Ποια είναι τα εξειδικευμένα κύτταρα που αποτελούν αγγειακό ιστό;

Αγγειακός ιστός είναι ένας όρος που αναφέρεται στα μέρη των φυτών που μεταφέρουν νερό και θρεπτικά συστατικά από το ένα μέρος του οργανισμού στο άλλο. Η λειτουργία του αγγειακού ιστού είναι ανάλογη με εκείνη του καρδιαγγειακού συστήματος στα ζώα, αν και προφανώς λείπει από το κεντρικό στοιχείο «αντλίας» που διαθέτουν τα ζώα με τη μορφή καρδιάς.

Δύο υπότυποι εξειδικευμένου ιστού αποτελούν τον αγγειακό ιστό στα φυτά: ξυλέμ και φλόμη. Κάθε ένας από αυτούς τους ιστούς περιλαμβάνει έναν αριθμό εξειδικευμένων κυττάρων. Ο αγγειακός ιστός συμβάλλει στη δομική ακεραιότητα του φυτού στο σύνολό του και με τη μεταφορά κρίσιμων ουσιών που απαιτούνται για την ανάπτυξη και επισκευή από τόπο σε τόπο - συχνά σε μεγάλες αποστάσεις - ο αγγειακός ιστός διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στην υγεία από στιγμή σε στιγμή φυτά.

Τα φυτά, όπως και άλλοι οργανισμοί, μπορούν να θεωρηθούν ολοκληρωμένα συστήματα που περιλαμβάνουν διαφορετικά όργανα καθώς και εξειδικευμένους τύπους ιστών και κυττάρων που σχετίζονται με συγκεκριμένες λειτουργίες των διαφόρων οργάνων.

Τα φυτά αποτελούνται γενικά από ρίζες, στελέχη και φύλλα. Οι ρίζες είναι κυρίως υπόγεια, ενώ τα άλλα δύο όργανα είναι κυρίως (στελέχη) ή εξ ολοκλήρου (φύλλα) πάνω από το έδαφος και είναι γνωστά ως σύστημα λήψης.

Οι τρεις τύποι ιστών στα φυτά είναι έδαφος ιστός, δερματικός ιστός και αγγείων ιστός. Και οι τρεις τύποι οργάνων περιέχουν μερικούς από κάθε τύπο ιστού, αν και όχι σε ίσες αναλογίες. Οι διαφορετικοί τύποι κυττάρων που περιλαμβάνονται στον αγγειακό ιστό - τραχεία, στοιχεία αγγείων, συνοδευτικά κύτταρα και σωλήνες κόσκινου - συζητούνται αργότερα.

Τα πρώτα αγγειακά φυτά χρονολογούνται από περίπου 410 έως 430 εκατομμύρια χρόνια πριν, γεγονός που καθιστά αυτά τα δέντρα κοντά στα οκτώ φορές τόσο παλιά όσο τα θηλαστικά (ως σημείο σύγκρισης, οι δεινόσαυροι πιστεύεται ότι έχουν εξαφανιστεί περίπου 65 εκατομμύρια χρόνια πριν). Αυτά τα φυτά δεν είχαν ρίζες ή φύλλα, μόνο μίσχους που εξυπηρετούσαν όλες τις λειτουργίες αυτών των πρώιμων φυτών.

Μερικά από αυτά τα φυτά από τις άκρες της βιολογικής αρχαιότητας παραμένουν στη Γη σήμερα. Για παράδειγμα, λυκόφυτα, τα οποία είναι μη γραφικά στην παρούσα εποχή, κάποτε παρουσίαζαν μεμονωμένα φυτά ύψους άνω των 35 μέτρων.

Το Xylem και το floem είναι δύο καλά καθορισμένοι τύποι αγγειακών ιστών. Ίσως η πιο αξιοσημείωτη διάκριση μεταξύ τους είναι το ξυλέμ, που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της ουσίας του ξύλου, αποτελείται από τα υπολείμματα των κυτταρικών τοιχωμάτων των νεκρών κυττάρων, ενώ το ξύλλιο περιέχει ζωντανά κύτταρα που περιλαμβάνουν κυτταρόπλασμα και κύτταρα μεμβράνες.

Το Xylem μεταφέρει νερό και ορυκτά από το έδαφος μέσω του στελέχους του φυτού στα φύλλα και στη συσκευή αναπαραγωγής. Το Phloem, το οποίο τρέχει κυρίως εκτός ξυλίου (τα δύο εμφανίζονται πάντα ταυτόχρονα), μεταδίδει σάκχαρα και άλλα θρεπτικά συστατικά που παράγονται κατά τη φωτοσύνθεση σε άλλους χώρους του φυτού.

Το Xylem περιλαμβάνει εξειδικευμένα κελιά που ονομάζονται τραχειάδες και στοιχεία σκαφών. Οι τραχειοειδείς εμφανίζονται σε όλα τα αγγειακά φυτά, ενώ τα στοιχεία αγγείων βρίσκονται μόνο σε ορισμένα είδη, όπως αγγειοσπερμίες. Αυτά τα κύτταρα είναι σωληνοειδή, ως κατάλληλες δομές που προορίζονται για τη μετακίνηση νερού, και έχουν ανοίγματα που ονομάζονται λάκκοι στα άκρα τους για να επιτρέψουν την ανταλλαγή νερού μεταξύ διαφορετικών κυττάρων. Όπως σημειώθηκε, αυτά τα κύτταρα είναι νεκρά όταν λειτουργούν, με μόνο τα τοιχώματα των κυττάρων τους να απομένουν.

Το Phloem περιλαμβάνει εξειδικευμένα κύτταρα από μόνο του: κοσκινίζουμε κύτταρα και συνοδευτικά κελιά. Τα κύτταρα κοσκινίσματος διεξάγουν σάκχαρα και άλλα μικρά μόρια, και τα κύτταρα έχουν πλάκες κόσκινου στο τέλος των οποίων η λειτουργία είναι παρόμοια με εκείνη των κοιλοτήτων σε κύτταρα ξυλολίου. Ενώ ζουν στην ωριμότητα, ωστόσο, χάνουν τα περισσότερα από τα αρχικά εσωτερικά τους στοιχεία. Τα συνοδευτικά κύτταρα, όπως υποδηλώνει το όνομα, χρησιμεύουν ως δομικά κύτταρα στήριξης για τα κύτταρα κοσκίνου και είναι μεταβολικά ενεργά.