1

INTRODUCERE

1.1. Originea i evoluia vieii

Apariia vieii pe pmnt s-a produs n urma cu 2,5 miliarde de ani n condiiile mediului primitiv.

Exist mai multe teorii referitoare la acest proces .

Fig. 1 Teorii asupra originii vieii

Conform ipotezei elaborate de Haldane i Oparin, fenomenul evoluiei materiei de la

anorganic la viu a fost foarte lent i ndelungat. n concepia evoluionist, n urm cu trei

miliarde si jumtate de ani, intr-un punct de pe Pmnt, nite substane anorganice, moarte, au decis

s se uneasc, din proprie iniiativ, fr nici o for extern (supranatural), i au format prima

celul vie. Aceast teorie tiinific poart numele de biogenez. Oamenii de tiina au susinut timp

de mai multe decenii ca viaa terestr i are originile in substanele organice existente n asa numita

sup primordial, precursoarea compuilor chimici din prezent. Nimeni nu a putut, nsa, sa explice

cum simplii aminoacizi au fost asamblai astfel nct s duc la geneza vieii.: sub influena

descrcrilor electrice din atmosfera primar a Terrei a avut loc o combinaie de substane;

Elementele chimice au trecut de la combinaii anorganice la substane organice, la nceput simple

(glucide, acizi grai, aminoacizi, haze) apoi, treptat la polimeri din ce n ce mai compleci, pn la

macromolecule de proteine, acizi nucleici. Chimistul american S.L. Miller, reproducnd

experimental mediul terestru primitiv a obinut din oxigen liber, hidrogen, vapori de ap,

amoniac i dioxid de carbon, sub influina descrcrilor electrice, mai muli aminoacizi dintre

2

care glicina i alanina, doi componeni importani ai substanei vii.

Materia vie primitiv este superior organizat i cu noi caliti fa de coacervatele primitive

(mici picturi de substane macromoleculare), dar mult mai simple dect celula vie cunoscut n

prezent. Aceasta materie vie a evoluat dnd natere primelor organisme celulare dintre care unele

au rmas la nutriia cu materie organic, iar altele si-au sintetizat pigmeni (algele albastre, algele

verzi) cu ajutorul crora au cptat energia solar i au transformat substanele minerale n materie

organic, prin procese interne de sintez. Ca structur formele vii primitive erau asemntoare

virusurilor, dar nzestrate cu autoreproducere nutrindu-se cu materie organic. Odat aprute,

organismele vii se nutreau numai pe seama materiei organice existente, dar pe msur ce numrul

lor a crescut erau necesare i alte surse de nutriie, cele vechi fiind insuficiente. Deoarece apariia i

evoluia vieii s-a produs n mediul acvatic cutarea hranei a dus la perfecionarea diferitelor

organite de micare. Astfel au luat natere animalele a cror nutriie se bazeaz pe materie organic

gata sintetizat.

Paralel cu aceste forme altele s-au specializat pentru nutriia din materie anorganica,

sintetiznd substan organic proprie cu ajutorul unor pigmeni i a radiaiilor solare.

Formele autotrofe i structura celulara au aprut ntr-o alt lung perioad de evoluie, nsoit

de producerea enzimelor. Astfel, pornind de la o origine comun dup modul de nutriie s-a

produs diferenierea organismelor vii n doua direcii diferite, n doua regnuri, vegetal i

animal. Formele primitive de organisme vii s-au nmulit continuu, s-au difereniat, s-au

specializat ajungndu-se la marea diversitate de forme care se cunoate n prezent. Toate

transformrile materiei i evoluia ei pan astzi trebuie privite prin prisma timpului scurs de

la formarea pmntului. ( acum cca. 3 miliarde de ani n urma)

Regnul vegetal reprezint cel mai puternic transformator al energiei cosmice de pe

pmnt prin procesul de asimilaie clorofilian. Energia razelor solare este nmagazinata n

substana organic din corpul plantelor, care constituie astfel n mod direct sau indirect cea

mai important sursa de hran pentru celelalte vieuitoare de pe pmnt.

