Like it? Jaa se!

Kasparian kaistale on nimetty sen löytäneen saksalaisen kasvitieteilijän Robert Casparyn mukaan. BiologyWise kertoo, mitä Kasparian kaistale todellisuudessa on, sen määrittely, rakenne, funktio sekä systemaattinen kaavio paremman ymmärryksen aikaansaamiseksi.

Tiesitkö?

vaikka Kasparian kaistale löydettiin jo 1800-luvulla, sen tarkasta kemiallisesta rakenteesta kiistellään edelleen.

viherkasvit ovat autotrofeja, eli ne valmistavat itse ravintonsa ilmasta tulevan auringonvalon ja hiilidioksidin sekä maaperästä peräisin olevien aineiden, kuten veden ja mineraalien avulla. Sen lisäksi, että niiden juuret kiinnittyvät maahan, niillä on suuri merkitys tarvittavien materiaalien imemisessä maaperästä. Jos vettä ja suoloja ei kuitenkaan imeydy riittävästi, se voi olla vaarallista kasville, samoin ylisuurten määrien imeytyminen. Lisäksi, koska juuret ovat vain osa kasvia, tämä asettaa ne suoraan kosketukseen maaperän kanssa, joka voi sisältää haitallisia aineita, kuten kemikaaleja tai bakteereja. Tämä herättää kysymyksen siitä, miten kasvi valvoo, mitä aineita se imee maaperästä ja puolustautuu haitallisilta aineilta? Vastaus löytyy Kasparian stripiksi kutsutusta rakenteesta, jonka tehtävä eli tarkoitus on selitetty alla.

määritelmä

Kasparian kaistale on kasvien juurissa olevien endodermaalisten soluseinien tiettyjen osien rengasmainen paksuuntuma, joka pakottaa veden ja liuenneet mineraalit kulkemaan näiden solujen semipermeeroituvan plasmakalvon läpi niiden soluseinien sijaan.

Kasparian Liuskarakenne

kasvien juuret ovat monimutkaisia rakenteita, ja ne koostuvat erityyppisistä kerroksista ja soluista. Menee sisäänpäin juuripinnasta, eri kerrokset järjestyksessä ovat – ”ulompi orvaskesi” koostuu yhdestä solukerroksesta, ”keskimmäinen aivokuori” koostuu useista kerroksista, yksi kerros nimeltään ”endodermis”, ja lopuksi, ”verisuonisylinteri”. Kaikista näistä kerroksista Kasparian liuskan sijainti on vain endodermiksessä.

yksisoluisessa kerroksessa eli endodermisissä kaikissa soluissa näkyy erikoista paksuuntumista säteittäisissä ja poikittaisissa soluseinämissään. Tämä tarkoittaa, että paksuuntuminen on läsnä kaikissa seinissä endodermis, lukuun ottamatta niitä, jotka ovat vastakkain keskiakselin kasvin, ja ne, jotka ovat vastakkain juuren pinnan. Tämä rengasmainen korkkinauha, jota kutsutaan Kasparian nauhaksi, koostuu läpäisemättömistä aineista, kuten ligniinistä ja suberiinista, kun taas tavalliset soluseinät on tehty pelkästä ligniinistä. Tämä liuska on tiiviisti kiinni endodermaalisessa plasmakalvossa sen varmistamiseksi, että se ei hajoa, kun solu kutistuu tai laajenee osmoosin vuoksi (veden virtaus soluun ja ulos).

Kasparian Nauhatoiminnot

kasvit tarvitsevat vettä ja mineraaleja fotosynteesin suorittamiseen ja ravinnon valmistamiseen selviytyäkseen. Nämä aineet imeytyvät kasvin juuriin ja kulkevat sitten sisäänpäin juuren pinnalta verisuonisylinteriin, josta ne kulkevat ylöspäin Xylemin (kuljetuskudoksen tyyppi) kautta. Nämä aineet kulkevat juuren pinnalta verisuonisylinteriin kahdella tavalla-apoplastisella ja symplastisella reitillä.

apoplastinen reitti on, kun vesi ja siihen liuenneet aineet kulkevat toisen solun soluseinän tiloista toisen solun soluseinään menemättä koskaan mihinkään soluun. Symplastinen reitti on, kun nämä aineet kulkevat toisen solun sytoplasmasta (solujen sisällä olevasta materiaalista) toisen solun sytoplasmaan sen plasmakalvon kautta.

kun aineet kulkeutuvat sisäänpäin juurikudoksesta aivokuoren läpi ja saapuvat lopulta endodermiin, ne kohtaavat Kasparian kaistaleen. Koska se on läpäisemätön paksuuntuminen soluseinässä, se estää materiaaleja kulkemasta sen läpi, mikä lopettaa apoplastisen reitin. Näin se pakottaa kaikki aineet kulkemaan sytoplasman läpi symplastista reittiä pitkin. Tämä on kasville erittäin tärkeää, sillä soluseinä ei pysty säätelemään sen läpi kulkevien aineiden tyyppiä ja määrää, mutta plasmakalvo pystyy. Pakottamalla aineet siirtymään apoplastiselta kulkureitiltä symplastiselle reitille Kasparian kaistale antaa kasville mahdollisuuden kontrolloida sitä, kuinka paljon vettä ja mineraaleja se imee maaperästä.

on olemassa myös toinen menetelmä, ”aktiivinen kuljetus”, jossa mineraalit kulkeutuvat maaperästä verisuonisylinteriin niiden pitoisuusgradientin vastaisesti. Tämä tarkoittaa sitä, että toisin kuin normaali diffuusioprosessi, jossa suolat siirtyvät suuremmalta pitoisuusalueelta (maa-aineksesta) matalammalle pitoisuusalueelle (juureen), tämä reitti tuo suoloja juureen riippumatta siitä, missä niiden pitoisuus on suurempi. Yhdessä Kasparian liuskan kanssa tämä reitti aiheuttaa suolojen kertymisen verisuonisylinterin sisälle, koska kun ne ovat sylinterin sisällä, läpäisemätön liuska estää niitä virtaamasta takaisin ulos. Tämä verisuonten sylinterin korkea suolapitoisuus kannustaa osmoosin avulla virtaamaan enemmän vettä maaperästä siihen. Näin Kasparian kaistale maksimoi veden imeytymisen maaperästä.

Kaspari muodostaa esteen haitallisille kemikaaleille, kuten rikkakasvien torjunta-aineille, jotka eivät pääse sen läpi. Ilman tätä liuskaa tällaiset kemikaalit olisivat levinneet koko kasviin ksyleemin kautta ja siten tappaneet sen. Se myös estää haitallisia mikrobeja pääsemästä kasviin ja aiheuttamasta infektioita.

lopuksi voidaan sanoa, että Kasparian kaistale on endodermaalisen soluseinän osissa oleva paksuuntuma, joka auttaa säätelemään veden ja ravinteiden imeytymistä maaperästä, ja sillä on myös aktiivinen rooli kasvin puolustuksessa. Sen rakenteessa ja toiminnassa on kuitenkin paljon sellaista, mitä emme vielä tiedä.