Waarom is water belangrijk voor mossen?

Water is van groot belang voor mossen omdat deze planten geen vaatweefsel of organen hebben die zijn gespecialiseerd in absorptie. Aan de andere kant zijn ze niet in staat om waterverliezen te regelen en zijn ze afhankelijk van seksuele reproductie.

De mossen behoren tot de bryophytes, beschouwd als de eerste groep planten die het aardse milieu koloniseren. De gametofyt vormt het vegetatieve lichaam en de sporofyt is daarvan afhankelijk.

Deze planten hebben een zeer dunne cuticula en hebben geen huidmondjes die transpiratie regelen. Ze zijn zeer gevoelig voor vochtveranderingen, waardoor ze zeer snel uitgedroogd kunnen raken.

Wateropname kan overal in de plant of via de rhizoïden plaatsvinden. De geleiding kan door capillaire werking zijn, door apoplastisch of simplistisch. In sommige groepen zijn er gespecialiseerde cellen in het watertransport (hydroids).

Mannelijke gameten (spermatozoa) zijn flagellated en vereisen de aanwezigheid van water om de ovocell te bereiken (vrouwelijke gameta).

Veel mossen hebben een groot vermogen om te herstellen van uitdroging. Herbarium monsters van Grimmia pulvinata levensvatbaar geweest na 80 jaar drogen.

index

• 1 Algemene kenmerken van mossen
  • 1.1 Vegetatief lichaam van de gametofyt
  • 1.2 Voortplantingsstructuren
  • 1.3 Esporofito
• 2 Vegetatieve structuur van mossen en hun relatie tot water
  • 2.1 Beschermende stoffen
  • 2.2 Wateropname
  • 2.3 Watergeleiding
• 3 Seksuele reproductie afhankelijk van water
• 4 Tolerantie van mos tot uitdroging
• 5 Referenties

Algemene kenmerken van mossen

Mossen behoren tot de groep van bryofieten of niet-vasculaire planten, gekenmerkt door het ontbreken van gespecialiseerde weefsels bij watergeleiding.

Het vegetatieve lichaam komt overeen met het gametofyt (haploïde fase). De sporofyt (diploïde fase) is onderontwikkeld en hangt af van het gametofyt om zichzelf te handhaven.

Over het algemeen bereiken mossen geen grote omvang. Ze kunnen variëren van enkele millimeters tot 60 cm lang. Ze hebben een folieachtige groei, met een rechte as (caulidium) die door kleine filamenten (rhizoïden) aan het substraat wordt bevestigd. Ze hebben structuren die lijken op bladeren (filidios).

Vegetatief lichaam van de gametofyt

De caulidium is rechtopstaand of kruipend. De rhizoïden zijn meercellig en vertakt. De filidio's zijn spiraalvormig gevormd rond het caulidium en zijn zittend.

Het lichaam van de mossen wordt praktisch gevormd door parenchymaat weefsel. In de buitenste weefsellagen van sommige structuren kunnen stoma-achtige poriën voorkomen.

Filidios zijn afgevlakt. Het heeft meestal een laag cellen, met uitzondering van de centrale zone (kust) waar meerdere.

Reproductieve structuren

Geslachtsstructuren worden gevormd op het vegetatieve lichaam van de gametofyt. De mossen kunnen monoicos zijn (de twee geslachten in dezelfde voet) of dioicos (geslachten in afzonderlijke voeten).

De anteridio vormt de mannelijke seksuele structuur. Ze kunnen een bolvormige of langwerpige vorm hebben en de interne cellen vormen sperma (mannelijke gameten). De spermatozoa bevatten twee flagellen en vereisen mobilisatie door water.

De vrouwelijke seksuele structuren worden archegonia genoemd. Ze hebben de vorm van een fles met een brede basis en een lang smal gedeelte. Hierin wordt de ovocell gevormd (vrouwelijke gameta).

esporofito

Wanneer de bevruchting van de ovocell plaatsvindt in het archegonium, wordt een embryo gevormd. Het begint te delen en vormt het diploïde lichaam. Het bestaat uit een haustorium verbonden aan de gametofyt, waarvan de functie de opname van water en voedingsstoffen is.