1.2. Asemnri i deosebiri ntre plante i animale

Plantele i animalele dei se deosebesc foarte mult ca nfiare prezint cteva trsturi

comune eseniale care arat originea lor comun (asimilaia i dezasimilaia, creterea i

nmulirea).. Trsturile comune sunt: structura celulara, constituia chimic, procesele fiziologice

fundamentale Aceste asemnri ntre plante i animale fac ca lumea vie sa prezinte o unitate sistemic,

3

biochimic, structural, funcional, genetic. Deosebirile dintre plante i animale se datoresc

diferenelor de organizare de nutriie aprute n cursul dezvoltrii istorice. Nutriia, micarea i

sensibilitatea pot fi luate drept criterii generale de separaie ntre plante i animale

Nutriia este un criteriu fiziologic fundamental de separaie a plantelor de animale. Nutriia

plantelor este autotrofa i se bazeaz pe fotosintez. Plantele care prezint pigmeni asimilatori

produc substane organice (glucide, lipide i protide) cu ajutorul energiei solare din dioxid de

carbon, ape i sruri minerale. n sintezele pe care be fac, plantele capteaz energie solar i o

transform n energie chimic potenial. Animalele au o nutriie heterotrofa, folosind drept

hran substana organic pe care o transform n alt tip de substan organic. Animalele sunt

incapabile sa sintetizeze materia organic plecnd de la cea anorganic.

Micarea plantelor (in special cele superioare) este practic inexistenta, fiind fixate de

substrat prin rdcini, rizoizi sau alte formaiuni ele sunt imobile. Micarea nu este nsa

proprietatea exclusiv a animalelor, printre plantele inferioare exist o mulime de specii

capabile sa se deplaseze n mediul acvatic cu ajutorul cililor sau flagelilor, la fel ca la animale.

Deschiderea mugurilor, ntinderea frunzelor, desfacerea florilor, rsucirea crceilor, sunt de

asemeni forme de micare. Pe de alt parte exist i animale fixate precum spongierii, coralii,

care au la prima vedere aspect de plant.

Sensibilitatea, este nsuirea fundamental a materiei vii de a reaciona la excitaiile

provenite din mediul extern, este caracteristica regnului animal, dar este prezent i la unele

plante. Experimentele realizate arat ca plantele sunt sensibile fat de temperatur, substane

chimice, curent electric, etc, ntocmai ca i animalele.

Apropierea dintre plante i animale, ca organisme vii, este mai mare dect trsturile de

separaie. Astfel, clorofila, pigmentul verde al plantelor i hemoglobina, pigmentul rou sanguin

al animalelor sunt ambele constituite din substane azotate. Diferenierea acestor doi pigmeni

sunt legturile cu elementul metalic prins n molecula lor, care la clorofila este magneziul, iar la

hemoglobina este fierul. Din asocierea cu un element diferit provin diferenele calitative ale

celor doi pigmeni, clorofila fiind pigmentul sintezelor organice, pe cnd hemoglobina este

pigmentul proceselor de oxidare.

Reproducerea, ca proces de formare a unui organism nou, att la plante ct i la animale se

desfoar dup aceleai legi biologice. Procesele fiziologice fundamentale: asimilaia i

dezasimilaia, respiraia, creterea sunt comune la plante i animale, desfurndu-se n linii

generale la fel, contribuind la ntreinerea i perpetuarea vieii. Asemnrile dintre procesele i

4

manifestrile vitale ale plantelor i animalelor sunt datorate originilor comune. Deosebirile

existente ntre plante i animale se datoresc unei separaii timpurii a lor, urmat de o dezvoltare

istoric n cursul creia s-au produs diferenieri de organizare i nutriie, determinate de evoluia

aparte pentru fiecare, pe ci proprii i cu o independen relativ ntre ele.

1.3. Obiectul botanicii

Botanica este tiina care studiaz plantele, numele acestei tiine biologice provine de la

grecescul botane, care se traduce prin cuvintele plant, iarb. Botanica studiaz organizarea

extern i intern a plantelor, nmulirea i dezvoltarea lor, evoluia, clasificarea, rspndirea pe

suprafaa pmntului, precum i posibilitile de folosire a lor pentru satisfacerea necesitilor

omului (gruparea n asociaii).

