De pneumatoforen zijn gespecialiseerde wortels met negatief geotropisme die uit het wateroppervlak groeien. Deze wortels hebben structuren die lijken op poriën of lenticellen, waarvan de functie is om lucht te geven aan de wortels die typisch zijn voor moerassige en overstroomde plaatsen.
Hydrofytische soorten zoals mangroven (Avicennia germinans en Laguncularia raecemosa) presenteren pneumatoforen, evenals kale cipres (Taxodium distichum) en tupelo (Nyssa aquatica). Bij de rode mangrove (Rhizophora mangel) laten de wortels, naast ondersteuning, de plant ademen.
Pneumatoforen. Bron: flickr.com
Dit type wortel ontwikkelt zich in sommige plantensoorten die groeien in bodems die verzadigd zijn met water en sterk verdicht zijn. De epigeale wortels hebben veel poriën en sponsachtige weefsels, die gasuitwisseling met de omringende atmosfeer vergemakkelijken.
Overstroomde gebieden of mangrovemodder zijn anaërobe omgevingen, dus planten moeten zich aanpassen aan deze ongunstige omstandigheden. In dit geval presenteren de pneumatoforen brede intercellulaire ruimtes die de diffusie van gassen naar de wortels die ondergedompeld zijn, vergemakkelijken.
Algemene karakteristieken
Pneumatoforen ontwikkelen zich als rechtopstaande wortels die een opgaande structuur of verlenging van het ondergrondse wortelsysteem vormen. Deze wortels worden gedurende de dag blootgesteld en blijven op het wateroppervlak, waardoor het gemakkelijker wordt om zuurstof uit de omgeving te halen.
Lenticels langs het oppervlak vangen zuurstof op via het sponsachtige weefsel, dat vervolgens door de plant wordt verspreid. Soorten zoals de mangrove ontwikkelen pneumatoforen, omdat de sterk zoute en anaerobe bodems de wortels ervan weerhouden gas uit te wisselen.
Bij de mangrovesoorten Avicennia germinans en Sonneratia alba ontwikkelen pneumatoforen zich als laterale, rechtopstaande verlengstukken van de longitudinale wortels die onder water groeien. Evenzo zetten de horizontale wortels aanzienlijk uit, waardoor ze de verankerende functie vervullen.
Mangrove pneumatoforen hebben verschillende afmetingen en morfologische kenmerken. In de mangrove Avicennia germinans zijn de pneumatoforen vinger- of potloodachtig, terwijl die van de Sonneratia alba-soort coniform zijn.
Pneumatoforen zijn over het algemeen minder dan 30 cm in Avicennia sp. en minder dan 20 cm in Laguncularia sp. In Sonneratia sp. het groeit langzaam tot het houtachtig wordt en een hoogte bereikt tussen 30 cm en 3 m.
De aanwezigheid van vertakking in pneumatoforen is niet gebruikelijk. Vertakkingen of epigeale verlengingen treden echter op wanneer weefselschade of snijwonden zijn opgetreden.
Germinans van Avicennia. Bron: deskgram.net
De dichtheid van pneumatoforen of het aantal luchtwortels is relatief groot. Een volledig ontwikkelde mangrove van de soort Avicennia germinans, met een hoogte van 2-3 m, heeft doorgaans meer dan 10.000 pneumatoforen.
In de mangrovesoorten Avicennia en Sonneratia bevatten pneumatoforen chlorofyl in de ondergrondse lagen. In feite hebben deze structuren het vermogen om te fotosynthetiseren in chlorofyllagen onder de cuticula.
Soorten pneumatoforen
Op basis van de aard van het oppervlak worden pneumatoforen onderscheiden in twee typen: glad en ruw of ruw. Gladde pneumatoforen zijn kenmerkend voor jonge weefsels, ze staan nog onder water, ze hebben een glad oppervlak en ze vertonen minder lenticellen.
Wat betreft de ruwe pneumatoforen, ze bevinden zich voornamelijk op het wateroppervlak en zijn de meest ontwikkelde structuren. Ze zijn ruw van oppervlak en hebben talrijke lenticellen door het epidermale weefsel.