Vervolgens wordt een pedicel gepresenteerd en in een apicale positie de capsule (esporangio). Wanneer volwassen, produceert de capsule de aartsesporio. De cellen van hetzelfde ondergaan meiose en de sporen worden gevormd.

De sporen worden vrijgegeven en verspreid door de wind. Later ontkiemen ze om het vegetatieve lichaam van de gametofyt te laten ontstaan.

Vegetatieve structuur van mossen en hun relatie met water

De bryophytes worden beschouwd als de eerste planten die de terrestrische omgeving koloniseerden. Ze ontwikkelden geen ondersteunende weefsels of de aanwezigheid van verhoute cellen, dus ze zijn klein van formaat. Ze vertonen echter enkele kenmerken die hun groei buiten het water hebben bevorderd.

Beschermende stoffen

Een van de belangrijkste kenmerken waardoor planten het aardse milieu hebben kunnen koloniseren, is de aanwezigheid van beschermende weefsels.

Terrestrische planten hebben een vetlaag (cuticula) die de buitenste cellen van het lichaam van de plant bedekt. Er wordt van uitgegaan dat dit een van de meest relevante aanpassingen is om de onafhankelijkheid van het aquatisch milieu te bereiken.

In het geval van mossen is op ten minste één van de zijden van de filidio's een dunne cuticula aanwezig. De structuur hiervan maakt echter de toegang van water in sommige gebieden mogelijk.

Aan de andere kant heeft de aanwezigheid van huidmondjes toegestaan ​​dat terrestrische planten waterverliezen door transpiratie reguleren. In het vegetatieve lichaam van de mos gametofyt verschijnen geen huidmondjes.

Hierdoor kunnen ze geen waterverliezen beheersen (ze zijn poikilohydric). Ze zijn erg gevoelig voor veranderingen in de luchtvochtigheid in het milieu en kunnen geen water in de cellen vasthouden als er watertekort is.

In de capsule van de sporofyt van verschillende soorten is de aanwezigheid van huidmondjes waargenomen. Ze zijn geassocieerd met de mobilisatie van water en voedingsstoffen naar de sporofyt en niet met de controle over waterverlies.

Wateropname

In vaatplanten vindt waterabsorptie plaats via de wortels. In het geval van bryofyten hebben de rhizoïden gewoonlijk deze functie niet, maar die van fixatie op het substraat.

Mossen hebben twee verschillende strategieën voor waterabsorptie. Volgens de strategie die ze presenteren, worden ze geclassificeerd als:

Endohydrische soorten: het water wordt rechtstreeks uit het substraat gehaald. De rhizoïden komen tussen in de absorptie en later wordt het water intern naar het hele lichaam van de plant gevoerd.

Exohydrische soorten: De absorptie van water komt door het hele lichaam van de plant en wordt getransporteerd door diffusie. Sommige soorten hebben mogelijk een wollige dekking (tomentum) die de opname van water in de omgeving bevordert. Deze groep is erg gevoelig voor uitdroging.

Endohydrische soorten kunnen groeien in een drogere omgeving dan exohydrische soorten.

Water geleiding

In vaatplanten wordt water aangedreven door het xyleem. De geleidingscellen van dit weefsel zijn dood en met zeer verhoute muren. De aanwezigheid van xylem maakt ze zeer efficiënt in het gebruik van water. Met deze functie konden ze een groot aantal habitats koloniseren. 

In mossen is er geen aanwezigheid van verhoute weefsels. Watergeleiding kan op vier verschillende manieren plaatsvinden. Een daarvan is cel-cel verplaatsing (simplistisch pad). Andere manieren zijn de volgende:

apoplastisch: water beweegt door de apoplast (wanden en intercellulaire ruimten). Dit soort rijden gaat veel sneller dan het simplistische. Het is efficiënter in die groepen met dikke celwanden, vanwege de grotere hydraulische geleidbaarheid.

Haarruimtes: in ectohydrische groepen is de mobilisatie van water meestal door capillariteit. Onder de filidios en caulidio capillaire ruimtes die het transport van water te vergemakkelijken ze gevormd. Capillairen kunnen lengtes tot 100 μm bereiken.

hydroids: de aanwezigheid van een rudimentair geleidingssysteem is waargenomen bij endohydrische soorten. Er zijn gespecialiseerde cellen in de geleiding van water, hydroiden genaamd. Deze cellen zijn dood, maar hun wanden zijn dun en zeer waterdoorlatend. Ze zijn gerangschikt in rijen boven elkaar en ze bevinden zich op een centrale positie in de caulidio.             