Studiul botanicii se face n scopul cunoaterii lumii vegetale, cu toate manifestrile ei de

via, n vederea nsuirii metodelor de folosire a organismelor vegetale n scopuri practice

pentru om. Botanica s-a dezvoltat pornind de la cerinele practice dobndite de-a lungul timpului

i a izvort din necesitatea omului de a cunoate ct mai ndeaproape plantele pe care le-a

cultivat n diverse scopuri. Varietatea aspectelor ce pot fi studiate n legtur cu plantele este

foarte mare, ceea ce a dus la mprirea botanicii n mai multe ramuri:

Morfologia plantelor (provine de la grecescul morfe = form i logos =tiin) este tiina

care se ocup cu studiul formelor vegetale, cu studiul nfairii externe a plantelor.

Anatomia plantelor (provine de la grecescul anatome = a diseca i logos =tiin) este tiina

care se ocupa cu studiul alctuirii interne a corpului plantelor.

Fiziologia plantelor (provine de la grecescul phusis = natur i logos = tiin) este

tiina care se ocup cu studiul funciilor vitale ale plantelor, funcii care realizeaz schimbul de

substana i energie intre plant i mediul extern, nmulirea, micarea, sensibilitatea. Fiziologia

caut sa explice funciile pentru fiecare structur anatomic.

Sistematica sau taxonomia plantelor (provine de la grecescul taxis = rnduial,

ordine i nomos = lege) este tiina care clasific plantele, stabilind ordinea for natural de

apariie i evoluie.

Geobotanica este tiina care studiaz relaiile plantelor ntre ele, cu pmntul i n

general cu mediul nconjurtor.

Paleobotanica sau fitopaleontologia este tiina care studiaz plantele fosile,

raportate la timpul istoric.

5

Genetica plantelor este tiina care se ocupa cu studiul ereditii i variabilitii

plantelor, cerceteaz legile transmiterii i modificrii caracterelor ereditare de la

ascendeni la descendeni, cerceteaz structura molecular a substanelor care dein i

transmit informaia ereditar.

Ontogenia plantelor este tiina care studiaz dezvoltarea plantelor de la stadiul de

celul ou pan ajung la stadiul de maturitate.

Filogenia plantelor este tiina care studiaz istoria dezvoltrii unei specii.

Dintre ramurile speciale i aplicate ale botanicii amintim:

Dendrologia este tiina care se ocup cu descrierea, clasificarea, ecologia i

fiziologia arbutilor, noiuni indispensabile n domeniul spaiilor verzi.

Fitopatologia este tiina care studiaz bolile provocate plantelor de agenii patogeni

vegetali.

1.4. Scurt istoric al dezvoltrii morfologiei i anatomiei vegetale

Primele cunotine referitoare la plante dateaz de aproximativ 3000 de ani .e.n de la chinezul

Yen Ti care a nvat popoarele Asiei s recunoasc plantele i s le cultive. nvturile lui au fost

redactate n opera intitulat Tson-king pe la anul 2200 .e.n. n care sunt descris peste 100 specii de

plante din care menionm: Triticum(gru), Oryza (orez), Sorgum (sorg), Panicum (mei), Pisum

(mazre) etc. n India antic plantele sunt descrise n cri religioase numite VEDE. n aceste cri

sunt descrise nsuirile miraculoase ale plantelor.

n Grecia antic de studiul plantelor s-au ocupat o serie de filozofi ca Empedocle (483 .e.n-

423 .e.n.)formuleaz idea organelor analoage i face analogie ntre smna plantelor i oule

animalelor. Aristotel (384 .e.n- 322 .e.n.) afirm c lumea vie formeaz un tot plantele i

animalele prezentnd o unitate de structur. Teophrast (370 .e.n- 283 .e.n.) discipol al lui Aristotel

este considerat cel mai de seam botanist. n lucrrile Cauzele Plantelor i Cercetarea plantelor

descrie prile componente ale plantelor morfologia lor i mparte plantele n arbori arbuti

semiarbuti i ierburi. La arbori descrie rdcina i tulpina cu ramuri i noduri. Dup el corpul

plantei e format din rdcin tulpin i frunze. n structura plantei distinge scoara lemnul i inima

lemnului iar acestea i acestea sunt alctuite din suc fibre nervuri i carne. nelege rolul nervurilor

n nutriia plantelor i descrie tipuri de rdcini, tulpini, frunze flori, fructe cu mare precizie.

Recunoate procesul sexual la plante vorbind de plante brbteti i femeieti.

