Симпласт это: подробно о значении
Симпласт - уникальное явление в живой природе. Этот термин описывает строение тканей без клеточных границ. Давайте разберемся, что это такое и почему так важно.
Определение симпласта и его особенности
Симпласт - это строение ткани, характеризующееся отсутствием границ между клетками и расположением ядер в общей массе цитоплазмы.
Термин "симпласт" происходит от древнегреческих слов "syn" - вместе и "plastos" - формирование, образование. То есть это нечто сформированное вместе, единое целое.
В отличие от других тканей, где клетки разделены мембранами, при симпластическом строении таких границ нет - клетки как бы сливаются в общую массу с ядрами, расположенными хаотично.
Типы клеток со строением симпласта:
- Некоторые простейшие (инфузории, фораминиферы).
- Многоядерные стадии развития малярийных плазмодиев.
- Зародыши насекомых на ранних стадиях.
- Поперечнополосатые мышечные волокна.
Симпласт может образовываться двумя основными способами:
- Путем слияния нескольких отдельных клеток в одну общую массу.
- В результате множественного деления ядра (кариокинеза) без последующего разделения цитоплазмы на отдельные клетки (цитокинеза).
Рассмотрим более подробно эти процессы.
Слияние клеток
Несколько клеток могут объединяться, сливая свои клеточные мембраны и образуя общую цитоплазму с множественными ядрами. Этот процесс наблюдается, к примеру, на начальных этапах развития зародышей некоторых насекомых.
Деление ядер без цитокинеза
Иногда в клетках происходит многократное деление ядер, но разделение цитоплазмы на отдельные клетки при этом не наблюдается. Результат - одна большая многоядерная клетка, симпласт. Такое встречается у некоторых инфузорий и на стадиях развития малярийного плазмодия.
Конкретные механизмы образования симпласта пока остаются слабоизученными и являются перспективным направлением исследований.
Симпласт у растений
Симпласт у растений - это совокупность протопластов, соединенных мембранными каналами плазмодесмами . Фактически это одна большая многоядерная клетка. Роль плазмодесм в формировании симпласта велика.
Симпласт у растений также называют синцитием. Это можно наблюдать в простейших, не имеющих клеточного строения (например, каулерпа), или в результате слияния клеток многоклеточных растений (членистые млечники).
Симпласт играет важную роль в транспорте веществ у растений. Он является одним из основных путей переноса питательных веществ и продуктов фотосинтеза.
Различают два типа транспорта через симпласт:
- Симпластический - с затратой энергии растения.
- Апопластический - пассивный, без затрат энергии.
Подробнее о роли симпласта в транспорте веществ у растений рассказано далее.
Значение симпласта для транспорта веществ
Как уже упоминалось, симпласт играет важную роль в переносе питательных веществ и продуктов фотосинтеза у растений. Давайте рассмотрим это подробнее.
Симпластический транспорт
При симпластическом транспорте вещества перемещаются по цитоплазме клеток, соединенных плазмодесмами. Этот процесс требует затрат энергии.
Вначале продукты фотосинтеза (например, глюкоза) переносятся по симпласту от места образования в хлоропластах до ситовидных трубок. Там глюкоза превращается в сахарозу и активно перекачивается в трубки для дальнейшего транспорта.
Апопластический транспорт
Апопласт - это внеклеточное пространство растительных тканей. По нему осуществляется пассивный транспорт воды и минеральных солей без затрат энергии.
Однако на пути ионов встречается барьер - клетки эндодермы с известковыми отложениями. Через эндодерму ионы могут пройти лишь активно, с использованием энергии клетки.
Регуляция транспорта через симпласт
Растения могут регулировать транспорт веществ через симпласт. Один из механизмов - изменение количества и размеров плазмодесм, соединяющих клетки.
Например, в условиях недостатка воды и засоления почвы отмечается уменьшение плазмодесм. Это позволяет снизить неконтролируемую утечку воды и ионов из клеток корня.
Симпласт и запасание питательных веществ
У некоторых растений симпласт играет роль в накоплении и запасании питательных веществ.
Например, членистые млечники образуют так называемые латексные вместилища для соков. Они представляют собой гигантские многоядерные клетки - симпласт.
Перспективы изучения роли симпласта
Несмотря на имеющиеся данные, роль симпласта в процессах жизнедеятельности растений изучена далеко не полностью. Остается много открытых вопросов.
Дальнейшие исследования помогут глубже понять механизмы транспорта веществ, регуляции роста и развития растений. Эти знания можно будет применить для повышения эффективности сельского хозяйства.
Роль симпласта в адаптации растений
Способность изменять размеры и количество плазмодесм, о которой говорилось ранее, позволяет растениям адаптироваться к стрессовым условиям.
Засухоустойчивость
При недостатке влаги симпласт регулируется таким образом, чтобы минимизировать потери воды из клеток. Это повышает засухоустойчивость растений.
Засоление почв
Избыток солей также приводит к уменьшению плазмодесм, что ограничивает поступление токсичных ионов в клетки корня.
Симпласт и иммунитет растений
Есть данные о том, что симпласт играет определенную роль в иммунной системе растений, отвечая за распознавание "свой-чужой".
При попадании патогена происходит быстрая передача сигнала по симпласту соседним клеткам. Это запускает иммунный ответ - синтез защитных белков, фитоалексинов и других соединений.
Перспективы исследований
Механизмы участия симпласта в иммунитете растений только начинают изучаться. Это многообещающее направление.
Понимание роли симпласта в защитных реакциях поможет вывести более устойчивые к болезням сорта сельскохозяйственных культур.