הסטומטה של הצמח הן נקבוביות הממוקמות בשכבות האפידרמיס. הם משמשים לאידוי עודפי מים וחילופי גזים של הפרח עם הסביבה.
הם נודעו לראשונה בשנת 1675, אזחוקר הטבע מרצ'לו מלפיגי פרסם את תגליתו ב-Anatome plantarum. עם זאת, הוא לא הצליח לפענח את מטרתם האמיתית, אשר שימשה דחיפה לפיתוח השערות ומחקרים נוספים.
היסטוריית הלימוד
לאחר מכן, השרביט הועבר על ידי בן דורו של מרצ'לו, נחמיה גרו. הוא הציע שתפקיד הסטומטה בנשימת הצמח דומה לתפקידו של קנה הנשימה בחרקים, ובמובנים מסוימים הנחתו קרובה לאמת.
במאה ה-19 הגיעה ההתקדמות המיוחלת במחקר. הודות להוגו פון מול וסימון שוונדנר, נודע העיקרון הבסיסי של הסטומטה וסיווגם לפי סוג המבנה.
תגליות אלו נתנו תנופה עוצמתית להבנת תפקוד הנקבוביות, אך כמה היבטים של מחקר העבר ממשיכים להיחקר עד היום.
מבנה העלים
חלקי צמחים כמו האפידרמיס והסטומה קשורים למבנה הפנימי של העלה, אך ראשית כדאי ללמוד את המבנה החיצוני שלו. אז הגיליון הוא:
- פלטת עלים - חלק שטוח וגמיש האחראי על פוטוסינתזה, חילופי גזים, אידוי מים ורבייה וגטטיבית (עבור מינים מסוימים).
- הבסיס, בו נמצאת הרקמה החינוכית, המשמשת לצמיחת הצלחת והפטוטרת. כמו כן, בעזרתו, העלה מחובר לגבעול.
- Stipule - מבנה זוגי בבסיס המגן על ניצני בית השחי.
- הפטוטרת היא החלק המחדד של העלה המחבר את הלהב לגבעול. הוא אחראי על תפקודים חיוניים: התמצאות לאור וצמיחה דרך הרקמה החינוכית.
המבנה החיצוני של עלה עשוי להשתנות מעט בהתאם לצורתו ולסוגו (פשוט/מורכב), אך כל החלקים המפורטים לעיל קיימים תמיד.
המבנה הפנימי כולל את האפידרמיס והסטומטה, כמו גם רקמות וורידים יוצרים שונים. לכל אחד מהאלמנטים יש עיצוב משלו.
לדוגמה, רקמת המרכיבים של הצד החיצוני של העלהמורכב מתאי חיים, שונים בגודל ובצורה. לשטחיים שבהם יש שקיפות המאפשרת לאור השמש לחדור פנימה של העלה.
תאים קטנים יותר איתרו כמהעמוק יותר, מכילים כלורופלסטים, נותנים לעלים צבע ירוק. בשל נכסיהם, הם נקראו סגירה. בהתאם לדרגת הלחות, הם מתכווצים או יוצרים מרווחים בסטומטלי ביניהם.
מבנה
אורך הסטומטה של הצמח משתנהבהתאם לסוג ומידת התאורה שהם מקבלים. הנקבוביות הגדולות ביותר יכולות להגיע לגודל של 1 ס"מ. הן יוצרות את תאי השמירה של הסטומטה, המווסתים את רמת הפתח שלה.
מנגנון התנועה שלהם מורכב למדי ומשתנהעבור מיני צמחים שונים. ברובם - בהתאם לאספקת המים ולרמת הכלורופלסטים - הטורגור של רקמות התאים יכול גם להקטין וגם לעלות, ובכך לווסת את פתיחת הסטומטה.
מטרת פתיחת הסטומטית
כנראה שאין צורך לפרטהיבט כמו הפונקציות של הגיליון. אפילו תלמיד יודע על זה. אבל למה אחראיות הסטומטה? המשימה שלהם היא להבטיח טרנספירציה (תהליך תנועת המים דרך הצמח והתאיידותם דרך איברים חיצוניים כגון עלים, גבעולים ופרחים), אשר מושגת באמצעות עבודת תאי שמירה. מנגנון זה מגן על הצמח מפני התייבשות במזג אוויר חם ואינו מאפשר לתהליך הריקבון להתחיל בתנאי לחות יתר. עקרון פעולתו פשוט ביותר: אם כמות הנוזלים בתאים אינה גבוהה מספיק, הלחץ על הדפנות יורד, ופתח הסטומטלי נסגר, תוך שמירה על תכולת הלחות הנדרשת לשמירה על החיים.
לעומת זאת, עודף שלה מוביל לעלייהלחץ ופתיחת נקבוביות דרכן מתאדה עודף לחות. בשל כך, תפקידה של הסטומטה בצמחי קירור גדול גם הוא, שכן טמפרטורת האוויר מסביב מופחתת בדיוק באמצעות טרנספירציה.
גם מתחת למרווח יש חלל אוויר,משמש להחלפת גז. אוויר נכנס לצמח דרך הנקבוביות על מנת להיכנס עוד יותר לתהליך הפוטוסינתזה והנשימה. לאחר מכן משתחרר עודף חמצן לאטמוספירה דרך אותו מרווח סטמאטלי. יתר על כן, נוכחותו או היעדרו משמשים לעתים קרובות לסיווג צמחים.
פונקציות גיליון
העלה הוא איבר חיצוני שדרכומתבצעות פוטוסינתזה, נשימה, טרנספירציה, גרוטציה ורבייה וגטטיבית. יתרה מכך, הוא מסוגל לצבור לחות וחומר אורגני דרך הסטומטות, וכן לספק לצמח התאמה רבה יותר לתנאי סביבה קשים.