6

Fig. 2 Empedocle, Aristotel i Teofrast

n Roma antic latura teoretic este mbinat cu cea practic . Din aceast perioad amintim pe

Plinius Secundus (24 .e.n- 79 .e.n.). n lucrarea Historia Naturalis consemneay peste 1000 de

specii de plante. Discoride a nsoit legiunile romane n expediii militare ajungnd n Dacia (101-

102 .e.n- 105-106 .e.n.). Descrie peste 700 de specii de plante pe care le clasific dup utilitatea lor

n aromatice, alimentare, medicinale i veninoase.

Fig. 3 Plinius Secundus Historia Naturalis

n evul mediu cunotinele despre plante sunt srccioase mai avansate fiind n trile de

limb arab. La arabi amintim contribuia adus de tadjic Ibn -Sina cunoscut sub numele de

Avicena (980.e.n- 1037.e.n.) care a descris multe plante noi. Albert cel mare elaboreaz lucrarea De

vegetalibus care cuprinde descrieri de frunze flori i fructe. Noile descoperiri geografice din secolul

al XV-lea cltoriile spre Indii, Africa, America au influenat dezvoltarea botanicii.

7

Fig. 4 De vegetalibus Avicena

Conrad Gesner (1516- 1565) acord atenie deosebit florilor i fructelor n descrierea i

clasificarea plantelor. Mathias Lobelius (1538- 1616) clasific plantele utiliznd morfologia frunzei

i florii. Andrea Cesalpino (1519- 1603) descrie numeroase semine, poziia embrionului n smn

i germinarea seminelor. ncepnd cu secolul al XVII-lea datorit progreselor tiinifice i tehnice

se difereniaz n cadrul botanicii anatomia plantelor, fiziologia vegetal i botanica sistematic.

Ioachim Jung (1587- 1657) este considerat fondatorul morfologiei plantelor. n studiul

inflorescenelor introduce nomenclatura folosit i azi ca spic, corimb, panicul, umbrel, Descrie cu

mare precizie prile componente ale florii. John Ray (1629-1703) n lucrarea Historia Plantarum

descrie 18 000 de specii de plante. Introduce noiunile de mono i dicotiledonat, definete noiunile

de gen i specie.

Fig . 5 John Ray Historia Plantarum

Robert Hooke (1635- 1703) studiaz la microscopul perfecionat de el seciuni prin diferite

organe ale plantelor. Descoper celula i descrie prile ei componente. Nehemiah Grew (1628-

1711) cerceteaz la microscop seciuni fcute prin diferite organe vegetale i descrie fasciculele

conductoare, stomatele, diferite forme de celule i esuturi vegetale. Marcello Malpighi (1628-

8

1694) n lucrarea Anatomia Plantelor descrie structura scoarei, trunchiului mugurilor i frunzelor.

El arat c rizomii i tuberculii sunt tulpini metamorfozate. Rudolf Camerarius (1665- 1721) studiaz

amnunit floarea i demonstreaz existena sexualitii la plante. Descrie polenizarea i ntrevede

fecundaia dar nu o descrie. Secolul al XVIII-lea este dominat de personalitatea botanistului Carl

Linn (1707- 1778) care a introdus pentru prima dat nomenclatura binar (gen i specie). El

clasific plantelor dup numrul seminelor i pistilelor. Tot n aceast perioad mai lucreaz Caspar

Fredrich Wolf (1733- 1794) care studiaz sexele la plante considernd polenul ca element masculin

i descrie fecundaia.

Fig. 6 Marcello Malpighi i Carl Linn

Joseph Koelreuter (1733- 1806) face observaii i experimente referitoare la sexele plantelor.

Studiaz la microscop grunciorul de polen i arat c acesta prezint dou membrane cea extern

fiind mai groas. Descrie cu lux de amnunte fecundaia. Execut ncruciri la peste 50 de specii de

plante.Johan Wolfgang Goethe (1749- 1832) poet filozof i naturalist german public lucrarea O

ncercare de a explica metamorfozele plantelor n anul 1790 n care arat c unele organe vegetale

au aprut prin transformarea altora, emind idea originii comune a tuturor organelor plantelor. El

arat c sepalele petalele i staminele sunt frunze modificate. Introduce pentru prima dat noiunea

de metamorfoz.

Fig. 7 . Johan Wolfgang Goethe O ncercare de a explica metamorfozele plantelor

9

Robert Brown (1773- 1838) cerceteaz structura ovulului endospermului , sacului embrionar i

descoper pentru prima dat n anul 1831 nucleul n celula vegetal. Giovani Amici (1786- 1863)

cercetnd floarea la Portulaca sp., observ germinarea polenului i formarea tubului polenic.

