Stiri Online, Enciclopedie, Revista presei

Organografia

in Biologie

Organografia este acea stiinta a botanicii care se ocupa cu studiul morfologic (aspect) si anatomic (de structura) al plantelor.

Organele plantelor reprezinta asocierea unor tesuturi care confera functiile sau specializarea acestora.

Necesitatile unei plante sunt de nutritie si de reproducere. Prin urmare planta va avea organe specializate pentru functia de nutritie si anume organele vegetative (radacina, tulpina, frunza) si va avea organe de reproducere / inmultire (floare, fruct, samanta).

Proprietatile de baza ale organelor plantelor

– simetria – poate fi radiara, intalnita la radacina si tulpina sau laterala, intalnita la frunza

– polaritatea – fiecare organ al plantei are un capat apical si unul bazal, aceasta proprietate avand o importanta deosebita in cazul inmultirii prin butasire sau marcotaj

– regenerare – posibilitatea unor fragmente de planta de a regenera organele lipsa. Este foarte utilizata aceasta proprietate, in cazul inmultirii vegetative.

– metamorfozarea – transformarea unui organ al plantei intr-un alt organ, cu functie de depozitare, de aparare, de nutritie, ca metoda de adaptare la conditiile de mediu (ex.: la cactusi, frunzele sunt transformate in spini, iar tulpina contine tesut clorenchimatic)

Radacina este primul organ al plantei care apare in dezvoltarea antogenica din radacinita embrionului. Are crestere continua datorita meristemului situat subapical (invelit in caliptra), cresterea fiind geotropism pozitiv, hidrotropism pozitiv, chimiotropism pozitiv. Are simetria radiara, nu prezinta noduri, iar regiunea dintra radacina si tulpina se numeste colet.

Functiile radacinii – are rol de fixare a plantei in sol, precum si de absorbtie a apei si a sarurilor minerale. Radacinile metamorfozate au rol de depozitare a substantelor organice de rezerva.

Morfologia radacinii

Tipuri morfologice de radacini:
– pivotante
– ramuroase
– fasciculate (adventive)

Dupa origine, radacinile se clasifica in:

– radacini embrionare
– radacini adventive, care se formeaza dupa pierderea radacinii embrionare sau se formeaza in cazul Gramineelor, la nodurile tulpinii, avand rol de sustinere a acesteia.

Ramificatiile radacinii – radacina embrionara prezinta o radacina principala sau axul principal din care pornesc ramificatiile de ordinul I, II, III, care asigura o lungime foarte mare radacinilor si posibilitatea de a explora o suprafata mare a solului. Se considera ca daca am insuma lungimea tuturor ramificatiilor radacinii unei plante de secara, valoarea ar fi de cativa kilometri.

Varful vegetativ al radaciniiu este format din 4 zone:
1) meristematica – acoperita de caliptra
2) neteda
3) zona perisorilor absorbanti
4) aspra

1) Zona meristematica este situata subapical, fiind formata din meristemul primordial si meristemele primare, care prin diviziune vor genera tesuturile definitive primare. Rolul acestei zone este de a realiza prima etapa a cresterii, respectiv mereza sau diviziunea celulara (sporeste numarul de celule). Zona meristematica este protejata de tesutul de aparare numit caliptra care asigura si geotropismul pozitiv.

2) Zona neteda – in aceasta zona, celulele rezultate din diviziunea celulara cresc si se diferentiaza, in final avand toate caracteristicile tesutului definitiv din care vor face parte. Astfel, in aceasta zona are loc etapa a II-a a cresterii, respectiv alungirea celulelor. Din celulele protodermei vor rezulta celulele rizodermei, din meristemul fundamental va rezulta scoarta, iar din cambiu vor rezulta tesuturile conducatoare.

3) Zona perisorilor absorbanti numite si zona de maxima absorbtie a raadcinii, unde toate celulele s-au diferentiat si indeplinesc functiile caracteristice tesutului din care fac parte. Perisorii absorbanti reprezinta celulele epidermice modificate, mult alungite, avand peretele celular format din celuloza, foarte permeabil si o vacuola imensa, care ii permite depozitarea unei cantitati mari de apa si saruri minerale. Perisorii absorbanti sunt foarte numerosi, aproximativ 400 mm2, marind astfel suprafata de contact cu solutia solului.

