34.11:
الحصول على الماء والمعادن
34.11:
الحصول على الماء والمعادن
تطورت الأنسجة المتخصصة في جذور النباتات لالتقاط المياه والمعادن وبعض الأيونات من التربة. تعرض الجذور مجموعة متنوعة من أنماط التفرع التي تسهل هذه العملية. تحتوي الخلايا الجذرية الخارجية على هياكل متخصصة تسمى شعيرات الجذر التي تزيد من سطح الجذر ، وبالتالي تزيد من ملامسة التربة. يمكن أن تعبر المياه بشكل سلبي إلى الجذور ، حيث أن تركيز الماء في التربة أعلى من تركيز أنسجة الجذر. على النقيض من ذلك ، يتم نقل المعادن بشكل نشط إلى خلايا الجذر.
التربة لها شحنة سالبة ، لذلك تميل الأيونات الموجبة إلى البقاء ملتصقة بجزيئات التربة. للتحايل على ذلك ، تضخ الجذور ثاني أكسيد الكربون في التربة ، والذي يتحلل تلقائياً ، ويطلق بروتونات موجبة الشحنة (H+) في التربة. تحل هذه البروتونات محل الأيونات الموجبة الشحنة المرتبطة بالتربة والتي تصبح متاحة لضخها في أنسجة الجذر ، وهي عملية تسمى التبادل الكاتيوني. تستغل الأنيونات سالبة الشحنة ميل أيونات H+ لنشر تدرج تركيزها والعودة إلى الخلايا الجذرية باستخدام النقل المشترك: يتم نقل الأيونات مثل Cl- إلى أنسجة الجذر بالاشتراك مع H+ أيونات.
يمكن للجزيئات أن تنتقل إلى لب أنسجة الجذر ، التي تسمى الاسطوانة المركزية ، بطريقتين. النقل غير الحي هو حركة الجزيئات في الفراغات التي تم إنشاؤها بين جدران الخلايا المتصلة للخلايا المتجاورة والأغشية المقابلة لها. في المقابل ، النقل الحي هو حركة الجزيئات عبر سيتوبلازم الخلايا النباتية ، والتي تستخدم الوصلات الخلوية المسماة بالقنوات البلازمية ، والتي تسمح بالمرور السيتوبلازمي الحر للجزيئات بين الخلايا المتجاورة. من أجل دخول الاسطوانة المركزية ، يجب أن تنتقل الجزيئات إلى السيمبلاست ، حيث تمنع الشرائط الكاسبيرية الموجودة في الجلد الداخلي للجذر مرور المواد المذابة في الابوبلاست من دخول الاسطوانة المركزية. لذلك ، من أجل الدخول في السيمبلاست ، يجب أن تمر المواد المذابة عبر غشاء الخلية شبه القابل للنفاذ ، مما يحمي الخلايا من الجزيئات السامة أو غير المرغوب فيها من التربة.
Suggested Reading
Barberon, Marie, and Niko Geldner. "Radial Transport of Nutrients: The Plant Root as a Polarized Epithelium." Plant Physiology 166, no. 2 (October 1, 2014): 528–37. [Source]
Kim YX, Ranathunge K, Lee S, Lee Y, Lee D, Sung J. "Composite Transport Model and Water and Solute Transport across Plant Roots: An Update." Front Plant Sci. 2018 Feb 16;9:193. [Source]