ทำไมน้ำจึงสำคัญสำหรับมอส? - ชีววิทยา

น้ำมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับมอสเนื่องจากพืชเหล่านี้ไม่มีเนื้อเยื่อหลอดเลือดหรืออวัยวะเฉพาะสำหรับการดูดซึม ในทางกลับกันพวกมันไม่สามารถควบคุมการสูญเสียน้ำและขึ้นอยู่กับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

มอสเป็นของไบรโอไฟต์ซึ่งถือเป็นพืชกลุ่มแรกที่ตั้งรกรากในสภาพแวดล้อมบนบก gametophyte สร้างร่างกายที่เป็นพืชและสปอโรไฟต์ขึ้นอยู่กับมัน

หยดน้ำบนตะไคร่น้ำ ผู้แต่ง: publicdomainpictures.net

พืชเหล่านี้มีหนังกำพร้าที่บางมากและไม่มีปากใบที่ควบคุมการระบายเหงื่อ พวกมันมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงของความชื้นดังนั้นจึงสามารถคายน้ำได้เร็วมาก

การดูดซึมน้ำอาจเกิดขึ้นได้ทั่วทั้งต้นหรือผ่านทางเหง้า การนำไฟฟ้าสามารถทำได้โดย capillarity, apoplastic หรือ simplistic ในบางกลุ่มมีเซลล์ที่เชี่ยวชาญในการลำเลียงน้ำ (ไฮดรอยด์)

เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ (อสุจิ) ถูกทำให้เกิดแฟล็กและต้องการให้มีน้ำเข้าไปถึงเซลล์ไข่ (gamete ตัวเมีย)

มอสหลายชนิดมีความสามารถในการฟื้นตัวจากการขาดน้ำได้ดี ตัวอย่างสมุนไพร Grimmia pulvinata ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถใช้งานได้หลังจากการอบแห้ง 80 ปี

ลักษณะทั่วไปของมอส

มอสอยู่ในกลุ่มไบรโอไฟต์หรือพืชที่ไม่ใช่เส้นเลือดโดยไม่มีเนื้อเยื่อเฉพาะสำหรับนำน้ำ

ร่างกายของพืชสอดคล้องกับ gametophyte (เฟส haploid) สปอโรไฟต์ (diploid phase) มีการพัฒนาไม่ดีและขึ้นอยู่กับ gametophyte ในการบำรุงรักษา

โดยทั่วไปมอสจะมีขนาดไม่ใหญ่นัก ยาวได้ตั้งแต่ไม่กี่มิลลิเมตรถึง 60 ซม. พวกมันมีการเติบโตทางใบโดยมีแกนตั้งตรง (caulidium) ซึ่งยึดติดกับวัสดุพิมพ์ด้วยเส้นใยขนาดเล็ก (rhizoids) มีโครงสร้างคล้ายใบไม้ (ฟิลิเดีย)

ร่างกายที่เป็นพืชของ gametophyte

Caulidium ตั้งตรงหรือคืบคลาน rhizoids มีหลายเซลล์และแตกแขนง ฟิลิเดียได้รับการกำหนดค่าด้วยขดลวดรอบ ๆ คอลิเดียมและอยู่ในตำแหน่ง

ร่างกายของมอสนั้นประกอบไปด้วยเนื้อเยื่อพาเรนไคมัล รูขุมขนคล้ายปากท้องอาจมีอยู่ในชั้นเนื้อเยื่อชั้นนอกสุดของโครงสร้างบางส่วน

ฟิลิดิออสถูกแบน โดยทั่วไปจะแสดงชั้นของเซลล์ยกเว้นโซนกลาง (ชายฝั่ง) ซึ่งสามารถนำเสนอได้หลายเซลล์

โครงสร้างการสืบพันธุ์

โครงสร้างทางเพศเกิดขึ้นบนร่างกายที่เป็นพืชของ gametophyte มอสสามารถเป็นเพศเดียว (ทั้งสองเพศในเท้าเดียวกัน) หรือแยกกัน (แยกเพศ)