4) Zona aspra – se numeste asa deoarece are aspect rugos, datorat cicatricelor ramase dupa moartea perisorilor absorbanti. In aceasta zona, tesutul de aparare este reprezentat de exoderma, care reprezinta primul strat al scoartei.

Din anatomia radacinii, pornind de la exterior spre interior, intr-o sectiune transversala la nivelul zonei perisorilor absorbanti, se pot observa urmatoarele tesuturi:
– la exterior se afla rizoderma, tesut de aparare unicelular, printre care se gasesc perisori absorbanti.
– scoarta, formata din 8-10 straturi de celule parenchimatice cu spatii intercelulare, izodiametrice

Primul strat al scoartei situat inspre perisorii absorbanti este exoderma, iar ultimul strat al scoartei, situat spre cilindrul central se numeste endoderma. Scoarta are rol de depozitare a substantelor organice derezerva, iar in cazul radacinilor simbiotice, la nivelul ei se formeaza zona de schimb dintre simbiont (ciuperca sau baterie) si celulele radacinii.

Parenchimul cortical reprezinta scoarta propriu-zisa cu celule bogate in substante de rezerva cum este amidonul sau inulina. La radacinile aeriene care sunt asimilatoare se gasesc cloroplaste.

Endoderma, ultimul strat al scoartei, prezinta pereti celulari ingrosati, suberificati, ceea ce impiedica transportul apei si substantelor dizolvate prin diviziune la nivelul lor si astfel intrerupe calea apoplasmica de transport al apei si substante dizolvate la nivelul radacinii.

– cilindrul central reprezinta partea interna a radacinii, care este delimitat de scoarta printr-un strat de celule parenchimatice numit periciclu. In cilindrul central se afla tesuturile conducatoare, dispuse in fascicule alternante, precum si maduva cu razele medulare.

Fasciculele lemnoase si liberiene sunt reprezentate de vasele conducatoare specifice, precum si de parenchimul si fibrele specifice. Aceste fascicule conducatoare sunt separate intre ele de razele medulare care se formeaza la nivelul maduvei, radacina avand intotdeauna interiorul plin cu maduva. Acest tip de structura a radacinii este prezent la toate plantele anuale si in primul an de viata la plantele perene. Aceasta structura poarta numele de structura primara a radacinii.

La plantele perene care incep al II-lea an de viata, apare structura secundara deoarece intra in functiune cambiul, care genereaza la exterior tesutul liberian si la interior tesutul lemnos. Cambiul apare sub forma unor arce care ulterior se unesc, rezultand structura circulara caracteristica tesutului secundar cambiu. In structura secundara se va observa prezenta cambiului care va genera la exterior, tesut liberian si la interior, tesut lemnos.

Felogenul sau zona generatoare subero-felodermica ia nastere intotdeauna in texterior cambiului, de regula in periciclu, sub forma unui cilindru. El produce pe fata externa suber secundar, cu rol de protectie, fiind un tesut mort impregnat cu suberina. Pe fata interna, felogenul formeaza parenchim, scoarta secundara sau feloderma. Ansamblu celor 3 tesuturi formeaza periderma.

Fiziologia radacinii – radacina este specializata pentru absorbtia apei si substabtelor dizolvate din sol, prezentand adaptari morfologice, anatomice si fiziologice.

Adaptarile morfologice constau in
– Prezenta varfului vegetativ situat subapical, ceea ce asigura cresterea continua a radacinii.
– Ramificatiile radacinii care asigura o suprafata mare de contact cu solul
– Prezenta perisorilor absorbanti de forma alungita, care maresc suprafata de contact cu solul.

Adaptarile anatomice

– Structura perisorilor absorbanti care contin o vacuola foarte mare si perete celular format din caloza, foarte permeabil.
– Diferentierea vaselor conducatoare la nivelul zonei perisorilor absorbanti.
– Prezenta endodermei cu ingrosarile lui Caspary, care asigura transportul unidirectional al apei si ionilor dinspre perisorul absorbant spre vasul lemnos.

