Живая клетка является целостной биосистемой, все части которой должны работать в связке для обеспечения нормального функционирования и жизни в целом. Одна из характеристик, напрямую влияющая на жизнеспособность конкретно растительной клетки - это тургорное давление. Между растительными и животными клетками имеются довольно серьезные различия в строении. Это происходит из-за принадлежности их организмов к разным царствам с разными потребностями и жизненным циклом.
Тургорное давление
Это прежде всего способность клетки не терять форму благодаря давлению жидкости изнутри на клеточную стенку. Благодаря процессу, называемому в физике осмосом, в пересушенную клетку сквозь оболочки поступает жидкость, которая занимает некоторый объем, как бы подталкивая цитоплазму клетки ближе к наружной ее оболочке. Такое жидкостное давление необходимо также и для того, чтобы регулировать сам процесс дальнейшего поступления жидкости: при полном наполнении клетки осмос прекращается.
Следует отдельно пояснить, что животные клетки ввиду отсутствия в них вакуолей и клеточного сока имеют минимальное тургорное давление. Поэтому дальнейшая информация будет касаться лишь растительных клеток - в них тургор весьма значителен.
Осмотическое давление
Не следует путать осмотическое и тургорное давление, несмотря на то, что по описанию процессы схожи. На самом деле осмотическое давление является составной частью тургора: внешний и внутренний осмосы в сочетании с уровнем упругости клеточной стенки обеспечивают соблюдение баланса внутреннего давления жидкости в клетке. Таким образом, при достижении порога жидкости в клетке внутреннее осмотическое давление начинает препятствовать поступлению нового раствора. А если уровень внутреннего осмотического давления падает, то при помощи внешнего жидкость снова начинает поступать в клетку.
Органоиды
Какие органоиды участвуют в создании тургорного давления? Все составляющие клетку части объединены в единую систему. Поэтому так или иначе в поддержке тургорного давления участвует все. Однако наибольшее влияние на создание тургорного давления и его поддержание оказывает, без сомнения, вакуоль. Именно она содержит в себе запасы клеточного сока, нужного в том числе и для поддержания тургора.
Следующий после вакуоли крайне важный органоид для тургорного давления - это клеточная стенка. Она полупроницаема и позволяет пропускать только строго определенные растворенные в жидкости вещества, задерживая нежелательные. Также ее упругость напрямую влияет на сохранение клеткой формы. В случае, если клеточная стенка повреждена, при избыточном давлении жидкости на нее клетка может разрушиться.
Функции тургора
Помимо достаточно очевидной функции поддержания формы клетки, тургорное давление - это еще и прямое влияние на все физиологические процессы клетки. Оно регулирует водный обмен, позволяет соблюдать баланс общего давления в клетке, участвует в процессе питания. Но так как клетка является целостной системой, не будет ошибкой сказать, что это давление воздействует буквально на всю жизнедеятельность как отдельной клетки, так и целого растения.
Также некоторые из органов растения (в основном те, которые обеспечивают его питанием: корни, корневища и др.) напрямую зависят от регуляции тургорного давления. Именно оно обуславливает способность корня всасывать питательные вещества из окружающей среды. И, как следствие, обеспечивать растению саму жизнь. Баланс внутриклеточного давления позволяет растению получать ровно столько питательных веществ, сколько ему будет необходимо. Не больше и не меньше.
Регулирование давления в растительной клетке
Как уже было отмечено выше, тургор регулируется при помощи разности внутреннего давления жидкости и растворенных в ней веществ и внешнего давления среды. При значительном падении внутреннего давления клетка начинает впускать в себя жидкость и старается максимально быстро пополнить запасы клеточного сока.
Но есть один нюанс. Если количество жидкого вещества внутри стало значительным, и оно начало оказывать усиленное давление на внешнюю стенку клетки, то поступление новых запасов временно прекращается и возобновляется, лишь когда внутреннее давление снова упадет. Таким образом, регулируется содержание в клетке как самой по себе жидкости, так и растворенных в ней веществ.
Однако, помимо баланса давлений, на тургор может оказывать влияние и клеточная мембрана. Каким образом? Изменение ее проницаемости и упругости может изменять как наполнение клеточного сока определенными веществами, так и сам уровень давления, который может выдержать клетка.
Тот факт, что без тургора растения были бы неспособны к существованию, очевиден. Такой простой, но в то же время важный процесс, как поступление и расход жидкости в клетке, влияет на всю жизнь живого организма и требует контроля, для чего и были созданы специализированные органоиды, такие как вакуоль.