מכיוון שהמים הם הסביבה התוך תאית העיקרית,ההפרשה והזרימה של נוזלים בתוך עץ או פרח חשובים לא פחות לחייו. יחד עם זאת, הצמח סופג רק 0.2% מכלל הלחות העוברת דרכו, והשאר עובר לטרנספירציה ו- guttation, שבגללן מתרחשת תנועת מלחים מינרלים מומסים וקירור.
לעתים קרובות מתרחשת ריבוי וגטטיביעל ידי חיתוך והשרשה של עלי הפרחים. צמחי בית רבים גדלים בצורה זו, שכן זו הדרך היחידה לשמור על טוהר הזן.
כפי שהוזכר קודם לכן, עלים שונהלעזור להסתגל לתנאי סביבה שונים. לדוגמה, התמרה לקוצים מסייעת לצמחי המדבר להפחית את אידוי הלחות, קנוקנות משפרות את תפקודי הגבעולים, וגדלים גדולים משמשים לעתים קרובות לשמירת נוזלים וחומרי הזנה כאשר תנאי האקלים אינם מאפשרים חידוש מלאי באופן קבוע.
והרשימה הזו היא אינסופית. קשה שלא לשים לב שהפונקציות הללו זהות לעלים של פרחים ועצים.
לאילו צמחים אין סטמטה?
מאז פער stomatal מאפיין גבוה יותרצמחים, הוא קיים בכל המינים, וזו טעות לחשוב שהוא נעדר, גם אם לעץ או לפרח אין עלים. החריג היחיד לכלל הוא אצות ואצות אחרות.
מבנה הסטומטה ועבודתם בעצי מחט,שרכים, זנב סוסים, בריכות שחייה וברופיטים שונים מאלה של צמחים פורחים. ברובם, החרכים פתוחים במהלך היום ומשתתפים באופן פעיל בחילופי גזים ובשידור; יוצאי הדופן הם קקטוסים וסוקולנטים, שנקבוביותיהם נפתחות בלילה ונסגרות בבוקר כדי לשמור על לחות באזורים יבשים.
סטומטה של צמח שעליו צפיםפני המים, ממוקמים רק בשכבה העליונה של האפידרמיס, ובעלים "יושבים" - בחלק התחתונה. בזנים אחרים, פערים אלה קיימים משני צידי הצלחת.
מיקום סטומטלי
לצמחים דו-פסיגים יש פתחים בסטומהעם זאת, משני צידי לוחית הגיליון, מספרם בחלק התחתון גדול במקצת מאשר בחלק העליון. הבדל זה נובע מהצורך להפחית את אידוי הלחות ממשטח עלה מואר היטב.
אין פרטים ספציפיים לחד-צובייםלגבי מיקום הסטומטה, שכן הוא תלוי בכיוון הצמיחה של הלוחות. לדוגמה, האפידרמיס של עלי צמחים בכיוון אנכי מכיל את אותו מספר של נקבוביות הן בשכבה העליונה והן בשכבה התחתונה.
כפי שהוזכר קודם לכן, עלים צפים עםבחלק התחתון חסרים חריצים בסטומה, מכיוון שהם סופגים לחות דרך הציפורן, כמו גם צמחי מים לחלוטין, שאין להם נקבוביות כאלה בכלל.
הסטומטות של עצים מחטניים ממוקמות עמוק מתחת לאנדודרם, מה שתורם לירידה ביכולת הטרנספירציה.
כמו כן, מיקום הנקבוביות שונה ביחס לפני השטח של האפידרמיס. הרווחים יכולים להיות סמוכים עם שאר תאי ה"עור", להגיע גבוה יותר או נמוך יותר, ליצור שורות רגילות, או להיות מפוזרים באקראי על רקמת המעי.
בקקטוסים, סוקולנטים וצמחים אחרים שעליהם נעדרים או משתנים, והופכים למחטים, סטומטות ממוקמות על גבעולים וחלקים בשרניים.
סוגים
סטומטות בצמח מחולקות לסוגים רבים בהתאם למיקום התאים הנלווים:
- אנומוציטי - נחשב לנפוץ ביותר, כאשר חלקיקי הצד אינם שונים מאחרים באפידרמיס. כאחד השינויים הפשוטים שלו, ניתן לקרוא לסוג laterocyte.
- Paracytic - מאופיין בצירוף מקביל של תאים נלווים ביחס לפער הסטומטלי.
- דיאציט - יש רק שני חלקיקי צד.
- אניסוציטי - סוג הטבוע רק בצמחים פורחים, עם שלושה תאים נלווים, שאחד מהם שונה באופן ניכר בגודלו.
- טטרציטי - אופייני לחד-צמית, בעל ארבעה תאים מלווים.
- אנציקלוציטי - בתוכו נסגרים חלקיקי צד בטבעת סביב הנגררים.
- פריציטי - מאופיין בסטומה שאינה מחוברת לתא הנלווה.
- Desmocytic - שונה מהסוג הקודם רק בנוכחות הידבקות של הפער עם חלקיק הצד.
להלן רק הסוגים הפופולריים ביותר.
השפעת גורמים סביבתיים על המבנה החיצוני של העלה
להישרדות הצמח, מידת שלוסְגִילוּת. לדוגמה, להבי עלים גדולים ומספר רב של סטמטות אופייניים למקומות לחים, בעוד מנגנון זה פועל אחרת באזורים יבשים. לא פרחים ולא עצים שונים בגודלם, ומספר הנקבוביות מצטמצם באופן ניכר כדי למנוע אידוי מוגזם.
כך ניתן להתחקות אחר האופן שבו חלקי צמחים משתנים לאורך זמן בהשפעת הסביבה, מה שמשפיע גם על מספר הסטומות.