Mathias Schleiden (1804-1881) mpreun cu zoologul Theodor Schwann (1810- 1882) elaboreaz n

1838-1839 teoria celular stabilind totodat unitatea de structur i funcie ntre plante i animale.

Wilhelm Hofmeister (1824- 1877) descrie alternana de generaii la criptogame i fanerogame. I. D.

Cistiakov (1843- 1877) descrie n 1874 pentru prima dat diviziunea cariokinetic la celulele

vegetale. Charles Darwin (1809- 1882) a elaborat concepia evoluionist n biologie.

Fig. 8 Robert Brown, Mathias Schleiden, Charles Darwin

Tot n aceast perioad mai lucreaz o serie de botaniti ca Timiriazev, Zimmermann,

Stasburger, (care mparte diviziunea celular n patru faze), Klebs, Navain (descoper dubla

fecundaie n 1898) Haberlandt (explic schimbrile din structura organelor plantelor datorit

codiiilor variate ale mediului de via) i alii.

Cercetrile de morfologia plantelor din ara noastr au avut aceiai dezvoltare cu cele de

Botanic sistematic i Fiziologia plantelor. Dintre naturalitii romni care au publicat lucrri n

domeniul Morfologiei i anatomiei plantelor amintim Anastasiu Ftu (1815- 1886) profesor la

universitatea din Iai a publicat n 1880 un curs de Botanic general intitulat Elemente de Botanic

care cuprinde i probleme de histologie i organografie general. Emanoil C. Teodorescu (1874-

1949) pe lng lucrri de Algologie i Fiziologie vegetal public i o serie de lucrri de Morfologia

i anatomia plantelor referitoare la influena luminii asupra tulpinii i frunzelor. Mihai Guuleac

(1887- 1960) de la universitatea din Bucureti a publicat lucrri despre inflorescene i fructe

propunnd un sistem original de clasificare a fructelor numit sistem morfogenetic. Ioan Grinescu

(1874- 1963) de la universitatea din Cluj a publicat un amplu curs de botanic ntre 1928-1934 care

a reprezentat baza tuturor tratatelor de botanic scrise mai trziu n ara noastr. n domeniul

10

morfologiei i anatomiei plantelor au mai fcut cercetri I.T Tarnavsschi i discipolii si, prof.

Gabriela tefnescu Jitaru, prof. Marin Andrei, profesor Anca Srbu. La Cluj profesorul I. Ciobanu

la Iai profesorii C. Burduja i C. Toma public lucrri de Anatomia comparat a plantelor. Cursuri

i tratate de botanic au mai publicat profesorii Al. Buia M. Pun la Craiova, g. Bucur la Timioara,

I. Ciobanu i C. Deliu la Cluj, I. Morariu la Braov, C. Toma la Iai.

Fig . 9 Lucrri de morfologie i anatomie vegetal publicate n Romnia

Vom meniona desigur lucrarea Morfologie i anatomie vegetal publicat de profesorul

Ctlin George Simeanu la Craiova mulumind pe aceast cale ndrumtorului nostru pentru

materialele oferite spre documentare i ndrumrile acordate.

11

CAPITOLUL I

NOIUNI I CONCEPTE REFERITOARE LA MORFOLOGIA i STRUCTURA ANATOMICA A ORGANISMELOR VEGETALE

Anatomia plantelor are ca obiect studiul structurii organelor plantelor n raport cu funciile

speciale ndeplinite de ele sub influenta diferiilor factori de mediu. Astfel, influena factorilor

ecologici asupra plantelor se reflect n structura lor anatomic ca un rezultat al procesului de

adaptare la mediu. Modificnd experimental intensitatea unor factori asupra plantelor descoperim

cauzele ce determin diferitele particulariti de structur, gradul de plasticitate, capacitatea de

aclimatizare la strmutarea dintr-un mediu n altul (anatomie experimental). Odat cu schimbarea

structurii morfoanatomice a plantelor se modific i fiziologia plantelor. innd seama de toate

aceste aspecte fitobotanica, prin ramurile ei, agricultura, horticultura, viticultura silvicultura

recomand prezena de metode specifice pentru fiecare ramur care s asigure dezvoltarea

plantelor n concordan cu necesitile ecologice i economice.

