الأهمية التشريحية والوظيفية للأوعية الفتية الحية في الجهاز الـخشبي

تحميل مذكرة تخرج بعنوان الأهمية التشريحية والوظيفية للأوعية الفتية الحية في الجهاز الـخشبي جامعة قسنطينة

مـلخص

رغم أن تواجد الأوعية الفتية الحية وتأثيراتها على الخصائص التركيبية والوظيفة للأنسجة الخشبية النامية يعتبر مسألة مهمة جدا لفهم عمليات النقل ضمن الأعضاء النباتية الحديثة، إلا أن الدراسات والمعلومات المتوفرة في هذا المجال مازالت قليلة جدا وغير كافية. لذلك، فإن الأهداف الرئيسية لهذه الرسالة هي دراسة:

1. تواجد وانتظام الأوعية الحية ضمن الشبكة الخشبية للسيقان والجذور النباتية النامية،
2. تأثير الأوعية الحية على نمط حركة الماء وأهمية التدفق الجانبي في النقل الفعال عبر الحزم النامية،
3. المساهمة المحتملة للأوعية الحية في تزويد الخلايا المجاورة بالمغذيات.

للكشف عن الأوعية الحية ومتابعة المراحل المختلفة لنمو وتطور الأنسجة الخشبية استعملنا اختبار السحب والتلوين الذي يعتمد على انتشار الملون الأبوبلاستي. لتوضيح قيمة وأهمية التدفق الجانبي استعملنا:

1. طريقة التلوين الصبغي لتقدير سعة الحركة الجانبية للماء،
2. تأثير الزيادة في مسافة النقل باستعمال تجارب الناقلية الهيدروليكية،
3. تأثير التركيزات الأيونية على الناقلية في كل من السيقان النامية والبالغة.

لقد بينت النتائج بأن الأوعية الحية تتواجد باستمرار على طول الحزم الخشبية النامية، هذه العناصر تتوضع عند النهايات النامية للأوعية، مشكلة بذلك حاجزا أمام الحركة الحرة للماء. لكنها في نفس الوقت تشكل عامل ربط بين الأوعية الميتة والخلايا الحية المجاورة وهو ما يرجح إمكانية مساهمتها في توصيل المواد بين الأنسجة الحية والشبكة الوعائية الميتة. علاوة على ذلك، النتائج المتعلقة بسعة التدفق الجانبي وتأثير الزيادة في المسافة وتأثير الأيونات كلها تدعم فرضية المساهمة الكبيرة للتدفق الجانبي في عمليات النقل والإمداد الكلي ضمن الحزم الخشبية النامية.

اعتمادا على نتائج السحب والتلوين قمنا بتوضيح الهندسة التشريحية والهيدروليكية للحزم الخشبية النامية لكل من السيقان والجذور الحديثة، ووفقا للتأثيرات الهيدروليكية للأوعية الحية وأهمية التدفق الجانبي فقد قمنا بتوضيح نموذج ونمط حركة الماء داخل الحزم النامية. أخيرا، فقد تم تفسير ومناقشة كل النتائج على ضوء فعالية وكفاءة النقل ضمن الأنسجة الخشبية النامية للأعضاء النباتية الحديثة.

الكلمات المفتاحية:

أوعية فتية حية، أوعية ناضجة ميتة، هندسة تشريحية، النقل الهيدروليكي، تدفق جانبي، ممرات جانبية، تدفق عمودي، الاتصالات بين الأوعية، حزم نامية، خشب نامي، نبات العنب، عنب الزينة، جذور النخيل.

Abstract

Although the presence of immature living vessels and their effects on the structural and functional characteristics of developing xylem tissues are very important issues for understanding the transport process within younger plant organs, still little and insufficient studies and information are available in this field. Therefore, the main aims of this thesis were to study:

1.  The presence and arrangement of living vessels within the xylem network of developing stems and roots,
2. The effect of living vessels on the pattern of water movement and the importance of lateral flow in the effective transport through developing xylem bundles, and
3. The possible contribution of living vessels in supplying nutrients to the neighbouring living cells.
   