Adaptarile fiziologice

– Cresterea continua geotrop, hidrotrop si chimiotrop pozitiva.
– Prezenta simbiozelor trofice bilaterale, de tipul micorizelor si bacteriorizelor.
– Posibilitatea eliminarii in jurul radacinii a unei substante organice de tipul exudatelor, lizatelor, secretiilor sau mucilagiilor, care creeaza in jurul radacinii o zona specifica numite rizosfera.

Rizosfera este zona de sol aflata in imediata vecinatate a radacinii si sub influenta acestora. In aceasta zona, datorita prezentei substantelor organice eliminate in mod activ sau pasiv de catre radacini sunt atrase microorganisme de tipul bacteriilor saprofite, bacteriilor chimiosintetizate sau nevertebrate (ex.: rame) care prin activitatea pe care o desfasoara imbogatesc solul in substante nutritive, necesare plantelor sau realizarea unor canale prin care circula aerul si se oxigeneaza radacinile.

Micorizele sunt simbioze trofice bilaterale intre radacinile plantelor si hifele unor ciuperci micorifice. Rolul micorizelor este de a imbunatati absorbtia apei si ionilor din sol (datorita ciupercii). Planta la randul eo furnizeaza ciupercii substantele organice produse in fotosinteza.

In functie de locul de fixare a hifelor se deosebesc ectomicorize si endomicorize.

Ectomicorize – se intalnesc la angiosperme si se caracterizeaza prin prezenta unui manson de hife care inconjoara radacinile cu exceptia varfului vegetativ, hife care se prelungesc in sol marind astfel suprafata de contact cu solutia solului. Acest manson de hife reprezinta aproximativ 60% din totalul hifelor ciupercii, restul fiind situat in interiorul radacinii, unde hifele patrund si intre celulele rizodermei, uneori si printre primele straturi ale scoartei, unde formeaza reteaua lui Hartig.

Schimbul de substante dintre ciuperca si planta se realizeaza la nivelul hifelor din reteaua lui Hartg, astfel ciuperca cedeaza plantei apa si ioni, iar planta, respectiv radacina, cedeaza ciupercii substantele organice (glucide).

Durata de viata a ectomicorizelor poate fi de la cateca zile la cateva saptamani, iar in perioadele secetoase, hifele externe mor, cele interne sunt metabolizate de catre planta insa ciuperca rezista in sol datorita sporilor.

Endomicorize – se intalnesc la cereale si la plantele care traiesc in conditii extreme (zone arctice, desertice). Particularitatea endomicorizelor consta in faptul ca hifele interne patrund in celulele scoartei, unde formeaza doua tipuri de structuri:
– de tip arbuscular (precum degetele unei maini)
– de tip globular (in alte celule)

Structura de tip arbuscular reprezinta zona de schimb dintre hifele ciupercii si celulele plantei, pe cand formatiunile globuloase reprezinta zona in care ciuperca isi creeaza rezerva de substante organice sub forma de glicogen.

Se considera ca prezenta micorizelor, plantele reusesc sa absoarba de 2-3 ori mai mult fosfor decat in absenta acestora.

Bacteriorize – sunt simbioze trofice bilaterale intre bacterii si radacinile plantelor leguminoase. Este o simbioza foarte specifica unei anumite specii de plante leguminoase. Este asociata unei anumite specii de bacterii fixatoare de azot (ex.: Bradirhyzobium japonicum si soia). Aceste simbiose se observa la nivelul radacinii plantelor leguminoase sub forma unor umflaturi numite nodozitati. In fiecare nodozitate existand celule cu bacterioizi.

Rolul bacteriei este acela de a fixa azotul molecular sub forma de ion amoniu si de a-l ceda plantei sub forma de aminoacizi sau sub forma de acid alantoic. Planta furnizeaza bacteriei glucidele necesare procesului de respiratie si cresterii acestuia.

Deoarece bacteriile fixatoare de azot sunt sensibile la concentratii ridicate de oxigen, in interiorul bacterioizilor s-a creat un mediu cu o concentratie scazuta de oxigen, datorita membranei peribacteriene care inveleste bacterioidul si a tesutului parenchimatic, care reprezinta o bariera fizica pentru patrunderea O2.