Anatomia vegetal cuprinde trei capitole:

1. Citologia sau studiul celulei vegetale

2. Histologia sau studiul esuturilor vegetale;

3. Organografia sau studiul organelor vegetale.

1.1 Citologia sau studiul celulelor vegetale

Citologia este tiina care se ocup cu studiul structurii, compoziiei, originii i dezvoltrii

celulare. Cunoaterea structurii celulare a plantelor a fost posibila numai dup inventarea

microscopului de ctre fraii Jansen din Olanda, n sec. al-17-lea. Pentru prima dat (1665)

fizicianul, matematicianul i astronomul Robert Hooe a descoperit i descris celula dup

observaiile fcute la microscopul sau autoconfecionat. Teoria privind alctuirea din celule a

organismelor vegetale i animale este cunoscut sub numele de "Teoria celular a fiinelor vii"

(1838). Ideea c viaa este legat de organizarea celular i ca "tot ce este viu este format din

celule" a stat i este baza studiului structurii plantelor i animalelor, respectiv a anatomiei

plantelor i animalelor. Primele cercetri de anatomia plantelor fcute de cercettorii romni

aparin lui E.C. Teodorescu i A. Popovici (1866-1949).

12

1.1.1 Celula unitatea de baza a vieii

Celula este unitatea biologic, structural i funcional a tuturor organismelor vii. Celula

este forma superioar a organizrii materiei vii, care permite manifestarea proceselor

fundamentale ale acesteia: metabolismul i autoreproducerea. Celula prezint o structur

complex i poate constitui singur organismul unor plante i animale. Organismele

realizeaz manifestrile vitale prin procesul de metabolism i asigur continuitatea materiei

vii i deci a vieii prin procesul de reproducere. Plantele inferioare care au corpul alctuit

dintr-o singura celul se numesc plante unicelulare, nsa cea mai mare parte a plantelor au

corpul alctuit dintr-un numr mare de celule, ele numindu-se plante pluricelulare.

1.1.2. Forma celulelor

Formele celulelor sunt foarte variate, principalele tipuri de celule sunt cele care sunt

determinate de urmtoarele criterii:

Dup raportul dintre dimensiunile for exist:

celule parenchimatice care prezint toate dimensiunile de acela ordin de

mrime, fiind izodiametrice (poligonale, ovale) (fig 10 A);

celule prozenchimatice care prezint una din dimensiuni, mult mai mare

dect celelalte, fiind heterodiametrice (filiforme, fuziforme, tubuliforme) (fig.10 B).

Fig.10 Diferite forme de celule:

A-parenchimatice; B- prozenchimatice C-stelate;D-sifonate 1

Dup prezena membranei exist:

celule dermatoplaste care prezina o membran celulozica consistenta

(aproape la toate celulele plantelor);

1 dup Reiveirul M, Turenschi E.

13

celule gimnoplaste care sunt lipsite de membran celulozica (zoosporii unor

alge verzi, spermatozoizii unor plante).

1.1.3. Constituenii celulari

Celula, unitatea structural i funcional a organismelor vii, este alctuit din (figura nr.1.2):

a) Membrana este un nveli rigid de natur celulozic ce nu are manifestri

vietale.

b) Citoplasma este o substan vie, vscoas care conine o serie de organite

celulare (plastidomul, condriomul, cinetozomul, ribozomii, dictiozomii, reticulul

endoplasmatic, vacuomul, incluziunile ergastice), fiecare ndeplinind o serie de funcii

specifice.

c) Nucleul este un organit viu al celulei, mai consistent i mai refringent, de

activitatea cruia sunt legate toate manifestrile vitale ale celulei, mijlocind transmiterea

informaiei ereditare.

Citoplasma cu plastidomul, condriomul, cinetozomul, ribozomii, dictiozomii i reticulul

endoplasmatic, mpreun cu nucleul formeaza partea vie a celulei, numita protoplast.

Membrana celular mpreun cu vacuomul i incluziunile ergastice formeaz partea nevie a

celulei, numit metaplasm.

