TRAQUEIDAS: UBICACIÓ, CARACTERÍSTIQUES I FUNCIONS - BIOLOGIA - 2025

Les traqueides són cèl·lules allargades i amb fosses en els seus extrems que, en les plantes vasculars, funcionen com conductes per transportar aigua i sals minerals dissoltes. Les zones de contacte fossa-fossa entre parells de traqueidas permeten el pas de l'aigua. Les files de traqueidas formen un sistema de conducció continu al llarg de les plantes.

A l'madurar, les traqueidas són cèl·lules amb parets cel·lulars altament lignificades, per la qual cosa també aporten suport estructural. Les plantes vasculars tenen una gran capacitat per controlar el seu contingut d'aigua gràcies a la possessió de xilema, de el qual les traqueides formen part.

Font: Dr. phil.nat Thomas Geier, Fachgebiet Botanik der Forschungsanstalt Geisenheim.

Ubicació a la planta

Les plantes posseeixen tres tipus bàsics de teixit: el parènquima, amb cèl·lules no especialitzades, de membranes cel·lulars fines, no lignificades; el col·lènquima, amb cèl·lules de suport allargades, de parets cel·lulars irregularment engrossides; i el esclerènquima, amb cèl·lules de suport de parets cel·lulars lignificades, mancats de components vius en la seva maduresa.

L'esclerènquima pot ser mecànic, amb esclereides (cèl·lules pètries) i fibres de fusta, és conductor, amb traqueidas (sense perforacions, presents en totes les plantes vasculars) i vasos conductors (amb perforacions en els seus extrems, presents principalment en les angiospermes). Les traqueidas i els elements dels vasos conductors són cèl·lules mortes.

Les plantes posseeixen dos tipus de teixit conductor: el xilema, que transporta aigua i sals minerals procedents de terra; i el floema, que distribueix els sucres produïts per fotosíntesi.

El xilema i el floema formen feixos vasculars paral·lels en el còrtex de la planta. El xilema està format per parènquima, fibres de fusta, i esclerènquima conductor. El floema es compon de cèl·lules vasculars vives.

En alguns arbres es distingeixen anells de creixement anuals a causa de que les traqueidas formades a la primavera són més amples que les formades a l'estiu.

Característiques

Secció transversal d'un planta Sauco (Sambucus sp.). Gots de xilema i traquedias. Pres i editat de: Berkshire Community College Bioscience Image Library.

El terme "traqueida", encunyat per Carl Sanio en 1863, es refereix a una forma que recorda a la de la tràquea.

En les falgueres, cícadas i coníferes, les traqueidas són de 1-7 mm. En les angiospermes són de 1-2 mm, o menys. En contrast, els vasos conductors (compostos per nombrosos elements de got conductor), exclusius de les angiospermes, poden tenir una longitud propera a 1.000 mm.

Les cèl·lules de les traqueidas tenen una paret cel·lular primària i una altra secundària. La paret secundària és secretada després que la paret primària s'hagi format. Per això, la primera és interna pel que fa a la segona.

Les fibres de cel·lulosa de la paret cel·lular primària estan orientades a l'atzar, mentre que les de la paret cel·lular secundària ho estan en espiral. Per això, la primera pot estirar més fàcilment mentre la cèl·lula creix. És a dir, la segona és més rígida.

Les parets cel·lulars lignificades de les traqueidas posseeixen protuberàncies escalariformes, anulars, helicoïdals (o espirals), reticulades, o libriformes. Aquesta característica permet identificar espècies mitjançant observació microscòpica.

Les parets de lignina, un material impermeable, fan que les traqueidas i gots conductors no perdin aigua ni pateixin embolismes causats per l'entrada d'aire.

Funció de transport

L'anomenada "teoria de cohesió" és l'explicació més acceptada per al moviment ascendent d'aigua i sals en solució en el xilema. Segons aquesta teoria, la pèrdua d'aigua deguda a la transpiració foliar produiria tensió a la columna líquida que va des de les arrels fins a les branques, travessant traqueidas i gots conductors.

La pèrdua d'aigua per transpiració tendiria a reduir la pressió en la part alta de les plantes, fent pujar pels canals de l'xilema l'aigua presa de terra per les arrels. D'aquesta manera, l'aigua transpirada seria reemplaçada contínuament.

Tot això requeriria suficient tensió per fer pujar l'aigua, i que la força cohesiva a la columna líquida suportés aquesta tensió. Per a un arbre de 100 m d'altura, es requeriria un gradient de pressió de 0,2 bar / m, per a una força cohesiva total de 20 bar. L'evidència experimental indica que aquestes condicions es compleixen en la natura.