Mecanismul de absorbtie a apei si ionilor de catre radacina

Radacina absoarbe apa si ionii la nivelul solului din solutia solului. Solutia solului reprezinta o solutie cu o concentratie in medie mai mica de 0,15% cu excaptia solutiilor saturate, caz in care concentratia creste foarte mult. Aceasta solutie a solului se gaseste printre particulele de sol si cuprinde in afara de apa si ioni, molecule de substante organice cu masa mica, rezultate fie din biodegradarea resturilor de materie organica din solm fie din exudatele sau lizatele radacinii.

Absorbtia apei si ionilor din solutia solului se realizeaza de catre perisorul absorbant astfel: apa trece din solutia solului in peretele celular de la presiune hidrostatica mare la presiune hidrostatica mica, iar ionii se transporta prin difuziune de la concentratie mare (in solutia solului) la concentratie mica (in peretele celular al perisorului absorbant).

Odata ajunse in peretele celular al perisorului absorbant, apa si ionii pot circula impreuna pe cale apoplasmica prin difuziune, prin peretii celulari, fie pot patrunde in interiorul perisorului absorbant astfel: apa prin procesul de osmoza sau pe de alta parte unui pigment numit leghemoglobina, cu structura similara hemoglobinei animale, care are rolul de a fixa oxigenul si de a-l ceda treptat.

Pentru realizarea nodozitatii se parcurg urmatoarele etape:

1) Recunoasterea specifica dintre bacterie si radacina plantei leguminoase. Aceasta se realizeaza cu ajutorul unor substante prezente in peretele celular si perisorului absorbant numite lectine.

2) In cea de-a doua etapa, perisorul absorbant se curbeaza ingloband in curbura sa bacteriile specifice. Peretele celular incepe sa se dizolve, iar de la nivelul membranelor celulare (plasmalemei) incepe sa se formeze un filament de infectie care reprezinta un adevarat tunel prin care becteriile ajung pana la nivelul celular scoartei.

3) In celulele scoartei filamentul de infectie se transforma in membrana peribacteriana si sub actiunea unor semnale provenit de la bacterie are loc diviziunea celulara a celulelor scoartei cu formarea nodulului si in paralel, diviziunea bacteriilor cu infectarea celulelor nodulului, astfel ca macroscopic se poate observa nodozitatea.

Prezenta acestei simbioze de tip bacterioriza confera plantelor leguminoase un aport mai mare de aminoacizi si respectiv proteine.

Cazuri de absorbtie

1) In cazul in care solutia solului are aceeasi concentratie cu sucul vacuolar al perisorului absorbant, absorbtia apei nu se mai realizeaza, deoarece cele doua solutii sunt izodiametrice.

2) Pentru a se realiza absorbtia apei, concentratia solutiei solului trebuie sa fie mai mica decat concentratia sucului vacuolar, caz in care, prin procesul de endosmoza, in celule se instaleaza starea de turgescenta. Turgescenta este starea de saturare a celulei vegetale cu apa si are rol in procesul de crestere (etapa auxeza), are rol in mentinerea pozitiei verticale a plantelor ierboase si datorita modificarilor de turgescenta se pot realiza anumite miscari ale plantelor (inchiderea si deschiderea stomatelor, seismonastiile la mimoza si fototropismul la majoritatea speciilor).

3) Cazul in care, in conditii de seceta sau de administrare necontrolata a ingrasamintelor, solutia solului este mai concentrata decat sucul vacuolar. In aceasta situatie, datorita procesului de exosmoza, celulele radacinii pierd apa, plasmolizeaza, ajungand intr-o stare nefavorabila de nesaturare cu apa.

Aceasta stare de plasmoliza se instaleaza treptat, in functie de cantitatea de apa pierduta de celule, acestea se pot afla in plasmoliza incipienta, stelata sau sferica. Find o stare de disconfort pentru planta, plasmoliza nu are importanta practica, di doar teoretica, fiind utilizata in laborator, pentru determinarea unor parametri ai celulei (viabilitatea celulelor, concentratia sucului vacuolar si vascozitatea citoplasmei).

