WAAROM IS WATER BELANGRIJK VOOR MOSSEN? - BIOLOGIE - 2026

Water is van groot belang voor mossen omdat deze planten geen vaatweefsel of gespecialiseerde organen voor opname hebben. Aan de andere kant zijn ze niet in staat om waterverlies te reguleren en zijn ze ervan afhankelijk voor seksuele voortplanting.

Mossen behoren tot de bryofyten, die worden beschouwd als de eerste groep planten die het terrestrische milieu koloniseren. De gametofyt vormt het vegetatieve lichaam en de sporofyt is ervan afhankelijk.

Druppels water op een mos. Auteur: publicdomainpictures.net

Deze planten hebben een zeer dunne cuticula en hebben geen huidmondjes die de transpiratie reguleren. Ze zijn erg gevoelig voor veranderingen in luchtvochtigheid, waardoor ze zeer snel kunnen uitdrogen.

Wateropname kan plaatsvinden door de hele plant of via de rhizoïden. Geleiding kan gebeuren door capillaire werking, apoplastisch of simplistisch. In sommige groepen zijn er cellen die gespecialiseerd zijn in het transport van water (hydroïden).

Mannelijke gameten (sperma) zijn flagellaat en hebben de aanwezigheid van water nodig om de eicel te bereiken (vrouwelijke gameet).

Veel mossen hebben een groot vermogen om te herstellen van uitdroging. Herbariummonsters van Grimmia pulvinata zijn levensvatbaar gebleken na 80 jaar drogen.

Algemene kenmerken van mossen

Mossen behoren tot de groep van bryofyten of niet-vasculaire planten, gekenmerkt door het ontbreken van gespecialiseerde weefsels voor het geleiden van water.

Het vegetatieve lichaam komt overeen met de gametofyt (haploïde fase). De sporofyt (diploïde fase) is slecht ontwikkeld en is voor onderhoud afhankelijk van de gametofyt.

Over het algemeen bereiken mossen geen groot formaat. Ze kunnen variëren van enkele millimeters tot 60 cm lang. Ze hebben een foliosegroei, met een rechtopstaande as (caulidium) die met kleine filamenten (rhizoïden) aan het substraat is bevestigd. Ze hebben bladachtige structuren (filidia).

Vegetatief lichaam van de gametofyt

De caulidium is rechtopstaand of kruipt. De rhizoïden zijn meercellig en vertakt. De filidia zijn spiraalvormig gevormd rond het caulidium en zijn zittend.

Het lichaam van mossen bestaat praktisch uit parenchymweefsel. Huidmondachtige poriën kunnen aanwezig zijn in de buitenste weefsellagen van sommige structuren.

De filidios zijn afgeplat. Het presenteert over het algemeen een laag cellen, met uitzondering van de centrale zone (kust) waar ze er meerdere kunnen presenteren.

Reproductieve structuren

Geslachtsstructuren worden gevormd op het vegetatieve lichaam van de gametofyt. Mossen kunnen eenhuizig zijn (beide geslachten op dezelfde voet) of tweehuizig (geslachten op afzonderlijke voeten).

Het antheridium vormt de mannelijke seksuele structuur. Ze kunnen bolvormig of langwerpig van vorm zijn en de binnenste cellen vormen sperma (mannelijke gameten). Sperma heeft twee flagellen en moet door water bewegen.

De vrouwelijke seksuele structuren worden archegonia genoemd. Ze hebben de vorm van een fles met een verbrede basis en een lang smal deel. Hierbinnen wordt de oocell (vrouwelijke gameet) gevormd.

Sporofyt

Wanneer de bevruchting van het ei plaatsvindt in het archegonium, wordt een embryo gevormd. Dit begint zich te delen en vormt het diploïde lichaam. Het bestaat uit een haustorium gehecht aan de gametofyt, waarvan de functie de opname van water en voedingsstoffen is.

Dan is er een steeltje en de capsule (sporangium) in een apicale positie. Als het volwassen is, produceert de capsule het archesporium. De cellen ondergaan meiose en er worden sporen gevormd.

De sporen worden vrijgegeven en verspreid door de wind. Later ontkiemen ze om het vegetatieve lichaam van de gametofyt voort te brengen.

