A pneumatophoorok speciális gyökerek, negatív geotropizmussal növekednek a víz felszínén. Ezeknek a gyökereknek a pórusokhoz vagy lencsékhez hasonló szerkezete van, amelynek feladata, hogy levegőt biztosítson a mocsaras és elárasztott helyekre jellemző gyökerekhez.
A hidrofitikus fajok, például a mangrove (Avicennia germinans és Laguncularia raecemosa) pneumatophore, valamint kopasz ciprus (Taxodium distichum) és tupelo (Nyssa aquatica) jelennek meg. A vörös mangrove (Rhizophora mangle) esetében a gyökerek a támasz mellett a növény lélegezését is lehetővé teszik.
Pneumatophores. Forrás: flickr.com
Ez a fajta gyökér olyan növényfajokban fejlődik ki, amelyek vízzel telített és erősen tömörített talajokban nőnek. Az epigeális gyökereknek számos pórusa és szivacsos szövete van, amelyek megkönnyítik a gázcserét a környező légkörrel.
Az elárasztott területek vagy a mangrove-iszap anaerob környezet, ezért a növényeknek alkalmazkodniuk kell ezekhez a kedvezőtlen feltételekhez. Ebben az esetben a pneumatophores széles intercelluláris terekkel rendelkeznek, amelyek megkönnyítik a gázok diffúzióját az alámerülő gyökerekbe.
Általános tulajdonságok
A pneumatoforok egyenes gyökerekként alakulnak ki, amelyek növekvő struktúrát képeznek vagy meghosszabbítják a föld alatti gyökérrendszert. Ezeket a gyökereket napközben ki vannak téve és a víz felszínén maradnak, megkönnyítve az oxigén nyerését a környezetből.
A felület mentén elhelyezkedő lencsék a szivacsos szöveten keresztül elfogják az oxigént, amelyet azután az egész növény eloszlat. Az olyan fajok, mint a mangrove, pneumatoforokat fejlesztenek ki, mivel az erősen sós és anaerob talajok megakadályozzák a gyökerek számára a gázcserét.
Az Avicennia germinans és a Sonneratia alba mangrovefajokban a pneumatophores a víz alatti hosszanti gyökerek merev oldalirányú kiterjedéseként alakulnak ki. Hasonlóképpen, a vízszintes gyökerek jelentősen kiszélesednek, teljesítve a rögzítési funkciót.
A Mangrove pneumatoforok különböző méretűek és morfológiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az Avicennia germinans mangrove-ban a pneumatophores ujj- vagy ceruza-szerűek, míg a Sonneratia alba fajok konformák.
A pneumoforák általában kevesebb, mint 30 cm az Avicennia sp. és kevesebb, mint 20 cm a Laguncularia sp. A Sonneratia sp. lassan növekszik, amíg fásossá válik és eléri a 30 cm és 3 m közötti magasságot.
Az elágazások jelenléte a pneumatophoresban nem gyakori. Azonban az epigealis szakadások vagy meghosszabbodások akkor fordulnak elő, amikor szöveti károsodások vagy vágások történtek.
Avicennia germinans. Forrás: deskgram.net
A pneumatoforok sűrűsége vagy a légi gyökerek száma viszonylag nagy. Az Avicennia germinans fajok teljesen kifejlesztett, 2-3 m magasságú mangrove-ban általában több mint 10 000 pneumatophore van.
Az Avicennia és Sonneratia mangrove nemzetségekben a pneumatophores klorofilt tartalmaznak a felszín alatti rétegekben. Valójában ezek a struktúrák képesek fotoszintetizálni a kutikula alatti klorofill rétegekben.
Pneumatoforok típusai
A felület jellege alapján a pneumatoforokat két típusra osztják: sima és durva vagy durva. A sima pneumatophore a fiatal szövetekre jellemző, még mindig víz alatt vannak, sima felületük van és kevesebb lencse található.
Ami a durva pneumatoforokat illeti, ezek elsősorban a víz felszínén helyezkednek el és a legfejlettebb szerkezetek. Felületükön durva és az epidermális szövetekben rengeteg lencse található.
A pneumatoforok lég- vagy légzési gyökerek, amelyek úgy vannak adaptálva, hogy levegőt biztosítsanak a növény elmerült részeire, különösen a föld alatti gyökerekre.