Pneumatoforen zijn lucht- of ademhalingswortels die zijn aangepast om lucht te leveren aan ondergedompelde delen van de plant, vooral ondergrondse wortels.
Om deze reden vertonen pneumatoforen een negatief geotropisme, dus groeien ze verticaal omhoog totdat ze een zuurstofbron bereiken.
Functie
Functionele pneumatoforen hebben een grijze of geelgroene korst met verschillende lenticellen over het oppervlak. Evenzo zijn ze bedekt met een zeer ondoordringbaar epidermaal weefsel.
Daarom is de belangrijkste functie van pneumatoforen gerelateerd aan gasuitwisseling tussen interne weefsels en de atmosfeer, een proces dat plaatsvindt via lenticellen die lucht opnemen en osmotisch door het sponsachtige weefsel naar de rest van het lichaam overbrengen. fabriek.
Door zuurstof naar ondergrondse wortels over te brengen, fungeren pneumatoforen als een gespecialiseerd ventilatiemechanisme. In feite zorgt dit mechanisme voor luchtcirculatie door de plant, waardoor deze kan overleven in een anaërobe omgeving.
Langs het oppervlak van de pneumatoforen die onder water blijven, ontwikkelt zich een groep zogenaamde voedingswortels. Deze voedingswortels aangepast aan omstandigheden met een hoog zoutgehalte vervullen de functie van het opnemen van voedingsstoffen uit het waterige medium.
Aanpassing aan de omgeving
Pneumatoforen zijn gespecialiseerde wortelstructuren waardoor verschillende soorten, zoals mangroven, in anaërobe sedimenten kunnen leven.
In feite zijn mangrovebomen aangepast om te overleven in zuurstofarme bodems via luchtwortels.
Mangroven. Bron: pixabay.com
Planten hebben zuurstof nodig voor het ademhalingsproces door alle levende weefsels, inclusief ondergrondse wortels. Daarom maakt de diffusie van lucht tussen de poriën van de grond het mogelijk om in losse gronden zonder waterverzadiging aan de zuurstofbehoefte te voldoen.
In ondergelopen bodems raken de ruimtes echter verzadigd met water met zuurstofniveaus lager dan lucht. Bijgevolg hebben mangroven een uitgebreid luchtwortelsysteem ontwikkeld ten koste van ondergrondse wortels.
In dit opzicht zorgen deze luchtwortels, pneumatoforen genaamd, voor gasuitwisseling naar de ondergrondse wortels. Pneumatoforen groeien van ondergrondse wortels naar het oppervlak van de grond of het water.
In kustgebieden waar mangrovebomen groeien, nemen pneumatoforen bij eb de lucht in via de lenticellen. Later transporteert het de lucht door de sponsachtige weefsels naar de rest van de plant, vooral naar de ondergrondse wortels.
In rode mangroven worden steunwortels waargenomen die zich uitstrekken vanaf de stam en onvoorziene wortels vanaf de takken. Integendeel, in de zwarte mangrove worden geen steunwortels waargenomen, maar er zijn kleine luchtwortels die zich verticaal ontvouwen vanuit de bodems die de stam omringen.
Referenties
- Everett Thomas H., Weber Lillian M. et al. (2018) Pneumatophores: boomstructuur en groei. Opgehaald op: britannica.com
- Lim Kelvin K., Murphy Dennis H., Morgany T., Sivasothi N., Ng Peter K., Soong BC, Tan Hugh T., Tan KS & Tan TK (2001) "A Guide to Mangroves of Singapore." Deel 1: Het ecosysteem en de diversiteit van planten. Hersteld op mangrove.nus.edu.sg
- Pallardy Stephen G. (2008) Enzymen, energetica en ademhaling. Physiology of Woody Plants (derde editie), pagina's 169-197.
- Pneumatophore (2016) A Dictionary of Biology. Hersteld op: encyclopedia.com
- Purnobasuki, H., Purnama, PR en Kobayashi, K. (2017). Morfologie van vier worteltypen en anatomie van wortel-wortelovergang in relatie gasweg van Avicennia Marina (Forsk) Vierh Roots. Vegetos-An International Journal of Plant Research, 30 (2), 100-104.