แอนเทอริเดียมประกอบไปด้วยโครงสร้างทางเพศของผู้ชาย พวกมันสามารถมีรูปร่างเป็นทรงกลมหรือยาวและเซลล์ภายในสร้างตัวอสุจิ (เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้) สเปิร์มมีแฟลกเจลลา 2 ตัวและจำเป็นต้องเคลื่อนผ่านน้ำ

โครงสร้างทางเพศของผู้หญิงเรียกว่า Archegonia มีรูปร่างเหมือนขวดที่มีฐานกว้างขึ้นและส่วนแคบยาว ภายในสิ่งเหล่านี้จะมีการสร้าง oocell (gamete ตัวเมีย)

sporophyte

เมื่อการปฏิสนธิของไข่เกิดขึ้นในอาร์คีโกเนียมจะมีการสร้างเอ็มบริโอ สิ่งนี้เริ่มที่จะแบ่งและสร้างร่างกายซ้ำ ประกอบด้วย haustorium ที่ติดอยู่กับ gametophyte ซึ่งมีหน้าที่ดูดซึมน้ำและสารอาหาร

จากนั้นมีก้านดอกและแคปซูล (sporangium) อยู่ในตำแหน่งปลาย เมื่อโตเต็มที่แคปซูลจะสร้าง archesporium เซลล์ของมันผ่านไมโอซิสและสร้างสปอร์

สปอร์จะถูกปล่อยและกระจายไปตามลม ต่อมาพวกมันก็งอกเพื่อสร้างร่างกายที่เป็นพืชของแกมีโทไฟต์

โครงสร้างพืชพันธุ์ของมอสและความสัมพันธ์กับน้ำ

Bryophytes ถือเป็นพืชชนิดแรกที่ตั้งรกรากอยู่ในสภาพแวดล้อมบนบก พวกเขาไม่ได้พัฒนาเนื้อเยื่อที่รองรับหรือมีเซลล์ lignified ดังนั้นจึงมีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามพวกมันมีลักษณะบางอย่างที่ชอบให้พวกมันเติบโตจากน้ำ

ผ้าป้องกัน

ลักษณะสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้พืชตั้งรกรากในสภาพแวดล้อมบนบกคือการมีเนื้อเยื่อป้องกัน

พืชบกมีชั้นไขมัน (หนังกำพร้า) ที่ปกคลุมเซลล์ชั้นนอกของร่างกายพืช นี่ถือเป็นหนึ่งในการปรับตัวที่เกี่ยวข้องมากที่สุดเพื่อให้ได้มาซึ่งความเป็นอิสระจากสภาพแวดล้อมทางน้ำ

ในกรณีของมอสจะมีหนังกำพร้าบาง ๆ อยู่บนใบหน้าของฟิลิเดียอย่างน้อยหนึ่งหน้า อย่างไรก็ตามโครงสร้างของมันช่วยให้น้ำเข้าได้ในบางพื้นที่

ในทางกลับกันการปรากฏตัวของปากใบทำให้พืชบนบกสามารถควบคุมการสูญเสียน้ำจากการคายน้ำได้ Stomata ไม่มีอยู่ในร่างกายของ gametophyte ของมอส

ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงไม่สามารถควบคุมการสูญเสียน้ำได้ (พวกมันคือ poikilohydric) พวกมันไวต่อการเปลี่ยนแปลงของความชื้นในสิ่งแวดล้อมมากและไม่สามารถกักเก็บน้ำไว้ในเซลล์ได้เมื่อมีการขาดน้ำ

พบ Stomata ในแคปซูลสปอโรไฟต์หลายชนิด พวกเขาเกี่ยวข้องกับการระดมน้ำและสารอาหารไปยังสปอโรไฟต์ไม่ใช่การควบคุมการสูญเสียน้ำ

ดูดซึมน้ำ

ในพืชที่มีหลอดเลือดการดูดซึมน้ำจะเกิดขึ้นทางราก ในกรณีของไบรโอไฟต์โดยทั่วไปแล้ว rhizoids จะไม่มีฟังก์ชันนี้ แต่ใช้ในการยึดกับสารตั้งต้น

มอสส์นำเสนอสองกลยุทธ์ที่แตกต่างกันในการดูดซับน้ำ ตามกลยุทธ์ที่นำเสนอแบ่งออกเป็น:

