Traheoidid — veresoonte taimerakud: ehitus, funktsioon ja tähtsus

Traheoidid: veresoonte taimede kileemi pikad lignifitseerunud rakud — ehitus, vee- ja mineraalitransport, struktuurne tugi ning roll vee hoidmisel ja õhuemboolia vältimisel.

Traheoidid on pikad ja kitsad rakud veresoontaimede kileemides, mille põhifunktsioon on vee ja mineraalsoolade transport taimel. Traheoidid on üks kahest põhiliigist kileemi (ksüleemi) elunditest; teine suur grupp on anumaelemendid ehk torurakud. Erinevalt anumelementidest ei oma traheoidid perforatsiooniplaate, mis on torurakkude ühendustes sageli leitavad — see kvaliteet on üks tunnuseid, mis eristab veresoonte taimi mittesoonte taimedest.

Ehitus

Traheoidid on tugevalt lignifreeritud: kõigil trahheaaridel on paks sekundaarne rakusein, mis sisaldab ligniini. Enamikul juhtudest on raku protoplast küpses rakus hävinud ja lahkunud, nii et traheoid on eluea lõppedes tühi torujas struktuur. Sekundaarsed seinapaksendused võivad esineda eri kujul:

• rõngakujulised (annulaarsed),
• spiraalsed ehk helicalised,
• võrgustikukujulised (retikulaarseid),
• üldised paksendused, jättes alles ainult aukude (pitside) piirkonnad.

Traheoididel on tipmised ja kitsenevad otsad ning seintes paiknevad paksud ja õhukesed kihid (primaarsein ja mitmed sekundaarseina kihid S1, S2, S3), mis annavad nii veetranspordi kui ka mehhaanilise toe. Seinapindadel paiknevad pitsid — väga olulised veeliikumise ja õhublokkide piiramiseks. Paljudel okaspuudel esinevad nn piiritud pitsid (bordered pits) koos torus-margo struktuuriga, mis suudab ummistuda ja seeläbi takistada õhumullide levikut.

Funktsioonid

Traheoidide kaks peamist ülesannet on:

• vesi ja lahustunud ioonide transport juurtest lehtedeni; see toimub peamiselt kapillaarjõudude, kleepumise ja kleepumise-ja gravitatsiooni suhtes toimiva koherentse vedeliku tõmbe (cohesion–tension) abil;
• struktuurne tugi — traheoidid aitavad moodustada puidu (ksüleemi) mehaanilist tugevust, eriti pehmepuudes, kus nad on domineeriv rakutüüp.

Traheoidide pikkus ja läbimõõt varieeruvad liikide ja puidu tüki lõikes. Kuigi anumaelemendid annavad suurema kaudse juhtimisvõime (suurim süstematiseeritud vooluaeg), on traheoididel kõrgem pindala/ruumala suhe, mis parandab veekindlust — nad hoiavad vett vastu gravitatsioonile ja säilitavad osa vedelikust, kui transpiratsioon lakkab. See aitab vähendada õhuembooliate (õhumullide) tekke ja leviku riski, muutes traheoidid ohutumaks, kuid mõnevõrra vähem efektiivseks juhtimisel kui laiemad anumad.

Tüübid ja levik

Traheoidid esinevad kõigis veresoonte taimede rühmades, kuid nendest sõltuvad eriti okaspuud (männid, kuused jt) ja mitmed väiksemad rühmad. Angiospermides (õistaimed) on tihti domineerivad anumaelemendid, kuid ka seal leidub traheoidide funktsionaalne roll, eriti tugevuse ja õhumullide vastase kaitse tagamisel. Traheoidide seinapaksenduste mustrid (rõngad, spiraalid, võrgsed jms) võivad erineda nii liigiti kui ka puidu aastaaja (varakevadine vs. hilissuvi) osas — see loob tuntud eristuse earlywood/latewood koostises.

Kaitsumehhanismid ja ökoloogiline tähendus

Pitsid ja nende eri morfoloogiad (sealhulgas torus-margo ehitus okaspuudel) aitavad piirata õhumullide levikut ksüleemis — kui mull satub ühte trahheoidisse, võib pitsi torus sulguda ja vältida embolismi levikut naaberrakku. See ohutus‑efektiivsuse kompromiss teeb trahheidist sobiva lahenduse kuivades või külmades tingimustes elavatele taimedele, kus õhumullide tekke tõenäosus on suurem.

Areng ja taksonoomia

Traheoidid arenevad taime kambiumist või prokambiumist diferentseerumise käigus, enne kui nende elusrakuline sisu laguneb. Termini "tracheid" võttis 1863. aastal kasutusele Carl Sanio, algselt saksa keeles Tracheide, ja see nimetus on alates sellest laialdaselt kasutuses taimede anatoomia ja paleobotaanika kirjanduses.

Kokkuvõte

Traheoidid on veresoontaimede olulised dead‑passi elundid, kombineerides vee juhtimise ja mehaanilise toe funktsioone. Nende ainulaadne ehitus — lignifreeritud seinad, pitsid ilma perforatsiooniplaatideta ja erinevad seinapaksenduste mustrid — annab taimedele suure vastupidavuse keskkonnariskide (kuivus, külm) korral ning muudab traheoidid oluliseks komponendiks nii tänapäevastes metsades kui ka fossiilsetes materjalides uurimisel.

Küsimused ja vastused

K: Mis on jäljejäänused?

K: Milline on lisaks trahheididele veel üks kseeni elementide tüüp?

K: Mis vahe on traheiidide ja anumelementide vahel perforatsiooniplaatide osas?

K: Milline omadus iseloomustab veresoonte taimi võrreldes mittesoonte taimedega?

K: Mis juhtub traheoidide protoplastiga, kui taim on küps?

K: Milline on traheoidide sekundaarsete seinte paksenemiste funktsioon?

K: Kuidas hoiavad traheoidid vett vastu gravitatsiooni, kui transpiratsioon puudub?

Otsing