Введение
Аэринхима или воздушная паренхима или лакуны - модификация паренхимы, образующая губчатую ткань, которая создает пространства или воздушные каналы в листьях, стеблях и корнях некоторых растений, что позволяет обмениваться газами между побегом и корнем. Канал, состоящий из заполненных воздухом полостей (см. изображение справа), обеспечивает низкосопротивляемый внутренний путь для обмена газами, такими как кислород, углекислый газ и этилен, между растением над водой и погруженными тканями. Аэренхима также широко распространена среди водных и водно-болотных растений, которые должны расти в гипоксичных почвах. Слово "aerenchyma" - это современная латынь, полученная от латинского aer для "воздуха" и греческого enkhyma для "вливания".
Формирование аэренхимы и гипоксия
Аэренхима (воздушно-заполненные полости) бывает двух видов. Лизигенные аэренхимы образуются через апоптоз отдельных корневых клеток коры, образуя заполненные воздухом полости. Шизогенная аэренхима формируется путем разложения пектических веществ в средних ламелях с последующим отделением клеток. Когда почва подтоплена, развивается гипоксия, поскольку почвенные микроорганизмы потребляют кислород быстрее, чем происходит диффузия. Наличие гипоксических почв является одной из определяющих характеристик водно-болотных угодий. Многие заболоченные растения обладают аэренхимой, а в некоторых, таких как водяные лилии, наблюдается массовый поток атмосферного воздуха через листья и корневища. Существует много других химических последствий гипоксии. Например, нитрификация ингибируется, когда происходит низкий уровень кислорода и образуются токсичные соединения, поскольку анаэробные бактерии используют нитрат, марганец и сульфат в качестве альтернативных электронных акцепторов. Потенциал редукционного окисления почвы уменьшается, и оксиды металлов, такие как железо и марганец, растворяются, однако радиальная потеря кислорода позволяет реоксидировать эти ионы в ризосфере. В общем, низкий уровень кислорода стимулирует деревья и растения производить этилен.
Преимущества
Большие заполненные воздухом полости обеспечивают низкосопротивляемый внутренний путь для обмена газами между органами растений над водой и погруженными тканями. Это позволяет растениям расти без затрат на метаболизм, связанных с анаэробным дыханием. Кроме того, деградация корковых клеток во время образования аэрохимы снижает метаболические издержки растений во время стрессов, таких как засуха. Часть кислорода, транспортируемого через аэренхиму, просачивается через поры корней в окружающую почву. В результате небольшая ризосфера кислородной почвы вокруг отдельных корней поддерживает микроорганизмы, которые предотвращают приток потенциально токсичных компонентов почвы, таких как сульфид, железо и марганец.