Vegetatieve structuur van mossen en hun relatie met water

Bryophytes worden beschouwd als de eerste planten die de terrestrische omgeving koloniseerden. Ze ontwikkelden geen ondersteunende weefsels of de aanwezigheid van verhoute cellen, dus ze zijn klein van formaat. Ze hebben echter enkele kenmerken die hun groei uit water hebben bevorderd.

Beschermende stoffen

Een van de belangrijkste kenmerken waardoor planten het terrestrische milieu hebben kunnen koloniseren, is de aanwezigheid van beschermende weefsels.

Terrestrische planten hebben een vetlaag (cuticula) die de buitenste cellen van het plantenlichaam bedekt. Dit wordt beschouwd als een van de meest relevante aanpassingen om onafhankelijk te worden van het aquatisch milieu.

In het geval van mossen is er een dunne cuticula aanwezig op ten minste één van de vlakken van de filidia. Door de structuur kan in sommige gebieden echter water binnendringen.

Aan de andere kant heeft de aanwezigheid van huidmondjes het mogelijk gemaakt dat terrestrische planten waterverliezen door transpiratie kunnen reguleren. Huidmondjes zijn niet aanwezig in het vegetatieve lichaam van de gametofyt van mossen.

Om deze reden kunnen ze het waterverlies niet beheersen (ze zijn poikilohydrisch). Ze zijn erg gevoelig voor veranderingen in luchtvochtigheid in de omgeving en kunnen bij een watertekort geen water in de cellen vasthouden.

Huidmondjes zijn waargenomen in de sporofytcapsule van verschillende soorten. Ze zijn in verband gebracht met de mobilisatie van water en voedingsstoffen naar de sporofyt en niet met de beheersing van waterverlies.

Waterabsorptie

Bij vaatplanten vindt wateropname plaats via de wortels. In het geval van bryophytes hebben de rhizoïden deze functie over het algemeen niet, maar eerder om zich aan het substraat te hechten.

Mossen presenteren twee verschillende strategieën om water op te nemen. Volgens de strategie die ze presenteren, worden ze ingedeeld in:

Endohydrische soorten : het water wordt rechtstreeks uit het substraat gehaald. De rhizoïden nemen deel aan de opname en later wordt het water intern naar het hele lichaam van de plant geleid.

Exhydrische soorten : wateropname vindt plaats door het hele plantenlichaam en wordt getransporteerd door diffusie. Sommige soorten hebben een wollige bedekking (tomentum) die de opname van water in de omgeving bevordert. Deze groep is erg gevoelig voor uitdroging.

Endohydrische soorten kunnen in drogere omgevingen groeien dan exhydrische soorten.

Watergeleiding

In vaatplanten wordt het water geleid door het xyleem. De geleidende cellen van dit weefsel zijn dood en de wanden zijn sterk verhout. De aanwezigheid van xyleem maakt ze zeer efficiënt in het gebruik van water. Door deze eigenschap hebben ze een groot aantal habitats kunnen koloniseren.

In mossen is er geen aanwezigheid van verhoute weefsels. Watergeleiding kan op vier verschillende manieren plaatsvinden. Een daarvan is de beweging van cel naar cel (de simplistische route). Andere manieren zijn de volgende:

Apoplastisch : water beweegt door de apoplast (muren en intercellulaire ruimtes). Deze manier van rijden is veel sneller dan de simplistische. Het is efficiënter in die groepen met dikke celwanden, vanwege het hogere hydraulische geleidingsvermogen.

Capillaire ruimtes : in ectohydrische groepen is de mobilisatie van water meestal capillair. Er worden capillaire ruimtes gevormd tussen de filidia en het caulidium die het transport van water vergemakkelijken. Capillaire kanalen kunnen lengtes bereiken tot 100 µm.

Hydroïden : bij endohydrische soorten is de aanwezigheid van een rudimentair geleidingssysteem waargenomen. Er worden cellen waargenomen die gespecialiseerd zijn in watergeleiding, hydroïden genaamd. Deze cellen zijn dood, maar hun wanden zijn dun en zeer waterdoorlatend. Ze zijn gerangschikt in rijen boven elkaar en centraal in het caulidium.