To determine the living vessels and follow the different steps of growth and development of xylem tissues we have used the suction and coloration test which is based on the mobility of an apoplastic dye. To elucidate the magnitude and importance of lateral flow we have used:

1. The method of staining to evaluate the capacity for lateral flow,
2. Effect of increasing the distance of water transport by using the hydraulic conductance techniques, and
   
3. Effect of ion concentrations on both developing and mature stems.

The results showed that the living vessels are continuously present along the developing xylem bundles. These elements occur at the developing ends of xylem vessels, forming a substantial barrier to apoplastic water flow. But at the same time they form a connecting factor, thus favouring their possible contribution in the transport of materials between the living cells and the network of dead vessels. Furthermore, data from the capacity of lateral flow, increasing the transport length and altering the ion concentrations supported the critical contribution of the lateral flow to the total hydraulic conductance within the developing bundles.

Based on the results of the suction and coloration test we have described the anatomical and hydraulic architecture of the developing xylem bundles of the younger stems and roots. According to the hydraulic effects of living vessels and the impact of lateral flow, we have demonstrated the model and the pattern of water movement in the developing bundles. Finally, all results are explained and discussed in terms of reliability and efficiency of water transport during shoot growth and development.

Keywords:

Immature living vessels; mature dead vessels; anatomical architecture; hydraulic conductance; lateral flow; lateral pathways; intervessel contacts; axial flow; developing bundles; developing xylem, Parthenocissus quinquefoli, Phoenix dactelifera, Vitis vinifera.

Résumé

La présence des vaisseaux vivants, et leurs effets sur les caractéristiques structurales et fonctionnelles des tissus jeunes du xylème est un élément très important pour comprendre les processus de transport d’eau dans les organes des plantes les plus jeunes, les études et les informations disponibles dans ce domaine sont encore très limitées et insuffisantes. Par conséquent, les principaux objectifs de cette thèse sont:

1. Etudier la présence et l’arrangement des vaisseaux vivants dans le xylème des tiges et des racines en croissance;
2. Estimer l’influence des vaisseaux vivants sur le type du mouvement de l’eau, et l’importance du flux latéral dans le transport actif par les faisceaux en croissance du xylème;
3. Discuter la contribution des vaisseaux vivants, dans la fourniture des substances nutritives aux cellules voisines.

Pour déterminer les vaisseaux vivants et suivre les différentes étapes de la croissance et du développement des tissus du xylème, nous avons utilisé le test de la succion-coloration, qui se base sur la mobilité d’une teinture apophatique. Pour élucider l’importance du flux latéral, nous avons utilisé les techniques suivantes:

1. La méthode de coloration, afin d’évaluer la capacité du flux latéral;
2. Test d’influence de la distance du transport en utilisant la technique de la conductance hydraulique;
3. Test d’influence des concentrations des ions, sur des tiges jeunes et matures.

Les résultats ont montré que, les vaisseaux vivants se trouvaient continuellement dans les faisceaux en croissance. Ces éléments se trouvent dans les portions distales des vaisseaux, en formant un obstacle au flux apophatique de l’eau. Mais en même temps, ils forment un facteur de connexion, dans le transport des matières entre les cellules vivantes et le réseau des vaisseaux morts. Par ailleurs, les résultats sur la capacité du flux latéral, l’influence de la longueur du transport et la concentration des ions, ont soutenu l’hypothèse de la contribution du flux latéral à la conductance hydraulique totale dans les faisceaux en croissance.

D’après les résultats du test de la succion-coloration, nous avons décrit l’architecture anatomique et hydraulique des faisceaux en croissance du xylème; et suivant les résultats obtenus sur l’influence hydraulique des vaisseaux vivants et l’impact du flux latéral, nous avons démontré le type du mouvement de l’eau dans les faisceaux en croissance. Enfin, tous les résultats sont expliqués et discutés en termes de fiabilité et d’efficacité du transport de l’eau pendant la croissance et le développement des organes des plantes.

Mots-clés:

Jeunes vaisseaux vivants; matures vaisseaux morts; architecture anatomique; conductance hydraulique; flux latéral; chemins latéraux; flux axial ; Connexions entre les vaisseaux; faisceaux en croissance; xylème, Parthénocisses quinquefoli, Phœnix dactelifera, Vitis vinifera.

ملاحظة : للتحميل المباشر يرجى استخدام الرابط الأول

الروابط الاخرى هي روابط احتياطية