MERISTEMER: EGENSKAPER OG TYPER - BIOLOGI - 2026

De meristemer (eller meristemer) er embryoniske cellepopulasjoner som befinner seg i de områder av vekst av karplanter. Plantekroppen er en kombinasjon av voksent og ungdommelig vev.

Etter at zygoten er dannet, begynner karplanter en prosess med celledeling som vil vare resten av livet og vil bestemme vekst og dannelse av organer.

Kilde: pixabay.com

Til å begynne med skjer cellemultiplikasjon i hele embryoet. Mot slutten av den embryonale utviklingen begynner denne multiplikasjonen å bli konsentrert i visse regioner, meristemene, som ikke har mistet eller gjenvunnet sin opprinnelige embryonale natur.

I teorien er i det minste de fleste planteceller totipotente. Om nødvendig kan meristematisk aktivitet dukke opp igjen fra nesten hvilken som helst moden celle som har forblitt dårlig differensiert. For å sette i gang dannelsen av et nytt meristem, må cellen imidlertid gå tilbake til sin opprinnelige embryonale tilstand.

Meristem klassifisering

Klassifisering basert på deres utvikling: primær og sekundær

Meristemene til en voksen plante blir ansett som primære når de stiger direkte fra celler dannet under embryogenese og som aldri har sluttet å ha meristematisk aktivitet. De anses som sekundære når de stammer fra celler som har differensiert og deretter har fått meristematisk aktivitet.

For eksempel er det fascikulære kambium (sammensatt av procambium og vaskulært kambium avledet fra procambium) et primært meristem fordi det stammer fra det apikale meristem, som er primært.

Interfascicular cambium er et sekundært meristem fordi det oppstår fra parenkymalt vev som har gjenfunnet meristematisk aktivitet.

Klassifisering basert på deres posisjon: apikal, lateral og interkalær

Basert på deres posisjon i kroppen av planten, blir de klassifisert som apikale, laterale og interkalære. De apikale meristemene er primære. Laterale meristemer kan være primære (cambium fascicular) eller sekundære (cambium interfascicular; phellogen). De interkalære meristemene er sekundære.

De apikale meristemene, i tillegg til å være vevene som kommer fra planter, er de dominerende koordinasjonssentrene i morfogenese. De er plassert på tuppen av stilkene, grenene og røttene. De utvider plantekroppen, bestemmer dens høyde og diameter.

De laterale meristemene er lokalisert parallelt (eller konsentrisk) til den sentrale aksen til stammen og røttene. De øker volumet av vevene som fører vann, mineraloppløsninger og sap gjennom hele planten. De tykner stilken, greinene og røttene. De danner støttevev.

De interkalære meristemene, typisk for gress, er vev som er satt inn i ikke-meristematiske vev. De er begrenset til basen av internodene (knutepunktene er stedene for feste av bladene til stilken). De forårsaker internodal forlengelse, noe som øker bladets langsgående separasjon. De kompenserer for beite av planteetere.

Andre typer sekundær meristem kan gjenkjennes, nemlig basal (av blader, blomster og frukt) og traumatisk (av regenererende vev).

Apical stam meristem

Stadiet av planteutvikling som produserer sin grunnleggende form og har opprinnelse av nye organer kalles primærvekst. Dette er resultatet av aktiviteten til de apikale meristemene. En av dem er roten. Den andre er stilken. Sistnevnte genererer stammen og dens laterale organer (blader og knopper).

Den apikale stammen meristem er distalt i stilling og omgitt eller dekket av umodne blader. Det er en dynamisk struktur som endrer seg kontinuerlig i løpet av syklusen av stamme- og bladdannelse. Denne syklusen avhenger vanligvis av sesongmessige klimavariasjoner.

I motsetning til det apikale rotmeristemet, viser ikke stammen meristem godt definerte regioner. Funksjonelle soner blir gjenkjent basert på størrelsen, orienteringen og aktiviteten til celler, planene for celledeling og tilstedeværelsen / fraværet av vakuoler.

Sentrum av det apikale stammeristemet inneholder en gruppe relativt store vakuolerte celler. Dette sentrale området er omgitt av mindre perifere celler.

Under denne sentrale sonen er noen "ribbeina" av celler som har sitt indre vev i stammen. Cellene i sentrum er de som har opprinnelse av perifere celler og cellene i "ribbeina."

Rot apikisk meristem

Roten er organet til planten som vokser inne i jorden, og som har funksjonene til å fikse og absorbere vann og mineralnæringsstoffer. Roten vokser og utvikler seg fra sin distale ende.

Den distale enden av roten, eller spissen, er delt inn i fire utviklingsområder: 1) caliptra (eller cap); 2) rot meristematisk region; 3) forlengelsessone; 4) modnesone.

Calyptra beskytter rotens apikale meristem mot mekanisk slitasje når roten beveger seg gjennom jorden. Kaliptraen har en konstant lengde: cellene den mister gjennom friksjon blir kontinuerlig erstattet.

Roten meristematisk region, eller apikal rot meristem, er stedet for celledeling som får den primære roten til å vokse. Det produserer ikke sidervedheng.

Forlengelsessonen er regionen av roten der celler ikke deler seg, men multipliserer deres lengde mange ganger utstrakt og raskt.

Modningssonen er regionen der celler stopper forlengelsen og oppnår deres forskjellige egenskaper.

Cellevekst

I mange bregner forårsaker den innledende cellen en regelmessig fordeling av cellene i det apikale meristemet. I spermatofytter er celledeling mindre presis. Deres hastighet og retning bestemmer den regionale differensieringen av meristemene.

