в какой части корня расположена апикальная меристема
Апикальная меристема
Апика́льная меристе́ма — группа меристематических (образовательных) клеток, организованных в ростовой центр, занимающая терминальное положение в стебле и обеспечивающая образование всех органов и первичных тканей побега.
Слово «апикальный» происходит от лат. apex — «вершина», в данном случае — верхушка побега, в которой расположен конус нарастания.
Расположение
Апикальные меристемы располагаются на верхушке побегов (главных и боковых) и на кончике всех молодых корешков. Такое расположение меристем определяется уже в начальных фазах онтогенеза. Оплодотворённая яйцеклетка при делении образует предзародыш (проэмбрио), состоящий из эмбриональных (меристематических клеток). При дифференциации тела проэмбрио в кончике первичного корешка и на верхушке первичной почечки локализуются группы меристематических клеток, формирующих апикальные меристемы. Верхушечные меристемы обусловливают рост побегов и корней в длину (высоту), их ветвление. Каждый боковой побег и корень также имеет апикальную меристему.
Строение
Верхняя часть апикальной меристемы представлена инициалями (единственной клеткой — у хвощей и многих папоротников и многоклеточной структурой — у семенных растений). Ближайшие производные инициальных клеток часто выделяют в зону протомеристемы. Вслед за ней лежат ткани, уже частично дифференцированные, но всё ещё находящиеся в меристематическом состоянии, которые относят к частично детерминированной первичной меристеме. В зависимости от производимых ею систем тканей детерминированная меристема включает следующие клеточные комплексы: тунику, образющую в дальнейшем первичную покровную ткань (эпидермис) и часть первичной коры, и корпус, клетки которого постепенно формируют комплекс проводящих тканей (центральный цилиндр); в корне — дерматоген, дифференцирующийся в первичную покровную ткань (ризодермис); периблему — будущую первичную кору; плерому — центральный цилиндр. Таким образом, будущий ход развития меристематических тканей частично детерминирован уже самим размещением их в апексе побега и корня.
Апикальная меристема. Чехлик. Первичная структура корня
Корень, подобно надземному побегу, имеет свою апикальную меристему, сильно отличающуюся от конуса нарастания побега.
Апикальная меристема корня обладает свойством откладывать производные элементы в двух направлениях — наружу от кончика корня и внутрь от него. Наружные производные апикальной меристемы формируют защитное образование — корневой чехлик.
Своеобразие чехлика заключается в том, что межклетные пластинки, склеивающие наружные стенки клеток чехлика, после окончания дифференциации клеток разрушаются, клетки же легко отстают друг от друга, шелушатся, особенно под воздействием различных механических факторов, например, при трении о частицы почвы, в которой продвигается растущий кончик корня. Благодаря такому устройству чехлик представляет собой образование, защищающее от повреждения нежные клетки меристемы корня, расположенные за ним. Чехлик постоянно нарастает за счет образовательной ткани, но при этом практически не увеличивается в размерах, так как самые наружные клетки непрерывно слущиваются.
Строение апикальных меристем варьирует в деталях в отдельных группах растений. В одних случаях в кончике корня отчетливо выделяются клетки меристемы, дающие начало определенным системам постоянных тканей, — коре, центральному цилиндру и чехлику. При этом эпидермис дифференцируется из самого наружного слоя коры или из клеток, имеющих общее происхождение с корневым чехликом. Такой тип меристемы называют закрытым.
Другой тип строения апикальной меристемы корня, считающийся более примитивным, характеризуется группой инициальных клеток, общей для всех тканей. Это открытый тип. Многие низшие сосудистые растения имеют только одну апикальную клетку, дающую начало всем тканям корня.
В результате делений клеток меристемы сначала образуются малодифференцированные зародышевые слои будущих постоянных тканей корня: дерматоген, периблема и плерома. Дифференциация инициальных слоев в постоянные ткани происходит на некотором расстоянии от кончика корня.
