Mikä ovat trakeidit: ksyleemin vesikuljettajat ja tukisolut
Trakeidit ovat verisuonikasvien ksyleemin pitkiä, onttoja soluja, jotka kuljettavat vettä ja liuenneita mineraalisuoloja ylöspäin kohti lehtiä. Trakeidit ovat yksi ksyleemin kahdesta pääsolutyypistä; toinen on verisuonielementti (vessel element). Toisin kuin verisuonielementeillä, trakeideilla ei ole reikälevyjä (perforation plates), vaan niiden päiden väliset yhteydet ovat pääasiassa kuoppien kautta. Nämä erot ovat yksi syy siihen, miksi verisuonikasvit eroavat verisuonettomista kasveista.
Rakenne ja kehitys
Trakeidien sekundaarisissa soluseinissä näkyy ligniiniä (lignifioitunut), mikä tekee seinämistä jäykät ja vettä hylkivät. Solut syntyvät ksyleemin alustavista soluista (procambiumista tai kambiumista) ja erilaistuvat trakeideiksi lisäämällä sekundaarista soluseinää ja kehittämällä erilaisia paksuuntumismuotoja kuten renkaita, spiraaleja, verkkomaisia paksuuntumia tai laajoja paksuuntumia. Kypsissä trakeideissa solun protoplasti hajottaa itsensä (ohjelmoitu solukuolema), jolloin jäljelle jäävät ontot, vedenvälitykseen sopivat putkimaiset rakenne.
Kuopat ja läpiviennit
Trakeidien seinissä on kuoppia (pits), jotka toimivat vesiyhteyksinä viereisiin soluihin. Kuoppien rakenne vaihtelee: havupuilla (konifereilla) kuopat ovat usein bordered pits -tyyppiä, joissa on eräänlainen venttiilimäinen rakenne torus-margo -järjestelmä, joka auttaa estämään ilman tunkeutumisen (embolian) leviämistä. Laaja-alaiset kuopat ja niiden ohuempi osareuna (margo) sallivat veden kulun, kun taas torus voi sulkea kuopan, jos paine-ero yrittää työntää ilmaa sisään. Lehti- ja monilla lehtipuiden trakeideilla kuopat ovat usein yksinkertaisempia.
Toiminnot: kuljetus ja tuki
Trakeideilla on kaksi päätehtävää: ne toimittavat vettä ja liuenneita ravinteita, ja ne antavat rakenteellista tukea kasville. Lignifioitunut seinämä tekee trakeideista jäykkiä ja kantavia, minkä vuoksi ne muodostavat suuren osan puun mekaanisesta lujuudesta etenkin havupuissa, joissa trakeidit ovat usein yleisin solutyyppi.
Trakeidien pinta-alan ja tilavuuden suhde on yleensä suurempi kuin verisuonielementeillä, mikä tarkoittaa, että trakeidit pystyvät pidättämään vettä paremmin, kun transpiraatiota ei tapahdu. Tällainen veden pidättymiskyky auttaa ehkäisemään ilmaembolioiden syntyä ja leviämistä, koska pienemmät huokoset ja sulkeutuvat kuopat rajoittavat ilmakuplien siirtymistä.
Turvallisuus vs. tehokkuus
Trakeidit ovat yleensä hydraulisesti turvallisempia mutta vähemmän tehokkaita verrattuna verisuonielementteihin: verisuonielementit muodostavat pitkiä suoria putkia ja voivat kuljettaa enemmän vettä alhaisemmalla resistanssilla, mutta ne ovat myös alttiimpia embolialle. Trakeidien pienemmät läpimitat ja kuopparakenteet tarjoavat paremman suojan kuivuuden ja jäätymisen aiheuttamilta ilmavaurioilta.
Levinneisyys ja evoluutio
Trakeidit ovat esiintyneet varhaisissa siemenettömissä ja siemenkasveissa ja ovat edelleen vallitsevia monilla ryhmillä, erityisesti havupuilla (gymnospermeillä). Lehtipuut (angiospermit) ovat kehittäneet verisuonielementtejä, jotka parantavat vedenjohtokykyä, mutta trakeidejakin tavataan monissa angiospermeissa, usein tukevassa tai sivullisessa roolissa.
Carl Sanio otti termin "tracheid" käyttöön vuonna 1863, alun perin saksankielisenä terminä Tracheide, ja termi on sittemmin vakiintunut kasvitutkimuksen sanastoon.
Lisätietoja
- Trakeidien kuoppien ja seinämän paksuuntumismuotojen tunnistaminen auttaa ymmärtämään kasvin sopeutumista ympäristöön (esim. kuivuus- tai kylmäherkkyys).
- Ohjelmoitu solukuolema on olennainen osa trakeidin kypsymistä: protoplastin hajoamisen jälkeen solu muodostaa toimivan vesikanavan.
- Trakeidit ja verisuonielementit toimivat yhdessä muodostamalla ksyleemin, joka on sekä ravinteiden kuljetusjärjestelmä että kasvin tukiranka.
Tammitupen trakeidissa on kuoppia seinämissä.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mitä ovat tracheidit?
V: Trakeidit ovat verisuonikasvien ksyleemin pitkiä soluja, jotka kuljettavat vettä ja mineraalisuoloja ja tarjoavat rakenteellista tukea.
K: Mikä muu elementtityyppi ksyleemissä on kuin trakeidit?
V: Verisuonielementit ovat kyleemin toinen elementtityyppi trakeidien lisäksi.
K: Mitä eroa trakeideilla ja astiaelementeillä on reikälevyjen suhteen?
V: Trakeideilla ei ole reikälevyjä, kun taas verisuonielementeillä on.
Kysymys: Mikä ominaisuus määrittelee verisuonikasvit verrattaessa niitä verisuonettomiin kasveihin?
V: Verisuonikasvit eroavat verisuonikasveista muiden kuin verisuonikasvien osalta siitä, että niissä on trakeideja ja verisuonielementtejä, joihin kuuluvat trakeidit ja verisuonielementit.
K: Mitä trakeidien protoplastille tapahtuu, kun kasvi on kypsä?
V: Kun kasvi on kypsä, trakeidien protoplasti on hajonnut ja hävinnyt.
K: Mikä on trakeidien sekundaariseinien paksuuntumien tehtävä?
V: Tracheidien sekundaariseinien paksuuntumat antavat rakenteellista tukea.
K: Miten trakeidit pitävät vettä painovoiman vaikutuksesta ilman transpiraatiota?
V: Trakeidit pitävät vettä painovoimaa vastaan tarttumalla, koska niiden pinta-alan ja tilavuuden suhde on paljon suurempi kuin verisuonielementtien.