Patrunderea apei in celula vegetala este guvernata de urmatoarele forte:

– presiunea osmotica (care reprezinta presiunea pe care o exercita ionii asupra apei) este forta care declanseaza patrunderea apei in celule. Presiunea osmotica apare si se dezvolta in sucul vacuolar, datorita prezentei substantelor osmotic active. Presiunea osmotica este dependenta si direct proportionala cu concentratia sucului vacuolar.

– presiunea de turgescenta – este presiunea pe care o exercita continutul celular asupra peretelui celular.

– presiunea de membrana – este egala si de semns contrar cu presiunea de turgescenta si reprezinta presiunea pe care peretele celular o opune expansiunii peretelui celular.

– forta de suctiune – care controleaza cantitatea de apa care intra in celula. Ea se calculeaza ca fiind diferenta dintre presiunea osmotica si presiunea de turgescenta, prin urmare este o presiune osmotica activa.

Tulpina – este organul vegetativ cu rol in sustinerea ramurilor frunzelor fructelor si semintelor, precum si in transportul sevei brute si sevei elaborate.

Tulpina este cel de-al doilea organ care apare in dezvoltarea ortogenica din tulpinita embrionului. Este un organ cu crestere continua (nedeterminata) sau cu crestere determinata, cresterea fiind asigurata de meristemele apicale, situate in varful tulpinii si axelor laterale.

Este un organ articulat, fiind format din noduri si internoduri. La nivelul nodurilor, la subsoara frunzelor, precum si in varful axelor principale si secundare, se formeaza mugurii.

Tulpina are simetrie radiara, iar zona care face legatura dintre radacina si tulpina se numeste colet.

Mugurul este zona meristematica a tulpinii, care contine meristeme primordiale si primare, din care se formeaza lastarul, frunze si flori. Lastarul este rezultatul activitatii mugurelui intr-o perioada de vegetatie, care in urmatorul an se transforma in ramura de 1 an. Spre deosebire de radacina, meristemul apical al tulpinii nu este protejat de tesuturi de aparare, fiind situat apical.

Clasificarea mugurilor -> dupa tipul de organe pe care il genereaza, sunt:
– muguri vegetativi – din care se formeaza frunze si lastari
– muguri floriferi¬ – din care se formeaza flori
– muguri micsti – formeaza flori, cat si frunze si lastari

-> dupa pozitie sunt:

– muguri apicali – situatie in varful tulpinii principale si ramificatiile acesteia si asigura cresterea in lungime

– muguri laterali – situati la subsoara frunzelor sau a lastarilor (la noduri) si asigura ramificatiile tulpinii

– muguri dorminzi¬ – sunt situati in straturile profunde de tulpini, sub scoarta si care reprezinta rezerva de muguri a plantei, in conditii de mediu extreme.

Mugurele este un lastar in miniatura.

Clasificarea tulpinilor

Dupa mediul in care traiesc:
– aeriene – ierbacee – culm
– calamus
– caulis
– scap
– lemnoase – arbori
– arbusti
– subarbusti
– liane

– subterane – bulbi
– tuberculi
– rizomi
– stoloni

Anatomia tulpinii

In sectiune transversala, tulpina plantelor anuale, precum si tulpina din primul an de viata al plantelor perene, prezinta structura primara similara. Astfel, la exterior, tulpina este formata dintr-un strat de celule bombat la exterior, acoperit de cuticula. Unele celule epidermice pot fi transformate in peri tectori sau peri secretori.

Al doilea strat este scoarta, formata din celule izodiametrice, parenchimatice cu spatii intercelulare cu functie de depozitare a substantelor organice de rezerva.

Cilindrul central, format din periciclu, ce poate fi pana uni pana la tricelular si protejeaza tesuturile conducatoare si maduva, aflate in interiorul tulpinii. Tot in cilindrul central se gasesc fasciculele libero-lemnoase, cu lemnul situat spre interior si liberul situat spre exterior, fasciculele inconjurate de parenchim si fibre lemnoase si liberiene.

In cazul in care tulpina prezinta maduva printre fasciculele libero-lemnoase se afla si raze medulare. In cazul tulpinilor goale (la Graminee), interiorul tulpinii este ocupat de un spatiu numit lacuna medulara.