Waterafhankelijke seksuele voortplanting

De mossen hebben gesatineerde mannelijke gameten (sperma). Wanneer de antheridium rijpt, is de aanwezigheid van water nodig om te openen. Zodra de dehiscentie optreedt, blijft het sperma in de waterfilm drijven.

Voor het optreden van bevruchting is essentieel de aanwezigheid van water. Sperma kan ongeveer zes uur in waterig milieu blijven en kan afstanden tot 1 cm overbruggen.

De komst van mannelijke gameten naar de antheridia wordt begunstigd door de impact van waterdruppeltjes. Wanneer ze in verschillende richtingen spatten, dragen ze veel sperma. Dit is van groot belang bij de reproductie van dioïsche groepen.

In veel gevallen hebben de antheridia de vorm van een kopje, wat de verspreiding van sperma vergemakkelijkt wanneer de impact van water optreedt. De mossen van kruipende gewoonte, vormen min of meer ononderbroken lagen water waardoor de gameten bewegen.

Tolerantie van mos tot uitdroging

Sommige mossen worden in het water gedreven. Deze soorten zijn niet tolerant voor uitdroging. Andere soorten kunnen echter groeien in extreme omgevingen, met uitgesproken droge periodes.

Omdat ze poikilohydric zijn, kunnen ze heel snel verliezen en water krijgen. Wanneer de omgeving droog is, kunnen ze tot 90% van het water verliezen en herstellen als de luchtvochtigheid toeneemt.

De soort Tortula ruralis is opgeslagen met een vochtgehalte van 5%. Bij rehydratatie was het in staat om zijn metabole capaciteit te herstellen. Een ander interessant geval is dat van Grimmia pulvinata. Herbariummonsters van meer dan 80 jaar oud zijn levensvatbaar geweest.

Deze tolerantie voor de uitdroging van veel mossen omvat strategieën die hen in staat stellen de integriteit van celmembranen te behouden.

Een van de factoren die helpt de celstructuur te behouden, is de aanwezigheid van eiwitten die rehydrines worden genoemd. Ze zijn betrokken bij de stabilisatie en reconstitutie van beschadigde membranen tijdens uitdroging.

Bij sommige soorten is waargenomen dat de vacuole tijdens dehydratie in veel kleine vacuolen verdeelt. Door het vochtgehalte te vergroten, fuseren ze en vormen ze weer een grote vacuole.

Tolerante planten hebben lange periodes van uitdroging antioxidant mechanismen omdat oxidatieve schade toeneemt met uitdroging tijd.

referenties

1. Glime J (2017) Waterbetrekkingen: Plantstrategieën. Hoofdstuk 7-3. In: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Deel I. Fysiologische ecologie. Ebook gesponsord door Michigan Technological University en de International Association of Bryologist. 50.pp.
2. Glime J (2017) Waterbetrekkingen: Habitats. Hoofdstuk 7-8. In: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Deel I. Fysiologische ecologie. Ebook gesponsord door Michigan Technological University en de International Association of Bryologist. 29.pp.
3. Groen G, L en A Painted Sancho (2011) ecofysiologie van Verdroging / Rehydration Cycles in Mossen en korstmossen. In: Lüttge U, E Beck en Bartels D (eds) Plant uitdroogtolerantie. Ecological Studies (Analysis and Synthesis), vol 215. Springer, Berlin, Heidelberg.
4. Izco J, E Barreno, M Brugués, Costa M, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona behalve E, S en B Talavera Valdés (1997) Botany. McGraw Hill - Interamerican van Spanje. Madrid, Spanje 781 pp.
5. Montero L (2011) Karakterisering van een aantal fysiologische en biochemische aspecten die verband Moss capaciteit uitdroogtolerantie Pleurozium schreberi. Scriptie om de titel Doctor in de landbouwwetenschappen aan te vragen. Faculteit der Agronomie, Nationale Universiteit van Colombia, Bogotá. 158 pp.