Waterafhankelijke seksuele voortplanting

Mossen hebben mannelijke gameten (sperma) met flagellen. Wanneer het antheridium rijpt, is de aanwezigheid van water nodig om het te openen. Zodra dehiscentie optreedt, blijft het sperma in de waterfilm drijven.

Om bemesting te laten plaatsvinden, is de aanwezigheid van water essentieel. Sperma kan ongeveer zes uur levensvatbaar blijven in het waterige medium en kan afstanden afleggen tot 1 cm.

De komst van de mannelijke gameten naar de antheridia wordt bevorderd door de impact van de waterdruppels. Als ze in verschillende richtingen spetteren, dragen ze een groot aantal sperma. Dit is van groot belang bij de reproductie van tweehuizige groepen.

In veel gevallen hebben de antheridia de vorm van een kom, wat de verspreiding van sperma vergemakkelijkt wanneer de impact van water optreedt. Kruipende mossen vormen min of meer aaneengesloten waterlagen waar de gameten doorheen bewegen.

Mos tolerantie voor uitdroging

Sommige mossen zijn verplicht in het water. Deze soorten zijn niet tolerant voor uitdroging. Andere soorten kunnen echter groeien in extreme omgevingen, met uitgesproken droge periodes.

Omdat ze poikilohydrisch zijn, kunnen ze zeer snel water verliezen en winnen. Als de omgeving droog is, kunnen ze tot 90% van het water verliezen en herstellen wanneer de luchtvochtigheid toeneemt.

De soort Tortula ruralis is opgeslagen met een vochtgehalte van 5%. Door gerehydrateerd te zijn, heeft ze haar metabolische vermogen teruggekregen. Een ander interessant geval is dat van Grimmia pulvinata. Herbariummonsters van meer dan 80 jaar oud zijn levensvatbaar gebleken.

Deze tolerantie voor uitdroging van veel mossen omvat strategieën waarmee ze de integriteit van celmembranen kunnen behouden.

Een van de factoren die bijdraagt ​​aan het behoud van de celstructuur is de aanwezigheid van eiwitten die rehydrins worden genoemd. Ze komen tussen in de stabilisatie en reconstructie van de membranen die beschadigd zijn tijdens uitdroging.

Bij sommige soorten is waargenomen dat de vacuole zich tijdens uitdroging in vele kleine vacuolen verdeelt. Naarmate het vochtgehalte toeneemt, smelten ze samen en vormen ze weer een grote vacuole.

Planten die tolerant zijn voor langdurige uitdroging vertonen antioxiderende mechanismen, omdat oxidatieve schade toeneemt met de tijd van uitdroging.

Referenties

1. Glime J (2017) Waterrelaties: plantstrategieën. Hoofdstuk 7-3. In: Glime J (red.) Bryophyte Ecology Volume I. Fysiologische ecologie. E-boek gesponsord door Michigan Technological University en de International Association of Bryologist. 50.pp.
2. Glime J (2017) Waterrelaties: Habitats. Hoofdstuk 7-8. In: Glime J (red.) Bryophyte Ecology Volume I. Fysiologische ecologie. E-boek gesponsord door Michigan Technological University en de International Association of Bryologist. 29.pp.
3. Green T, L Sancho en A Pintado (2011) Ecofysiologie van uitdroging / rehydratatiecycli in mossen en korstmossen. In: Lüttge U, E Beck en D Bartels (eds) Plant Desiccation Tolerance. Ecological Studies (Analysis and Synthesis), deel 215. Springer, Berlijn, Heidelberg.
4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera en B Valdés (1997) Botánica. McGraw Hill - Interamericana uit Spanje. Madrid, Spanje. 781 pagina's
5. Montero L (2011) Karakterisering van enkele fysiologische en biochemische aspecten van het mos Pleurozium schreberi gerelateerd aan zijn vermogen om uitdroging te verdragen. Scriptie om de titel van doctor in de landbouwwetenschappen aan te vragen. Faculteit Agronomie, Nationale Universiteit van Colombia, Bogotá. 158 pagina's