Structura secundara a tulpinii

Este caracteristica incepand cu al doilea an de vegetatie si rezulta, datorita activitatii meristemelor secundare, cambiul si felogenul. Cambiul apare la nivelul fasciculelor libero-lemnoase, in primavara celui de-al doilea an de vegetatie, intre liber si lemn, apoi se extinde, cuprinzand parenchimul libero-lemnos si eventual razele medulare, rezultand un inel, care va genera liber secundar la exterior si lemn secundar la interior.

In anul III apare un alt inel cambial, care va genera la fel ca si primul, liber tertiar la exterior si lemn tertiar spre interior, astfel rezulta in fiecare an cate un inel anul, putandu-se determina varsta copacilor in acest mod. Activitatea cambiului inceteaza toamna, iar in primavara urmatoare, apare un alt cambiu, care va fi activ o singura perioada de vegetatie.

Din activitatea felogenului, care apare dupa epiderma, intr-unul din straturile scoartei rezulta feloderma spre interior si suber la exterior. In unele cazuri, ansamblul de suber si feloderma formeaza ritidomul, sub denumirea de scoarta copacului.

Fiziologia tulpinii

Transportul sevei brute si sevei elaborate este asigurat in cea mai mare parte de catre tulpina, desfasurandu-se la acest nivel, pe cale fasciculara, cu ajutorul tesuturilor conducatoare lemnos si liberian.

Formarea sevei brute – se realizeaza la nivelul radacinii intre endoderma si vasul lemnos, datorita functionarii particulare a pompelor de ioni, care scot in apoplast ioni, iar apa iese din celule, in exosmoza. Solutia astfel formata in peretii celulari ai celulelor periciclului si parenchimului lemnos, va fi impinsa in vasul lemnos, datorita presiunii radiculare, generata la acest nivel.

Dupa absorbtia apei si ionilor catre perisorul absorbant, acestea se pot transporta la nivelul scoartei radacinii, pe cale apoplasmica, prin peretele celular, pana la nivelul endodermei, unde intalneste ingrosarile lui Caspary si transportul apoplasmic este intrerupt. Astfel, ionii vor intra in celule cu ajutorul pompelor de ioni, iar apa prin endosmoza, unde isi vor continua drumul traversand endoderma prin plasmodesme, pe cale simplasmica, trecand in periciclu.

Dincolo de endoderma, apa si ionii, impreuna cu alti produsi ai metabolismului celular radacinii (aminoacizi, hormoni, alantoina) formeaza la nivelul vasului lemnos seva bruta, care, odata patrunsa in acestea, va fi transportata pe cale fasciculara catre toate organele aeriene (frunze, flori, muguri, fructe si seminte).

Presiunea radiculara, generata la acest nivel este una dintre fortele care sigura ascensiunea sevei brute spre organele aeriene, actionand preponderent pana la aparitia frunzelor, iar dupa acest moment, are o pondere redusa, deoarece este o forta activa, generata cu consum de energie biochimica pentru functionarea pompelor de ioni.

DESCARCA APLICATIA CYD PE MOBIL
Aplicatie CYD Google Play

Nu sunt un artist, nu sunt un talentat scriitor, sunt om ca si tine. Doar ca diferentele dintre mine si tine o fac obiceiurile noastre si viata pe care o traim. Nu ne invartim in aceleasi anturaje, nu avem acelasi limbaj, la dracu nici macar nu ne cunoastem, dar sigur avem de impartit idei sau am avut aceleasi idei o data, desi repet nu ne cunoastem. Nu te stiu, nu te cunosc, nu te vad, nu te ating, nu te caracterizez, nu te critic, nu te injur, nu te admir, nu te laud, dar tu poti sa ma critici, aplauzi, caracterizezi, poate chiar si sa ma apreciezi. E dreptul tau, e timpul tau.

Latest from Biologie

LIKE-ul tau CONTEAZA!Ti-a placut articolul si ai dat LIKE? Inchide aici
Mergi la Sus

Copyright © 2016 by CYD.RO. Toate drepturile sunt rezervate
Designed by Dianys Media Solutions - realizare site web - creare site web