Транспорт води та мінеральних солей по кореню

У багатьох випадках пасивне надходження поживних солей із зовнішнього розчину в провідну систему рослини пов'язують з рухом води, Це перенесення речовин з Транспіраціонний струмом або дифузія у вільному просторі, велика частина якого представлена ​​водною фазою, що міститься в клітинних оболонках або в інших компонентах клітини. Поняття «вільний простір» введено в ботанічну літературу англійськими дослідниками Бріггсом і Робертсоном для позначення тієї частини рослинної клітини, в яку речовини надходять шляхом вільної дифузії. Частина вільного простору, пов'язана з клітинними оболонками і межклетниками, називається апопласта.







Переміщення речовин від клітини до клітини в тканинах рослин може відбуватися по цитоплазмі завдяки наявності плазмодесм-цитоплазматичних містків між протопластами сусідніх клітин. Частина простору клітини, пов'язана з цитоплазмою, називається симпластом.

Функціонування симпласта як транспортної магістралі можливе за двох умов: 1) постійного надходження речовин з апопласта через цитоплазматичну мембрану; 2) залучення надходять речовин в процеси метаболізму, за рахунок яких створюється необхідний для транспорту градієнт концентрації різних метаболітів між місцями їх первинної акумуляції та споживання.

Доля елементів мінерального живлення, що надходять із зовнішнього розчину в тканини кореня, складається по-різному. Одні з них вільно проходять через всі клітини кореня і надходять в провідну систему в такому ж вигляді, в якому надійшли з зовнішнього розчину. Інші негайно включаються в метаболічні реакції і надходять в судини вже в складі органічних сполук. Треті після циклу хімічних реакцій знову виділяються з нестійких з'єднань і в такій формі потрапляють в провідні елементи. І, нарешті, частина надійшли в тканини кореня елементів може включатися до складу органічний їх з'єднань, що складають компоненти клітин самого кореня.







Природно, механізми і шляхи транспорту різних іонів в корені різні. Якщо іони, «нейтральні» по відношенню до метаболізму власне кореня, можуть транспортуватися виключно по вільному простору, не потребуючи для свого пересування в витраті метаболічної енергії, то С-, N -, Р- Na - К-містять сполуки повинні обов'язково пройти метаболизацию на рівні плазмалемми або у внутрішньому просторі клітини.

Основні положення уявлень про поглинання і пересування речовин в живих клітинах кореня наступні: 1) первинне поглинання іонів здійснюється клітинними оболонками шляхом обмінної адсорбції; оболонки рослинних клітин - це вільний простір для руху іонів; 2) в надходженні іонів в цитоплазму клітини беруть участь активні механізми; 3) одним з необхідних умов для сімпластіческого транспорту іонів є їх первинна акумуляція у внутрішньому просторі клітини. Сімпластіческій транспорт опосередкований метаболічними процесами, що відбуваються в клітині. Ці положення стосуються не тільки до тканин кореня, а й до всіх комплексам рослинних клітин.

Питання про механізм надходження іонів в судини не має однозначного вирішення. Іони можуть акумулюватися в цитоплазмі епідермальних клітин і потім дифундувати через симпласт у внутрішні тканини, досягаючи трахеальні елементів ксилеми. Паренхімні клітини, що оточують судини, можуть секретувати в них іони і органічні речовини. Можливо, що деякі солі дифундують по плазмодесмам прямо в ще не закінчили диференціацію судини ксилеми, і в цьому випадку їх транспорт не залежить від проникності плазмалемми.

З активністю поверхневої мембрани цитоплазми пов'язаний також піноцитозні механізм поглинання, зазначений у поверхневих клітин кореня. У рослинних клітинах він протікає шляхом утворення дуже дрібних впячіваній, що не перевищує кількох сотень ангстрем, в які потрапляє рідина разом з розчиненими в ній речовинами. Однак надходження крапельок зовнішнього розчину усередину клітини ще не є поглинанням. Це підготовчий етап, який полегшує подальший транспорт поживних елементів в цитоплазму і забезпечує можливість локального перетворення речовин перед залученням їх в метаболізм.

Функціональна роль пиноцитоза може зводитися до збільшення поверхні поглинання, що сприяє більшій ефективності механізмів активного і пасивного транспорту речовин в цитоплазму. Пиноцитоз грає важливу роль в механізмі самозахисту клітини, так як призводить до перетравлювання різних чужорідних частинок.







Схожі статті