Taimede epidermis: definitsioon, funktsioonid ja struktuur

Taimede epidermis: ühekihiline välimine kude — struktuur, kaitse, gaasivahetus, veekao vähendamine ja trikoomid. Põhjalik definitsioon ja funktsioonide ülevaade.

Taimede epidermis koosneb ühest rakukihist. See katab taimede lehti, õisi, juuri ja varsi. See eraldab taime väliskeskkonnast. Epidermisel on rohkem kui üks funktsioon. See kaitseb taime veekaotuse eest. See kontrollib gaasivahetust. See toodab ainevahetusühendeid. Juurtes võtab ta vett ja toitaineid. Mõnedel taimeosadel võib olla teistsugune kate, mida nimetatakse peridermiks. Kartulidel on selline kate.

Epidermis on taime välimine rakukiht. See on ka lehtede, varte, juurte, õite, viljade ja seemnete nahakoe peamine osa. See on tavaliselt läbipaistev.

Epidermise rakud võivad erineda oma koostise ja toimimise poolest. Enamiku taimede epidermis on ühe rakukihi paksusega. Mõnedel taimedel on aga rohkem kui ühe kihiga epidermis. Epidermise rakud on omavahel tihedalt seotud. Need annavad taimele tugevuse ja kaitse. Taime maapealsetes osades sisaldavad epidermisrakud cutiini ja on kaetud küünenahaga. See küünenahk vähendab veekadu. Mõnikord on see kaetud vahaga. Vaha annab mõnedele taimedele valkjas või sinakas pinnavärvi. See kaitseb taime ka päikesevalguse ja tuule eest.

Epidermisel on rohkem kui üks rakutüüp. See võib sisaldada epidermisrakke, kaitserakke, tütarrakke ja epidermisekarvu (trikoome). Epidermisrakke on rohkem kui teisi tüüpe.

Paljudel taimedel kasvavad epidermisest välja trikoomid (ehk karvad).

Peamised funktsioonid

• Füüsiline kaitse: epidermis moodustab esmakaitsetaime jahtumise, mehaaniliste vigastuste ja patogeenide eest.
• Veekaitse ja transpireerimise reguleerimine: cutiinist ja vaha sisaldav kate (küünenahk ja vahakiht) vähendavad vee aurustumist.
• Gaasivahetus ja fotosünteesi reguleerimine: stomata (huulikud) kontrollivad CO2 sisenemist ja veeauru väljapääsu.
• Imendumine: juurte epidermis, sealhulgas juurkarvad, suurendab vee ja toitainete imendumispinda.
• Sekretsioon ja kaitse keemiliste ainetega: mõned epidermisrakud eritavad mett, happeid või muid ühendeid, mis võivad tõrjuda kiskjaid ja mikroobe.
• Valguse ja temperatuuri reguleerimine: vahakiht ja trikomoodid võivad peegeldada liigselt päikesevalgust ja vähendada ülekuumenemist.

Struktuur ja rakutüübid

Epidermis koosneb mitmetest erilaadsetest rakkudest. Peamised tüübid on:

• Peremees- ehk epidermisrakud: kõige arvukamad, sageli läbipaistvad, et lubada valgusel läbi pääseda fotosünteesivatesse kudedesse; neil on tihti õhukesed rakukestad.
• Kaitserakud (guard cells): moodustavad stomaate ehk huulikuavasid. Need rakkud reguleerivad avade laius ja sellega gaasivahetust ja transpiraatorit.
• Tütarrakud (subsidiary cells): stomata ümber paiknevad abirakud, mis toetavad kaitserakkude tööd.
• Trikomoodid (trichomes): karvad, mis võivad olla lihtsad või hulknurkse ehitusega, näärmelised või mehaanilised; funktsioonid hõlmavad veekadu vähendamist, putukate tõrjet, päikesevalguse peegeldamist ja eritusfunktsioone.
• Juurkarvad: juurte epidermisest arenenud pikenenud rakud, mis suurendavad imendumispinda.

Kütikuli ja vahakiht

Maapealsete organite epidermis on tavaliselt kaetud cuticle’iga — ekstratsellulaarse lipiidsete ainete kihiga, mille peamine komponent on cutiin. See kiht:

• aitab veekadu piirata;
• takistab keemiliste ainete ja mikroorganismide tungimist;
• annab sageli läikiva või värvimuutuse pinna (eriti, kui sellel on paks vahakiht).

Cutikuli paksus ja vahakihi iseloom varieeruvad sõltuvalt liigist ja kasvutingimustest — kuivades oludes elavatel taimedel on sageli paksem ja vahalisem kate (xerofüüdid).

Stomata ja gaasivahetus

Stomata koosnevad kahest kliaperakust (guard cells) ja avavast poest. Need reguleerivad veekadu ja CO2 sissevoolu, reageerides valgusele, CO2 kontsentratsioonile ja veeolekule. Mõned olulisemad punktid:

• Stomata asetus, tihedus ja suurus varieeruvad liikide ja organite vahel.
• Kaitserakud sisaldavad tihti kloroplaste (erinevalt enamikust epidermisrakkudest), mis osalevad stomata avamise reguleerimisel ioonide ja osmootse rõhu kaudu.
• Stomata avamine suletakse ka erinevate signaalide (hormoonid nagu abscisic acid) mõjul, kui taim on kuivatatud.

Trikomoodid ja juurkarvad

Trikoomid (karvad) võivad olla üherakulised või hulkrakulised, näärmelised või mittesekretoorsed. Näärmelised trikoomid eritavad lõhna- või kleepuvaid aineid (nt nektar või kaitseühendid), mittesekretoorsed kaitsevad mehaaniliselt ja vähendavad aurumist. Juurkarvad suurendavad juurte pinnapinda ja on otseselt seotud vee ning mineraalainete omastamisega juurtel.

Periderm ja epidermise asendumine

Mitmetel taimedel (eriti puitunud varte ja juurte puhul) asendatakse epidermi sekundaarse kurtikaga ehk peridermiga. Periderm koosneb korkkoest ja pakub tugevamat kaitset ning veekadu vähendavat barjääri. Nagu on märgitud, Kartulidel on selline kate.

Erinevused taimede vahel ja kohastumused

Epidermise omadused sõltuvad elupaigast ja elustiilist. Mõned näited:

• Kuivades piirkondades on paks cutiin, tugev vahakiht ja tihti trikomoodid, mis vähendavad aurumist.
• Niiskes ja varjulises keskkonnas võivad epidermis olla õhemad ja stomata tihedus võib olla erinev.
• Vees elavatel taimedel on epidermis sageli väga õhuke või kadunud, et võimaldada otsest gaasivahetust läbi kogu pinna.

Lõppmärkused

Epidermis on lihtne, ent funktsionaalselt mitmekesine kude, mille õigesti toimimine on taimede vesitasakaalu, gaasivahetuse ja kaitse seisukohalt hädavajalik. Selle anatoomia ja biokeemia peegeldavad taimeliikide ökoloogilisi vajadusi ja elupaikade survet.

Küsimused ja vastused

Küsimus: Mis on taimede epidermis?

K: Millised on epidermise mõned funktsioonid?

K: Kas taimel on ka muid osasid, millel on teistsugune kate kui epidermisel?

K: Mitme kihi paksusega on enamik epidermiskoest?

K: Mida teeb taime epidermise rakkude jaoks cutiin?

Otsing