На поверхность корня выходит своеобразная покровная ткань, называемая ризодермисом, или эпиблемой, которая по строению и функциям сильно отличается от эпидермиса, покрывающего надземные органы растения. Характерной особенностью ризодермиса является образование им специальных выростов клеток — корневых волосков, сильно увеличивающих всасывающую поверхность корня. У многих растений корневой волосок может образовать любая клетка ризодермиса. Но есть растения, у которых ризодермис наряду с клетками — трихобластами, образующими волоски, содержит клетки, не способные к их образованию.
Корневые волоски, как и вся структура ризодермиса с его плотно расположенными тонкостенными клетками, приспособлены для выполнения одной из важнейших функций корня — функции поглощения питательных растворов из почвы.
Корневые волоски содержат сильно вакуолизированный протопласт с ядрами, стенки их тонкие, кутикула отсутствует. Относительно химического состава оболочек имеются различные сведения. По наиболее определенным данным, внутренняя целлюлозная пластинка корневого волоска снаружи покрыта пектатом кальция. Зона распространения корневых волосков на кончике корня весьма ограничена и зависит от ряда условий. Корневые волоски, как правило, недолговечны, быстро отмирают, но с неменьшей скоростью возникают новые корневые волоски на более молодых участках кончика корня, образовавшихся за это время из конуса нарастания.
Таким образом, зона корневых волосков при соответствующих внешних условиях все время занимает одинаковый по длине и находящийся почти на одном и том же расстоянии от кончика участок корня, перемещаясь вместе с тем в почве и соприкасаясь с новыми и новыми ее частицами. Однако не у всех растений на корнях образуются корневые волоски. Как уже отмечалось выше, широко известен факт отсутствия корневых волосков на корнях водных растений или растений, произрастающих на сильно увлажненной почве. Иногда одно и то же растение, произрастая на сухой почве, образует корневые волоски, а на сильно увлажненной — не образует. Различна и длина корневых волосков у разных видов растений. Наиболее длинные волоски развивают некоторые орхидные (до 3 мм), злаки (до 1,2—1,5 мм), а также некоторые осоки, ситники (у Juncus stygius — до 2,4 мм) и хвощи (до 2,4 мм).
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Апикальная меристема: определение, функция, структура
Определение апикальной меристемы
Апикальный меристемы является областью роста растений, найденных в верхушках корней и на верхушках новых побегов и листьев. Апикальная меристема является одним из трех типов меристемы, или ткань которые могут дифференцироваться в разные клетка типы. Меристема – это ткань, в которой происходит рост растений. Апикальное описание роста, происходящего на кончиках растение, как сверху, так и снизу. Интеркалярная меристема находится между ветвями, а боковая меристема растут в обхвате, например, в древесных растениях.
Апикальная меристема
Апикальная меристема, найденная чуть ниже поверхности ветвей и корней, наиболее удаленных от центра растения, непрерывно делится. Некоторые клетки делятся на более меристематические клетки, в то время как другие клетки делятся и дифференцируются в структурные или сосудистые клетки. На большинстве растений есть два апикальных расположения меристемы. Верхушечная меристема побега встречается в кончиках растений. Эта апикальная меристема отвечает за создание клеток и рост, чтобы вывести растение в свет и воздух, где оно может фотосинтезировать и обмениваться накопленными газами.
Корневая апикальная меристема находится на кончиках корней. Чувствуя состояние почвы вокруг корня, внутри апикальной меристемы создаются сигналы, которые направляют растение к воде и желаемым питательным веществам. Именно по этой причине корни часто проникают в трубы для воды и дренажа, которые несут много питательных веществ, в которых они нуждаются. Апикальная меристема, защищенная корневой крышкой, продолжает образовывать клетки, даже когда корневая крышка очищается от грязи. Апикальная меристема должна производить достаточно клеток, чтобы не только проникнуть в почву, но и заменить клетки, потерянные для истирания.