I meristemer, hvis celledelingen er rask, vises regioner med små celler. Hvis det er tregt, vises regioner med store celler. Hvis det skjer i flere plan eller tangentielt, er det volumvekst. Hvis det skjer antiklin, er det overflatevekst.

Den embryonale fasen av cellevekst begynner med forberedelse til deling. Økningen i antall celler forårsaker ikke en markant økning i volumet. Det primære meristemet vises. Protoplastider dannes, karakteristiske for meristematiske celler, som gir opphav til kloroplaster og andre cellulære organeller.

I ekspansjonsfasen av cellevekst vises den sentrale vakuolen, vann akkumuleres, og metabolsk hastighet øker. Celler vokser i volum. Den intense proteinbiosyntesen som er karakteristisk for aktivt meristematisk vev, utvikler seg.

I differensieringsfasen av cellevekst vises sekundære meristemer. Ulike typer vev og morfologiske strukturer utvikler seg takket være aktiviteten til meristemer.

Meristemer og vev

Meristemer produserer enkle vev (parenkym, kollenkym, sklerenkym) og komplekse (xylem, floem, epidermis, sekretorisk vev).

I parenkym, til stede i hele planten, er cellene avrundet, med levende cytoplasma og tynne, ikke-lignifiserte cellemembraner. Når de ikke har kloroplaster, lagrer disse cellene vann og mat. Når de gjør det, danner de klorenchyma.

Ved kollenchym er celler langstrakte, med levende cytoplasma og tykke, uregelmessige vegger. De finnes vanligvis rett under overhuden. De gir fleksibel støtte.

I sclerenchyma deler celler seg inn i sclereider og fibre. Disse cellene har tykke vegger impregnert med lignin som, når de modnes, dør og gir mer eller mindre stiv støtte.

Xylem og floem bærer vann, mineralsalter og sukker. Ledningskanalene til disse vevene er sammensatt av døde celler (trakeider, ledende karelementer) eller levende celler (silceller, albuminøse celler, silrørelementer, ledsagende celler).

I overhuden, som dekker og beskytter organene, dominerer parenkymceller, ledsaget av celler som er spesialiserte på å flytte vann og gasser inn og ut av planten. I treholdige planter blir overhuden en periderm eller bark. Sekretorvev produserer nektar, oljer, slimete, latex og harpikser.

Traumatisk skade reparasjon

Meristemer lar planter overleve fysiske eller kjemiske traumer som forårsaker skade på vevet.

Sovende meristemer (sovende knopper) aktiveres når apikale meristemer ødelegges. Heterogeniteten til meristematiske cellepopulasjoner forårsaket av asynkron mitotisk inndeling og andre faktorer gjør passende celler tilgjengelige for forskjellige typer skader.

Meristemer og fytohormoner

Plantevekst avhenger direkte av virkningen av fytohormoner og miljøfaktorer. Blant de sistnevnte som er temperaturen, og tilgjengeligheten av lys, vann, karbondioksid og mineralnæringsstoffer.

Fytohormoner er multivalente og polyfunksjonelle naturlige organiske forbindelser, som er til stede i lave konsentrasjoner i planter, som deltar i den gjensidig avhengige aktiveringen av celler, vev og organer. Biosyntesen av fytohormoner foregår i meristemene.

Fytohormoner er klassifisert i fem grupper: 1) auxiner; 2) cytokininer; 3) gibberelliner; 4) absissiner; 5) etylen.

Gjennom fytohormoner initierer og kontrollerer meristemer programmerte fysiologiske mekanismer, og stimulerer eller hemmer ontogenetiske prosesser i planter.

Meristemer og polyploidi

Polyploidy er en mutasjon som gjør at en ny generasjon har to eller flere ganger antall kromosomer enn forrige generasjon.

Hos planter er polyploidi en viktig mekanisme for spesiasjon og evolusjon. De fleste plantelinjer har opplevd polyploidi på et tidspunkt i historien.

Polyploidi kan oppstå gjennom to forskjellige mekanismer. For det første gjennom produksjon av gameter som har mer enn ett sett med kromosomer som et resultat av en svikt i segregeringen av homologe kromosomer. For det andre ved å doble antall kromosomer hos en person etter seksuell reproduksjon.

En sjelden variant av den andre mekanismen innebærer duplisering av kromosomer i den apikale meristem av en stilk, slik at den stammen blir tetraploid.

Blomstene på denne stilken kan da produsere diploide gameter (snarere enn haploide) som kan generere levedyktige avkom ved å bli med andre diploide gameter.

referanser

1. Beck, CB 2010. En introduksjon til plantestruktur og utvikling - planteanatomi for det tjueførste århundre. Cambridge University Press, Cambridge.
2. Duca, M. 2015. Plantefysiologi. Springer, Cham.
3. Evert, RF 2006. Esau's Plant anatomy: meristemer, celler og vev i plantekroppen: deres struktur, funksjon og utvikling. Wiley, Hoboken.
4. Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Biologi av planter. WH Freeman, New York.
5. Lambers, H., Chapin, FS, III, Pons, TL 2008. Plantefysiologisk økologi. Springer, New York.
6. Mauseth, JD 2017. Botanikk: en introduksjon til plantebiologi. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
7. Rudall, PJ 2007. Anatomi av blomstrende planter - en introduksjon til struktur og utvikling. Cambridge University Press, Cambridge.
8. Schooley, J. 1997. Introduksjon til botanikk. Delmar forlag, Albany.
9. Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Introduksjonsplantebiologi. McGraw-Hill, New York.
10. Taiz, L., Zeiger, E., Moller, IM, Murphy, A. 2014. Plantefysiologi og utvikling. Sinauer, Sunderland.