DE CE ESTE IMPORTANTĂ APA PENTRU MUȘCHI? - BIOLOGIE - 2025

Apa are o mare importanță pentru mușchi, deoarece aceste plante nu au țesuturi vasculare sau organe specializate pentru absorbție. Pe de altă parte, nu sunt în măsură să regleze pierderile de apă și depind de aceasta pentru reproducerea sexuală.

Mușchile aparțin bryophytes, considerate primul grup de plante care colonizează mediul terestru. Gametofitul formează corpul vegetativ, iar sporofitul este dependent de acesta.

Picături de apă pe un mușchi. Autor: publicdomainpictures.net

Aceste plante au o cuticula foarte subtire si nu au stomate care regleaza transpiratia. Sunt foarte susceptibili la modificările umidității, astfel încât pot deveni deshidratați foarte repede.

Absorbția apei poate avea loc în întreaga plantă sau prin rizoizi. Conducția poate fi prin capilaritate, apoplastic sau simplist. În unele grupuri există celule specializate în transportul apei (hidroide).

Gametele masculine (spermatozoizi) sunt flagelate și necesită prezența apei pentru a ajunge la celula ovulelor (gametul feminin).

Multe mușchi au o mare capacitate de a se recupera din deshidratare. Probele de erbariu de Grimmia pulvinata s-au dovedit viabile după 80 de ani de uscare.

Caracteristicile generale ale mușchilor

Mușchii aparțin grupului de briofite sau plante non-vasculare, caracterizate prin faptul că nu au țesuturi specializate pentru conducerea apei.

Corpul vegetativ corespunde gametofitului (faza haploidă). Sporofitul (faza diploidă) este slab dezvoltat și depinde de gametofit pentru întreținere.

În general, mușchii nu ating o dimensiune mare. Ele pot varia de la câțiva milimetri până la 60 cm lungime. Au o creștere folioză, cu o axă erectă (caulidium) care este atașată de substrat de mici filamente (rizoizi). Au structuri asemănătoare frunzelor (filidii).

Corpul vegetativ al gametofitului

Caulidiul este erect sau înfiorător. Rizoizoizii sunt multicelulari și ramificați. Filidele sunt configurate elic în jurul caulidiumului și sunt sesile.

Corpul mușchilor este practic format din țesut parenchimat. Porii de tip stomacal pot fi prezenți în straturile tisulare exterioare ale unor structuri.

Filidioanele sunt aplatizate. Prezintă, în general, un strat de celule, cu excepția zonei centrale (coasta) unde pot prezenta mai multe.

Structuri reproductive

Structurile sexuale se formează pe corpul vegetativ al gametofitului. Mușchile pot fi monoece (ambele sexe pe același picior) sau dioice (sexele pe picioare separate).

Antheridium constituie structura sexuală masculină. Ele pot avea formă sferică sau alungită, iar celulele interioare formează spermă (gameți masculi). Spermatozoizii au doi flageli și trebuie să se miște prin apă.

Structurile sexuale feminine se numesc arhegonia. Acestea au forma unei sticle cu o bază lărgită și o parte lungă și îngustă. În cadrul acestora se formează ovocelul (gametul feminin).

sporofite

Când fertilizarea ovulului are loc în arhegoniu, se formează un embrion. Aceasta începe să se împartă și să formeze corpul diploid. Este format dintr-un haustori atașat gametofitului, a cărui funcție este absorbția apei și a substanțelor nutritive.

Apoi, există un pedicel și capsula (sporangium) în poziție apicală. Când este matur, capsula produce arhetoriul. Celulele sale suferă de meioză și se formează spori.

Sporii sunt eliberați și dispersați de vânt. Mai târziu, ele germinează pentru a crea corpul vegetativ al gametofitului.

Structura vegetativă a mușchilor și relația lor cu apa

Bryofitele sunt considerate primele plante care au colonizat mediul terestru. Nu au dezvoltat țesuturi de susținere și nici prezența celulelor lignificate, deci au dimensiuni mici. Cu toate acestea, au unele caracteristici care au favorizat creșterea lor în afara apei.

Țesături de protecție

Una dintre principalele caracteristici care au permis plantelor să colonizeze mediul terestru este prezența țesuturilor protectoare.

Plantele terestre au un strat gras (cuticula) care acoperă celulele exterioare ale corpului plantei. Aceasta este considerată una dintre cele mai relevante adaptări pentru a obține independența față de mediul acvatic.

În cazul mușchilor, o cuticule subțire este prezentă pe cel puțin una dintre fețele filidiei. Cu toate acestea, structura sa permite intrarea apei în unele zone.

Pe de altă parte, prezența stomatelor a permis plantelor terestre să regleze pierderile de apă prin transpirație. Stomatele nu sunt prezente în corpul vegetativ al gametofitului de mușchi.

Din acest motiv, ele nu pot controla pierderile de apă (sunt poikilohidrice). Sunt foarte sensibili la schimbările de umiditate din mediu și nu sunt capabili să rețină apa în celule atunci când există un deficit de apă.

Stomata a fost observată în capsula de sporofite a mai multor specii. Au fost asociate cu mobilizarea apei și a substanțelor nutritive spre sporofite și nu cu controlul pierderilor de apă.

Absorbtia apei

La plantele vasculare, absorbția apei are loc prin rădăcini. În cazul briofitelor, rizoizii nu au în general această funcție, ci mai degrabă cea a fixării la substrat.