Ezért a pneumatophoor negatív geotropizmust mutat, így függőlegesen felfelé nőnek, amíg el nem érik az oxigénforrást.
Funkció
A funkcionális pneumatoforok szürke vagy sárgászöld héjúak, különféle lencseelemekkel a felületen. Hasonlóképpen, őket egy nagyon átjárhatatlan epidermális szövet borítja.
Ezért a pneumatoforok fő funkciója a belső szövetek és a légkör közötti gázcserével kapcsolatos, egy olyan folyamatra, amely a levegőbe jutó lencsékön keresztül zajlik, és ozmotikusan továbbítja azt a szivacsos szöveten keresztül a többi növény.
Az oxigénnek a felszín alatti gyökerekbe juttatásával a pneumatophores speciális szellőztető mechanizmusként működnek. Valójában ez a mechanizmus lehetővé teszi a levegő áramlását a növényen keresztül, lehetővé téve annak túlélését egy anaerob környezetben.
A víz alatti pneumatoforok felszínén ún. Táplálékgyökér-csoport fejlődik ki. Ezek a magas sótartalomhoz adaptált táplálkozási gyökerek ellátják a tápanyagoknak a vizes közegből történő felszívódását.
Alkalmazkodás a környezethez
A pneumatoforok speciális gyökérzet-struktúrák, amelyek különféle fajok, például mangrove növények számára lehetővé teszik az anaerob üledékekben való élést.
Valójában a mangrove fák úgy vannak adaptálva, hogy túléljenek az oxigénhiányos talajban a légi gyökerek révén.
Mangrove. Forrás: pixabay.com
A növények oxigént igényelnek a légzési folyamathoz az összes élő szöveten keresztül, ideértve a föld alatti gyökereket is. Ezért laza talajban, víztelítettség nélkül, a levegő diffúziója a talaj pórusai között lehetővé teszi az oxigénigény kielégítését.
Ugyanakkor az elárasztott talajban a terek vízzel telítettek, és a levegőnél alacsonyabb oxigénszintek vannak. Következésképpen a mangrove-k kiterjedt légi gyökérrendszert fejlesztettek ki a föld alatti gyökerek kárára.
E tekintetben ezek a légi gyökerek, úgynevezett pneumatophores, lehetővé teszik a gázcserét a föld alatti gyökerek felé. A pneumatoforok a föld alatti gyökerektől a talaj vagy a víz felszínéig nőnek.
Azon part menti területeken, ahol mangrove fák nőnek, a pneumatophores apálykor átjutnak a levegőbe a lencseelemeken keresztül. Később a szivacsos szöveteken keresztül továbbítja a levegőt a növény többi részéhez, különösen a föld alatti gyökerek felé.
A piros mangrove-ban megfigyelhetőek a támasztó gyökerek, amelyek nyúlik a törzsről, és véletlenszerű gyökerek az ágakból. Éppen ellenkezőleg, a fekete mangroveban nem figyelnek támasztó gyökereket, de vannak olyan kis légi gyökerek, amelyek függőlegesen kibontakoznak a törzset körülvevő talajtól.
Irodalom
- Everett Thomas H., Weber Lillian M. et al. (2018) Pneumatophores: fa szerkezete és növekedése. Helyreállítva: britannica.com
- Lim Kelvin K., Murphy Dennis H., Morgany T., Sivasothi N., Ng Peter K., BC Soong, Tan Hugh T., Tan KS és Tan TK (2001) "Útmutató a szingapúri mangrove-erdőkhöz". 1. kötet: Az ökoszisztéma és a növényi sokféleség. Helyreállítva a mangrove.nus.edu.sg webhelyen
- Pallardy Stephen G. (2008) Enzimek, energetika és légzés. A fás szárú növények élettana (harmadik kiadás), 169–197.
- Pneumatophore (2016) A biológiai szótár. Helyreállítva: encyclopedia.com
- Purnobasuki, H., Purnama, PR, és Kobayashi, K. (2017). Négy gyökértípus morfológiája és a gyökér-csomópont anatómiája az Avicennia Marina (Forsk) Vierh gyökérgáz útjában. Vegetos - Nemzetközi Növénykutatási Folyóirat, 30. (2), 100-104.