Les traqueidas tenen una relació de superfície interior a volum molt més gran que els elements dels vasos conductors. Per aquest motiu, serveixen per a conservar, per adhesió, aigua a la planta en contra de la gravetat, independentment de si hi ha o no hi ha transpiració.

funció mecànica

La lignificació de les traqueidas evita la seva implosió causa de les pressions hidrostàtiques negatives de xilema.

Aquesta lignificació també fa que les traqueidas aportin la major part de el suport estructural de la fusta. Com més gran és la mida de les plantes, més gran és la necessitat de suport estructural. Per això, el diàmetre de les traqueides tendeix a ser major en les plantes grans.

La rigidesa de les traqueidas va possibilitar que les plantes adquirissin un hàbit terrestre erecte. Això va portar a l'aparició d'arbres i selves.

A les plantes grans, les traqueidas tenen una doble funció. La primera és portar aigua a l'fullatge (tal com en les plantes petites). La segona és reforçar estructuralment el fullatge perquè resisteixi l'acció de la gravetat, encara que el reforç disminueix l'eficiència hidràulica de xilema.

Els ambients sotmesos a vents o nevades fortes, així com certes arquitectures de les plantes, fan que les branques requereixin major resistència a la fractura. Una major lignificació de la fusta a causa de les traqueidas pot promoure la longevitat de les parts llenyoses d'aquestes plantes.

evolució

El procés evolutiu de les traqueidas, que abasta més de 400 milions d'anys, està ben documentat a causa de que la duresa d'aquestes cèl·lules vasculars, ocasionada per la lignificació, afavoreix la seva preservació com fòssils.

A mesura que la flora terrestre va evolucionar en el temps geològic, les traqueidas van experimentar dues tendències adaptatives. En primer lloc, van donar origen als vasos conductors per incrementar l'eficiència de l'transport d'aigua i nutrients. En segon lloc, es van transformar en fibres per donar suport estructural a plantes cada vegada més grans.

Els elements dels vasos conductors adquireixen els seus perforacions característiques tardanament en el curs de la ontogènia. Durant les etapes primerenques del seu desenvolupament s'assemblen a les traqueidas, a partir de les quals van evolucionar.

A les gimonospermas fòssils i vivents, i en les dicotiledònies primitives (Magnoliales), les traqueidas posseeixen fosses amb vores escalariformes. Durant l'evolució cap a grups vegetals més avançats, les traqueidas de vores escalariformes van donar origen a les de vora circular. Al seu torn, aquestes últimes van donar origen a fibres libriformes.

el xilema

El xilema juntament amb el floema constitueixen els teixits que conformen el sistema de teixit vascular de les plantes vasculars. Aquest sistema és força complex i s'encarrega de la conducció d'aigua, minerals i aliments.

Mentre el xilema condueix aigua i minerals des de l'arrel fins a la resta de la planta, el floema transporta els nutrients elaborats durant la fotosíntesi, des de les fulles fins a la resta de la planta.

El xilema està constituït en molts casos per dos tipus de cèl·lules: les traqueidas, considerades les més primitives, i els elements de l'got. Les plantes vasculars més primitives però només presenten traqueidas en el xilema.

El flux d'aigua per les traqueidas

La forma en què estan col·locades les traqueidas dins de la planta és tal que els seus punteaduras es troben perfectament alineades entre les traquedias veïnes, permetent entre aquestes el flux en qualsevol direcció.

Algunes espècies presenten engrossiment de la paret cel·lular en les vores de les punteaduras que disminueixen el diàmetre del seu obertura, reforçant d'aquesta forma la unió de les traqueidas i també disminuint la quantitat d'aigua i minerals que pot passar a través d'elles. Aquest tipus de punteaduras s'anomena punteaduras areoladas.

Algunes espècies d'angiospermes, així com les coníferes, presenten un mecanisme addicional que permet regular el flux d'aigua a través de les punteaduras areoladas, com és la presència d'una estructura anomenada toro.

Un toro no és més que un engrossiment de la membrana de la punteadura a nivell de la zona central de la mateixa i que actua com a vàlvula de control de pas d'aigua i minerals entre les cèl·lules.

Quan el bou està en el centre de la punteadura el flux entre traqueidas és normal; però si la membrana es desplaça cap a algun dels seus costats, el toro bloqueja l'obertura de la punteadura minorant el flux o obstruyéndolo completament.

Tipus de punteaduras

simples

No presenten engruiximents en les seves vores

areoladas

Presenten engruiximents en les vores de la punteadura tant d'una traqueida, com de la traqueida adjacent.