Mușchii prezintă două strategii diferite pentru absorbția apei. În conformitate cu strategia prezentată, acestea sunt clasificate în:

Specii endohidrice : apa este preluată direct din substrat. Rizoizoii iau parte la absorbție și mai târziu apa este condusă intern la întregul corp al plantei.

Specii hidrice : absorbția apei are loc în întregul corp al plantei și este transportată prin difuzie. Unele specii pot avea un înveliș lânos (tomentum) care favorizează absorbția apei prezente în mediu. Acest grup este foarte sensibil la desecare.

Speciile endohidrice sunt capabile să crească în medii mai uscate decât speciile exhidrice.

Conducerea apei

La plantele vasculare apa este condusă de xilem. Celulele conductoare ale acestui țesut sunt moarte, iar pereții sunt puternic lignificați. Prezența xilemului le face extrem de eficiente în utilizarea apei. Această caracteristică le-a permis colonizarea unui număr mare de habitate.

În mușchi, nu există prezența țesuturilor lignificate. Conducerea apei poate avea loc în patru moduri diferite. Unul dintre acestea este mișcarea de la celule la celule (calea simplistă). Alte modalități sunt următoarele:

Apoplastic : apa se deplasează prin apoplast (pereți și spații intercelulare). Acest tip de conducere este mult mai rapid decât cel simplist. Este mai eficient în acele grupuri care prezintă pereți celulari groși, datorită conductivității hidraulice mai mari.

Spații capilare : în grupurile ectohidrice, mobilizarea apei tinde să fie prin capilaritate. Spațiile capilare se formează între filidia și caulidiu, care facilitează transportul apei. Conductele capilare pot atinge lungimi de până la 100 um.

Hidroizi : la speciile endohidrice s-a observat prezența unui sistem de conducere rudimentară. Se observă celule specializate în conducta apei numite hidroide. Aceste celule sunt moarte, dar pereții lor sunt subțiri și foarte permeabili la apă. Sunt dispuse în rânduri unul deasupra celuilalt și situate central în caulidiu.

Reproducerea sexuală dependentă de apă

Mușchii au gametii masculi flagelați (spermatozoizi). Când antheridiumul se maturizează, este necesară prezența apei. Odată ce apare dehiscența, spermatozoizii rămân plutind în filmul de apă.

Pentru ca fertilizarea să aibă loc, prezența apei este esențială. Sperma poate rămâne viabilă în mediu apos timp de aproximativ șase ore și poate parcurge distanțe de până la 1 cm.

Venirea gamelor masculine în antheridie este favorizată de impactul picăturilor de apă. Când stropesc în direcții diferite, ele poartă un număr mare de spermatozoizi. Acest lucru are o importanță deosebită în reproducerea grupurilor dioice.

În multe cazuri, antheridia are formă de cană, ceea ce facilitează dispersia spermatozoizilor atunci când are loc impactul apei. Mușchii cu un obicei târâtor formează straturi de apă mai mult sau mai puțin continue prin care se mișcă gametii.

Toleranța la mușchi la deshidratare

Unele mușchi sunt acvatice obligate. Aceste specii nu sunt tolerante la desecare. Cu toate acestea, alte specii sunt capabile să crească în medii extreme, cu perioade uscate marcate.

Deoarece sunt poikilohidrice, pot pierde și câștiga apă foarte repede. Când mediul este uscat, pot pierde până la 90% din apă și se pot recupera atunci când umiditatea crește.

Specia Tortula ruralis a fost păstrată cu un conținut de umiditate de 5%. Fiind rehidratată, a reușit să-și recapete capacitatea metabolică. Un alt caz interesant este cel al Grimmia pulvinata. Probele de erbariu de peste 80 de ani s-au dovedit viabile.

Această toleranță la deshidratarea multor mușchi include strategii care le permit să mențină integritatea membranelor celulare.

Unul dintre factorii care contribuie la menținerea structurii celulare este prezența proteinelor numite rehidrine. Acestea intervin în stabilizarea și reconstituirea membranelor deteriorate în timpul deshidratării.

La unele specii, s-a observat că vacuolul se împarte în multe vacuole mici în timpul deshidratării. Pe măsură ce conținutul de umiditate crește, acestea se îmbină și formează din nou un vacuol mare.

Plantele tolerante la perioade lungi de desecare prezintă mecanisme antioxidante, datorită faptului că deteriorarea oxidării crește odată cu timpul de deshidratare.

Referințe

1. Glime J (2017) Relații de apă: strategii vegetale. Capitolul 7-3. În: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ecology Physiological. Ebook sponsorizat de Universitatea Tehnologică Michigan și Asociația Internațională a Bryologului. 50.pp.
2. Glime J (2017) Relații de apă: Habitate. Capitolul 7-8. În: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ecology Physiological. Ebook sponsorizat de Universitatea Tehnologică Michigan și Asociația Internațională a Bryologului. 29.pp.
3. Green T, L Sancho și A Pintado (2011) Ecofiziologia ciclurilor de deshidratare / rehidratare la mușchi și licheni. În: Lüttge U, E Beck și D Bartels (eds) Toleranța desicării plantelor. Studii ecologice (analiză și sinteză), vol. 215. Springer, Berlin, Heidelberg.
4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera și B Valdés (1997) Botánica. McGraw Hill - Interamericana din Spania. Madrid, Spania. 781 p.
5. Montero L (2011) Caracterizarea unor aspecte fiziologice și biochimice ale mușchiului Pleurozium schreberi legate de capacitatea sa de a tolera deshidratarea. Teza pentru a aplica pentru titlul de doctor în științe agricole. Facultatea de Agronomie, Universitatea Națională din Columbia, Bogotá. 158 p.