水对于苔藓非常重要,因为这些植物没有维管组织或专门的器官来吸收。另一方面,他们无法调节水分流失,只能依靠水分进行有性繁殖。
苔藓属于苔藓植物,被认为是第一类在陆地环境中定植的植物。配子体形成营养体,而孢子体则依赖于它。
水滴在青苔的。作者:publicdomainpictures.net
这些植物的表皮非常薄,没有调节汗液的气孔。它们非常容易受湿度变化的影响,因此它们会很快变得脱水。
水分吸收可遍及整个植物或通过根状茎发生。可以通过毛细作用,质外性或简单的方式进行传导。在某些群体中,存在着专门用于水(氢氧化合物)运输的细胞。
雄配子(精子)具鞭毛,需要水才能到达卵细胞(雌配子)。
许多苔藓具有从脱水中恢复的强大能力。经过80年的干燥,已证明格里米(Grimmia pulvinata)的植物标本室样本是可行的。
苔藓的一般特征
苔藓属于苔藓植物或非维管植物,其特征是没有专门的组织来导水。
营养体对应配子体(单倍体相)。孢子体(二倍体相)发育较差,并依赖配子体进行维护。
通常,苔藓不会长大。它们的范围从几毫米到60厘米长。它们具有叶状生长,其直立轴(花椰菜)通过细丝(类根瘤)附着在基质上。它们具有叶状结构(丝状)。
配子体的营养体
钙直立或蠕变。根状茎是多细胞的和分支的。丝状体被螺旋形地围绕着花椰菜并且是无柄的。
苔藓的身体实际上由实质组织组成。在某些结构的最外层组织层中可能存在气孔样孔。
费力平了。它通常呈现一层细胞,但中央区域(海岸)除外,在中央区域可以呈现多个细胞。
生殖结构
性结构在配子体的营养体上形成。苔藓可以是雌雄同体的(两性都在同一只脚上)或雌雄异体的(性爱在另一只脚上)。
花药构成男性的性结构。它们可以是球形或细长形,内部细胞形成精子(雄配子)。精子有两个鞭毛,需要在水中移动。
女性的性结构被称为群岛。它们的形状像一个瓶,底部加宽,部分狭窄。在这些内部,形成卵母细胞(雌配子)。
孢子体
当卵的受精发生在始祖鸟中时,就形成了一个胚胎。这开始分裂并形成二倍体。它由附在配子体上的一个吸尿器组成,其功能是吸收水和营养。
然后有一个花梗和顶端的胶囊(孢子囊)。成熟时,胶囊会产生弓形虫。其细胞经历减数分裂并形成孢子。
孢子被风释放并分散。后来它们发芽,形成配子体的营养体。
苔藓的营养结构及其与水的关系
苔藓植物被认为是在陆地环境中定殖的第一批植物。它们没有发育支持组织或木质化细胞的存在,因此体积很小。但是,它们的某些特性有利于它们从水中生长。
防护面料
允许植物在陆地环境中定殖的主要特征之一是保护性组织的存在。
陆生植物的脂肪层(角质层)覆盖了植物体外的细胞。这被认为是实现不受水生环境影响最重要的适应措施之一。
在苔藓的情况下,纤丝的至少一个表面上存在薄的表皮。但是,其结构允许水进入某些区域。
另一方面,气孔的存在使陆地植物能够通过蒸腾调节水分流失。苔藓配子体的营养体中不存在气孔。
因此,他们无法控制水分流失(它们是多羟基的)。它们对环境中的湿度变化非常敏感,并且在缺水时无法将水分保留在细胞内。
在几种物种的孢子囊中已观察到气孔。它们与水和营养物向孢子体的运动有关,而与失水的控制无关。
吸水率
在维管植物中,水分通过根部吸收。就苔藓植物而言,根瘤通常不具有此功能,而是具有固定至基质的功能。
青苔提出了两种不同的吸水策略。根据他们提出的策略,它们分为:
内羟基物质:水直接从基质中吸收。根状茎参与吸收,然后水在内部传导至植物的整个身体。
疏水物种:水分吸收遍布整个植物体内,并通过扩散进行运输。一些物种的毛被(绒毛)可能有利于吸收环境中存在的水分。该组对干燥非常敏感。
内水物种比外水物种能够在更干燥的环境中生长。
水传导
在维管植物中,水是由木质部传导的。该组织的导电细胞已死亡,壁高度木质化。木质部的存在使它们在用水方面效率很高。这一特征使他们能够在大量栖息地中定居。
在苔藓中,不存在木质化的组织。水的传导可以四种不同的方式发生。其中之一是细胞到细胞的运动(简单的途径)。其他方法如下:
原质体:通过质外体水移动(墙壁和细胞间隙)。这种驱动比简单驱动要快得多。由于其较高的水力传导性,在那些壁厚较厚的组中效率更高。
毛细管空间:在水合族中,水的流动往往是通过毛细管现象。在丝状体和花椰菜之间形成毛细管空间,以促进水的输送。毛细血管的长度可达100 µm。
螅体:在endohydric物种一个基本传导系统的存在下已经观察到。观察到专门从事水传导的细胞称为类水合物。这些细胞已经死了,但是它们的壁很薄,并且对水很容易渗透。它们排列成一排,一排排在上方,并位于钙锭的中央。
依赖水的有性生殖
苔藓具鞭毛的雄配子(精子)。当花药成熟时,必须有水才能打开。一旦开裂,精子就会漂浮在水膜中。
为了使受精发生,水的存在是必不可少的。精子可以在水性介质中存活约六个小时,并且可以传播长达1厘米的距离。
水滴导致的影响有利于雄配子到达花粉。当它们向不同的方向飞溅时,它们会携带大量精子。这在异性恋群体的繁殖中非常重要。
在许多情况下,该花药的形状像杯子,当发生水的撞击时,它有助于精子的散布。具蠕动习性的苔藓或多或少地形成连续的水层,配子可通过这些水层移动。
苔藓对脱水的耐受力
有些苔藓是水生专性的。这些种类不耐干燥。但是,其他物种也可以在极端的环境中以明显的干旱时期生长。
因为它们是多元酚,所以它们会很快流失并获得水分。当环境干燥时,它们可能损失多达90%的水,并在湿度增加时恢复。
储存的Tortula Ruralis物种的水分含量为5%。通过补充水分,她能够恢复自己的新陈代谢能力。另一个有趣的案例是普氏葡萄球菌。超过80年的植物标本室样本已被证明是可行的。
许多苔藓对脱水的耐受性包括使它们保持细胞膜完整性的策略。
有助于维持细胞结构的因素之一是被称为rehydrins的蛋白质的存在。它们干预了脱水过程中受损膜的稳定和重建。
在某些物种中,已观察到空泡在脱水过程中分成许多小空泡。随着水分含量的增加,它们合并并再次形成大的液泡。
耐长时间干燥的植物具有抗氧化机制,这是由于氧化损伤随脱水时间的增加而增加。
参考文献
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