Semiareoladas

Les vores de la punteadura d'una cèl·lula presenten engrossiment, però els de l'adjacent no.

Areoladas amb toro

Com ja va ser assenyalat, les coníferes i algunes angiospermes presenten un bou central en la punteadura areolada que ajuda a regular el flux d'aigua i minerals.

cegues

Eventualment la punteadura d'una traqueida no coincideix amb la de la cèl·lula adjacent, per la qual cosa el flux d'aigua i minerals es veu interromput en aquesta zona. En aquests casos es parla d'una punteadura cega o no funcional.

Secció tangencial de fusta tova d'una conífera (Pinus sp.). Traquedias i altres estructures. Pres i editat de: Berkshire Community College Bioscience Image Library.

en gimnospermes

Les gimnospermes de l'phylum Gnetophyta es caracteritzen, entre altres aspectes, per presentar un xilema constituït per traqueidas i gots o tràquees, però la resta de les gimnospermes només posseeixen traqueidas com a elements de conducció.

Les gimnospermes presenten la tendència a posseir traqueidas de major longitud que les de les angiospermes, ia més aquestes tendeixen a ser de tipus areoladas amb toro. Més de l'90% de l'pes i de el volum de l'xilema secundari de les coníferes està constituït per traqueidas.

La formació de les traqueidas en el xilema secundari de les coníferes es dóna a partir de l'cambium vascular. Aquest procés pot ser dividit en quatre fases.

divisió cel·lular

És una divisió mitòtica en la qual després de la divisió nuclear en dos nuclis fills la primera estructura a formar-se és la paret primària.

Allargament cel·lular

Després de la divisió cel·lular completa, la cèl·lula comença a créixer en longitud. Abans que aquest procés hagi conclòs comença la formació de la paret secundària, la qual s'inicia des del centre de la cèl·lula i s'incrementa cap a l'àpex.

Deposició de la matriu de cel·lulosa

La matriu de cel·lulosa i hemicel·lulosa de la cèl·lula es diposita en diferents capes.

lignificació

La matriu de cel·lulosa i hemicel·lulosa és impregnada per lignina i altres materials de naturalesa similar en el que constitueix l'etapa final de fase de maduració de les traqueidas.

en angiospermes

Les traqueides són presents en el xilema de totes les plantes vasculars, però en angiospermes són menys importants que en les gimnospermes ja que comparteixen funcions amb altres estructures, conegudes com a elements dels vasos o tràquees.

Les traqueidas d'angiospermes són més curtes i primes que les de les gimnospermes ia més mai presenten punteaduras amb toro.

Les tràquees d'angiospermes, a l'igual que les traqueidas, presenten punteaduras en les seves parets, moren a l'arribar a la maduresa i perden la seva protoplast. Aquestes cèl·lules però són més curtes i fins a 10 vegades més amples que les traqueidas.

Les tràquees perden la major part de la seva paret cel·lular en els seus àpexs deixant unes plaques de perforació entre cèl·lules adjacents i formant d'aquesta manera un conducte continu.

Les tràquees poden transportar l'aigua i els minerals a una velocitat molt superior a la de les traqueidas. No obstant això aquestes estructures són més susceptibles a ser bloquejades per bombolles d'aire. També són més susceptibles a la congelació en temporades hivernals.

referències

1. Beck, CB 2010. An introduction to plant structure and development - plant anatomy for the Twenty-First century. Cambridge University Press, Cambridge.
2. Evert, RF, Eichhorn, ES 2013. Biology of plants. WH Freeman, Nova York.
3. Gifford, EM, Foster, AS 1989. Morphology and evolution of vascular plants. WH Freeman, Nova York.
4. Mauseth, JD 2016. Botany: an introduction to plant biology. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
5. Pittermann, J., Sperry, JS, Wheeler, JK, Hacke, UG, Sikkema, EH 2006. Mechanical Reinforcement of tracheids compromises the hydraulic efficiency of Conifer xylem. Plant, Cell and Environment, 29, 1618-1628.
6. Rudall, PJ Anatomy of Flowering plants - an introduction to structure and development. Cambridge University Press, Cambridge.
7. Schooley, J. 1997. Introduction to botany. Delmar Publishers, Albany.
8. Sperry, JS, Hacke, UG, Pittermann, J. 2006. Size and function in Conifer tracheids and Angiosperm vessels. American Journal of Botany, 93, 1490-1500.
9. Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Introductory plant biology. McGraw-Hill, Nova York.
10. Willis, KJ, McElwain, JC 2001. The evolution of plants. Oxford University Press, Oxford.