สายพันธุ์เอนโดไฮดริก : น้ำถูกนำมาจากพื้นผิวโดยตรง เหง้ามีส่วนในการดูดซึมและต่อมาน้ำจะถูกส่งไปยังร่างกายทั้งหมดของพืช

ชนิด Exhydric : การดูดซึมน้ำเกิดขึ้นทั่วร่างกายพืชและถูกขนส่งโดยการแพร่กระจาย บางชนิดอาจมีขนปกคลุม (tomentum) ที่ช่วยดูดซึมน้ำที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อม สารกลุ่มนี้ไวต่อการผึ่งให้แห้งมาก

สายพันธุ์เอนโดไฮดริกมีความสามารถในการเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่แห้งกว่าสายพันธุ์ที่ไม่มีน้ำ

การนำน้ำ

ในพืชที่มีหลอดเลือดน้ำจะดำเนินการโดย xylem เซลล์ที่เป็นตัวนำของเนื้อเยื่อนี้ตายแล้วและผนังมีการเคลือบเงาสูง การมีไซเลมทำให้มีประสิทธิภาพสูงในการใช้น้ำ ลักษณะเช่นนี้ทำให้พวกมันสามารถตั้งรกรากที่อยู่อาศัยได้เป็นจำนวนมาก

ในมอสไม่มีเนื้อเยื่อ lignified การนำน้ำสามารถเกิดขึ้นได้สี่วิธี หนึ่งในนั้นคือการเคลื่อนที่แบบเซลล์สู่เซลล์ (ทางเดินแบบง่าย) วิธีอื่น ๆ มีดังต่อไปนี้:

Apoplastic : น้ำเคลื่อนผ่าน apoplast (ผนังและช่องว่างระหว่างเซลล์) การขับขี่ประเภทนี้เร็วกว่าแบบง่ายมาก มีประสิทธิภาพมากกว่าในกลุ่มที่มีผนังเซลล์หนาเนื่องจากมีการนำไฟฟ้าไฮดรอลิกที่สูงขึ้น

ช่องว่างของเส้นเลือดฝอย : ในกลุ่ม ectohydric การระดมน้ำมีแนวโน้มที่จะเป็นไปตามเส้นเลือดฝอย ช่องว่างของเส้นเลือดฝอยเกิดขึ้นระหว่างฟิลิเดียและคอลิเดียมที่อำนวยความสะดวกในการขนส่งน้ำ ท่อเส้นเลือดฝอยสามารถยาวได้ถึง 100 µm

Hydroids : ในสายพันธุ์เอนโดไฮดริกมีการสังเกตการปรากฏตัวของระบบการนำพื้นฐาน มีการสังเกตเซลล์ที่เชี่ยวชาญในการนำน้ำที่เรียกว่าไฮดรอยด์ เซลล์เหล่านี้ตายไปแล้ว แต่ผนังของมันบางและสามารถซึมผ่านน้ำได้มาก พวกมันถูกจัดเรียงเป็นแถวหนึ่งเหนืออีกอันหนึ่งและตั้งอยู่ตรงกลางของคอลิเดียม

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศขึ้นอยู่กับน้ำ

มอสมีเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ (อสุจิ) เมื่อแอนเทอริเดียมโตเต็มที่จำเป็นต้องมีน้ำเพื่อเปิดออก เมื่อเกิดการคายน้ำอสุจิจะยังคงลอยอยู่ในฟิล์มของน้ำ

เพื่อให้เกิดการปฏิสนธิการมีน้ำเป็นสิ่งสำคัญ อสุจิสามารถคงอยู่ในน้ำได้เป็นเวลาประมาณหกชั่วโมงและสามารถเดินทางได้ไกลถึง 1 ซม.

