Введение

Внутренний слой коры в корнях сосудистых растений

Эндодермис – это самый внутренний слой коры у наземных растений. Он представляет собой цилиндр из плотно расположенных живых клеток, радиальные стенки которых пропитаны гидрофобными веществами (каспариева полоска), чтобы ограничить апопластический поток воды внутрь. Эндодермис является границей между корой и стелой. У многих семенных растений, не образующих семян, таких как папоротники, эндодермис представляет собой отчетливый слой клеток, непосредственно окружающий сосудистый цилиндр (стелу) в корнях и побегах. У большинства семенных растений, особенно древесных видов, эндодермис присутствует в корнях, но отсутствует в стеблях. Эндодермис способствует регулированию движения воды, ионов и гормонов в сосудистую систему и из нее. Он также может запасать крахмал, участвовать в восприятии гравитации и защищать растение от токсинов, проникающих в сосудистую систему.

Структура

Эндодермис является наиболее внутренней частью коры в процессе развития. Он может состоять из одного слоя бочковидных клеток, не имеющих межклеточных пространств, или иногда из нескольких слоев клеток. Клетки эндодермиса обычно имеют утолщенные первичные клеточные стенки со всех четырех сторон – радиально и поперечно – суберином, водонепроницаемым воскообразным веществом, которое в молодых эндодермальных клетках откладывается в виде характерных полос, называемых полосками Каспари. Эти полосы различаются по ширине, но обычно уже клеточной стенки, на которой они расположены. Если представить эндодермис в виде цилиндра из кирпичей (например, дымовой трубы), где отдельные кирпичи – это отдельные клетки, то полоски Каспари аналогичны раствору между кирпичами. В более зрелых эндодермальных клетках суберин может быть отложен более обильно на всех поверхностях клеточной стенки, и клетки могут лигнифицироваться, формируя сплошной водонепроницаемый слой. У некоторых растений в эндодермальных клетках содержится большое количество амилопластов (органелл, содержащих крахмал), в этом случае эндодермис называют крахмальным влагалищем. Эндодермис часто можно увидеть при окрашивании такими реагентами, как флороглюцинол, благодаря фенольной и липидной природе полосок Каспари или обилию амилопластов.

Функция

Эндодермис препятствует прохождению воды и любых растворенных в воде веществ через этот слой по пути апопласта. Вода может проходить через эндодермис только путем пересечения мембраны клеток эндодермы дважды (один раз для входа и второй раз для выхода). Таким образом, движение воды в ксилему или из нее, которая является частью апопласта, может регулироваться, поскольку вода должна войти в симпласт в эндодермисе. Это позволяет растению в определенной степени контролировать движение воды и избирательно поглощать или препятствовать прохождению ионов или других молекул. Эндодермис не допускает попадания пузырьков газа в ксилему и помогает предотвратить образование воздушных эмболий в водном столбе. Проходные клетки – это эндодермальные клетки более старых корней, сохранившие тонкие стенки и полоски Каспари, а не ставшие суберизированными и водонепроницаемыми, как окружающие их клетки, чтобы продолжать обеспечивать некоторый симпластический поток внутрь. Экспериментальные данные указывают на то, что проходные клетки обеспечивают перенос растворенных веществ, таких как кальций и магний, в стелу для последующего поступления в систему транспирации. Однако в основном старые корни герметизируются в эндодермисе и служат лишь каналом для воды и минералов, поглощаемых молодыми корнями "по течению". Эндодермальные клетки могут содержать гранулы крахмала в форме амилопластов, которые могут служить запасом питательных веществ и, как было показано, участвуют в гравитропизме у некоторых растений.