Примером могут служить гидатоды Gonocaryum pyriforme (фиг. 3).
Фиг. 3. Гидатода листа Gonocaryum pyriforme.
На поперечном разрезе через лист видно, что некоторые из клеток кожицы особенным образом изменились и превратились в гидатоды. Каждая гидатода состоит из трех частей. Наружу выдается идущий вкось вырост, пронизанный узким канальцем, через который вытекает вода гидатоды. Средняя часть имеет вид воронки с очень утолщенными стенками. Нижняя часть гидатоды состоит из тонкостенного пузыря. Некоторые растения выделяют своими листьями большие количества воды, не имея никаких особо устроенных гидатод. Напр. различные виды Salacia выделяют между 6—7 часами утра такие большие количества воды, что вполне заслуживают названия дождевых кустарников: при легком прикосновении к ветвям с них падает настоящий дождь. Вода выделяется простыми порами, покрывающими в большом количестве наружные оболочки клеток кожицы.
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890—1907 .
Источник
Каково значение устьиц? Их роль в жизни растений?
Устьица — это орган для газообмена между растением и воздушной средой. Растение, как и все живое, дышит. Результатом такого дыхания является выделение углекислого газа и воды. Это необходимо выбрасывать. Для фотосинтеза нужен углекислый газ, который должен пройти через устьица к хлоропластам. В процессе фотосинтеза появляется кислород, который нужно срочно удалить из хлоропластов, иначе он окислит только что произведенную органику еще до того как она поступит в ткани. Кроме того, растению все время нужно испарять воду, иначе вода не будет перемещаться снизу вверх, неся с собой минеральные вещества.
Вот такие они противоречивые, растения, дающие всем жизнь.
Устьица очень важный орган растения, благодаря которому оно не только испаряет излишки влаги, но и дышит. Таким образом устьица выполняют две роли. В жаркое время они усиливают испарение воды с поверхности листа, тем самым охлаждая его, не давая листику сгореть под лучами солнца. К вечеру устья прикрываются и испарение воды уменьшается. В засушливый период устьица вообще могут закрыться, чтобы сэкономить воду растению. Вторая роль устьиц — газообмен между растением и окружающей средой. Через устьица растения получают углекислый газ для фотосинтеза и кислород для дыхания, через устьица полученный при фотосинтезе дополнительный кислород выводится в атмосферу.
Источник