การมาถึงของ gametes ตัวผู้ไปยัง antheridia นั้นได้รับความนิยมจากผลกระทบของหยดน้ำ เมื่อพวกมันกระเด็นไปในทิศทางต่างๆพวกมันจะมีสเปิร์มจำนวนมาก นี่มีความสำคัญอย่างยิ่งในการแพร่พันธุ์ของกลุ่มที่แตกต่างกัน

ในหลาย ๆ กรณีแอนเทอริเดียมีรูปร่างเหมือนถ้วยซึ่งช่วยในการกระจายตัวของอสุจิเมื่อเกิดการกระทบของน้ำ มอสที่มีนิสัยเลื้อยก่อตัวเป็นชั้นน้ำที่ต่อเนื่องกันมากขึ้นหรือน้อยลงซึ่ง gametes เคลื่อนที่ไป

มอสทนต่อการคายน้ำ

มอสบางชนิดเป็นสัตว์น้ำ สายพันธุ์เหล่านี้ไม่ทนต่อการผึ่งให้แห้ง อย่างไรก็ตามสายพันธุ์อื่น ๆ สามารถเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงโดยมีช่วงเวลาที่แห้งแล้ง

เนื่องจากพวกมันเป็นพอยคิโลไฮดริกจึงสูญเสียและรับน้ำได้เร็วมาก เมื่อสภาพแวดล้อมแห้งพวกเขาสามารถสูญเสียน้ำได้ถึง 90% และฟื้นตัวเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น

สายพันธุ์ Tortula Ruralis ถูกเก็บไว้โดยมีความชื้น 5% เธอสามารถฟื้นความสามารถในการเผาผลาญของเธอได้ อีกกรณีที่น่าสนใจคือ Grimmia pulvinata ตัวอย่างสมุนไพรที่มีอายุมากกว่า 80 ปีได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถใช้ได้

ความทนทานต่อการคายน้ำของมอสจำนวนมากนี้รวมถึงกลยุทธ์ที่ช่วยให้พวกมันรักษาความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มเซลล์

ปัจจัยหนึ่งที่มีส่วนช่วยในการรักษาโครงสร้างของเซลล์คือการมีโปรตีนที่เรียกว่ารีไฮดริน พวกเขาเข้าไปแทรกแซงในการรักษาเสถียรภาพและการสร้างใหม่ของเยื่อที่เสียหายระหว่างการคายน้ำ

ในบางสปีชีส์พบว่าแวคิวโอลแบ่งตัวเป็นแวคิวโอลขนาดเล็กจำนวนมากในระหว่างการคายน้ำ เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นพวกมันจะรวมตัวและสร้างแวคิวโอลขนาดใหญ่อีกครั้ง

พืชทนต่อการผึ่งให้แห้งเป็นเวลานานมีกลไกการต้านอนุมูลอิสระเนื่องจากความเสียหายจากออกซิเดชั่นจะเพิ่มขึ้นตามเวลาของการคายน้ำ

อ้างอิง

Glime J (2017) ความสัมพันธ์ของน้ำ: กลยุทธ์ของพืช. บทที่ 7-3. ใน: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. นิเวศวิทยาทางสรีรวิทยา. Ebook สนับสนุนโดย Michigan Technological University และ International Association of Bryologist 50.pp.
Glime J (2017) ความสัมพันธ์ทางน้ำ: Habitats. บทที่ 7-8. ใน: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. นิเวศวิทยาทางสรีรวิทยา. Ebook สนับสนุนโดย Michigan Technological University และ International Association of Bryologist 29.pp.
Green T, L Sancho และ A Pintado (2011) Ecophysiology of Desiccation / Rehydration Cycle ในมอสและไลเคน ใน: Lüttge U, E Beck และ D Bartels (eds) Plant Desiccation Tolerance การศึกษาทางนิเวศวิทยา (การวิเคราะห์และการสังเคราะห์) เล่มที่ 215 Springer เบอร์ลินไฮเดลเบิร์ก
Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera และ B Valdés (1997) Botánica McGraw Hill - Interamericana จากสเปน มาดริดสเปน 781 น.
Montero L (2011) ลักษณะทางสรีรวิทยาและชีวเคมีบางประการของมอส Pleurozium schreberi ที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการทนต่อการขาดน้ำ วิทยานิพนธ์เพื่อใช้ในการเสนอชื่อวิทยาศาสตร์ดุษฎีบัณฑิต. คณะพืชไร่มหาวิทยาลัยแห่งชาติโคลอมเบียโบโกตา 158 น.

ทำไมน้ำจึงสำคัญสำหรับมอส? - ชีววิทยา - 2026