Апикальная структура меристемы
Апикальная меристема расположена чуть ниже корневой крышки в корнях, как показано на рисунке ниже. Настоящая апикальная меристема представляет собой скопление плотно упакованных и недифференцированных клеток. Из этих клеток выйдет вся клеточная структура, которую использует растение. Недифференцированная апикальная меристемная клетка будет делиться снова и снова, постепенно превращаясь в специализированную клетку.
В корневой апикальной меристеме клетки продуцируются в двух направлениях. В апикальной меристеме отростка клетки создаются только в одном направлении. Апикальная меристема побега может существовать на кончиках растений, как у многих двудольных, или может начаться немного ниже почвы и давать листья, которые растут вверх, как большинство однодольных растений. Однако в обеих группах верхушечная меристема побега является центром роста надземного роста.
Интересно, что апикальная меристема побега у большинства растений способна продуцировать целое растение, тогда как корневая апикальная меристема не может. Ученые использовали способность верхушечной меристемы побега клонировать многие вид растения. Просто отрезав апикальную меристему и перенеся ее в соответствующую среду роста, апикальная меристема разовьет корни и дифференцируется в совершенно новое растение. В качестве дополнительного преимущества на заводе образуется больше апикальных меристем, и их можно собирать для получения большего количества клонов. Таким образом, желаемое растение может размножаться практически до бесконечности.
Регулирование в Апикальном Меристеме
Диверсификация клеток в апикальной меристеме является сложным процессом, контролируемым рядом генов. По сути, эти гены определяют форму и структуру растения. По мере роста апикальной меристемы она разветвляется на более мелкие участки меристемы, которые будут развиваться в ветви стеблей и корней. Время и количество этих событий контролируются рядом генов в растениях. Различные выражения этих генов приводят к различным формам, некоторые из которых более успешны, чем другие. Взаимодействие между этими генами и ростом апикальной меристемы привело к появлению миллионов различных видов растений, которые существуют сегодня.
Разнообразие форм у растений объясняется почти исключительно различиями в функционировании их апикальной меристемы. Некоторые растения, такие как кусты, разветвляются непрерывно и равномерно, в то время как растения, подобные соснам, имеют одну основную ветвь. Корневая апикальная меристема также отвечает за развитие корня. Корни могут быть глубокими и ориентированными на одну ветвь, такую как корнеплод, общий для многих сорняков. У кукурузы и бамбука, с другой стороны, гораздо более рассеянная и волокнистая корневая система, которая зависит от множества ветвящихся и боковых корней.
викторина
1. В чем разница между апикальной меристемой и интеркалярной меристемой?A. Нет разницыB. Апикальная меристема на кончикеC. Интеркалярные меристемы могут быть апикальными
Ответ на вопрос № 1
В верно. Термин апикальный просто означает на кончике. Меристема – это просто часть организм со стволовыми клетками. Интеркаляр описывает пространство между апикальными меристемами, в которых образуются более мелкие ветви.
2. Как можно манипулировать апикальной меристемой, чтобы увеличить урожай?A. Их можно срезать, чтобы создать густое растение.B. Больше меристем означает больше фруктовC. Они не могут быть манипулированы
Ответ на вопрос № 2
В верно. В то время как это могло бы также создать густое растение, большинство фруктов и овощей – продукт оплодотворенного цветка. Цветы обычно образуются в меристеме. Следовательно, если отсечение апикальной меристемы означает больше меристем, можно создать больше цветов.
Ответ на вопрос № 3
верно. Оба набора клеток являются тотипотентными, поскольку они могут дифференцироваться в целый организм. В то время как апикальная меристема может оставаться тотипотентной, стволовые клетки у людей обычно превращают стволовые клетки в мультипотентные, способные трансформироваться только в несколько связанных типов клеток. Это одна из причин, по которой человека труднее клонировать.