Fig.11 Ultrastructura celulei vegetale 2:

1-perete celular,2-plasmalema, 3-vacuold4-hialoplasma, 5-RE rugos,6-cloroplasta, 7-

aparat Golgi,8-ribozam, 9-mitocondrie,10-grasime, 11-nucleu,12-cromatina,13-

nucleoplasma.,14-membrand nucleard

2 dup Durand F avard

14

Membrana celular

Membrana celular este nvelitoarea extern, care face legtura dintre coninutul celulei mediul

nconjurtor are o permeabilitate selective datorita creia regleaz circulaia substanelor n spre

celul, de la o celula la alta, de la celula spre exterior, avnd sub acest aspect un rol fiziologic activ

n viaa celulelor. Membrana create numai legate de eitoplasm, iar dac pierde contactul cu ea

nceteaz sa mai creasc. Acest lucru arata ca membrana este produsul protoplastului, secretata prin

activitatea lui. Dace celula se rnete pierde o poriune din membran aceasta este regenerate de

citoplasm. Structura membranei: membrana primar

1. membrana primar este constituita din doi perei celulozici foarte subiri cu lamele mijlocii

2. membrana secundar este constituit dintr-o lam mijlocie n centru i

membrane primare subiri, de o parte alta a ei.

La celulele lignificate structura membranei se prezint astfel (Fig.12.)

Fig.12 Schema structurii membranei la celulele lignificate

1 lumenul celulei, 2 membran a. lamel mijlocie, b. membran primar, c. stratul intern al

membranei secundare, d. stratul mijlociu al membranei secundare, e stratul extern al membranei

secundare3

Lamela mijlocie are proprietatea de a suda membranele, ceea ce face s aib rol foarte

important n cimentarea celulelor vecine ntre ele, ducnd astfel la formarea funcionarea

esuturilor. Prin dizolvarea pectinei celulele se desprind unele de altele, fenomen ce poart

numele de maceraie. Fenomenul de maceraie intervine n topirea fibrei de n canep

3 dup Baylel

15

datorit unei activiti microbiene, sau n pulpa fructelor moi (pere, pepeni galbeni, piersici) n

timpul supracoacerii. n locul unde se ntlnesc trei celule, lama mijlocie se desface n dou pari, care

se ndeprteaz lsnd ntre ele un gol numit meat, sau spaiu intercelular. Membrana celular are un

rol protector, stabilind n acelai timp forma protoplastului viu. Membrana crete n suprafa (prin

intussuscepiune) n grosime (prin apoziiune).

Dup compoziia chimic membrana poate fi de diferite naturi:

a) celulozic n general n seminele de salcie, plop, floarea soarelui;

b) pectic care prezint pectine cu rol de cimentare a membranelor;

c) hemicelulozic

Membranele celulelor vegetale se pot mpregna cu o serie de substane organice ca: lignin,

suberin, cear, gume, mucilagii precum cu o serie de substane minerale. Exemple :

cutinizarea impregnarea cu curtin

suberificarea impregnarea cu suberin se observ la suprafaa ramurilor, trunchiurilor,

rdcinilor arborilor tuberculilor;

cerificarea impregnarea cu ceruri se observ n epiderma fructelor (mere, pere, struguri);

mineralizarea impregnarea cu substane minerale, de exemplu, dioxidul de siliciu se

observ la graminee, iar carbonatul de calciu se observ la unele alge plante superioare (ficus);

gelificarea reprezint procesul de nmuiere umflare a membranelor n contact cu apa,

urmat de transformarea lor ntr-o materie gelatinoas Algele conin cantiti mai de astfel de

substane gelatinoase, care sunt extrase i folosite n diverse domenii (un exemplu este agatul folosit

ca mediu de cultur n microbiologie).

Fig. 13 Modificrile secundare ale membranei celulare

A- suberificarea la tuberculul de cartof, s-suber;

B- cerificarea la trestia de zahr, sub forma de fire perpendiculare pe epiderm;

C- Suberificarea la celulele epidermice de la Dianthus plumarius;

D- Gelificarea membranei celulelor din tegumentul seminei4

4 dup Reiveirul M, i Turenschi E.)

16

Citoplasma celulara

Citoplasma (numele provine de la grecescul ytos = cavitate plasma =substan) este o

substan vscoas sau hialin fluid, sau granulat ce prezint dou zone. La exterior un strat

subire, omogen, consistent, lipsit de granulaii, numit plasmalem. Plasmalema nconjurnd

citoplasma din toate prile, ca un sac nchis, purtnd denumirea de sac protoplasmatic sau de

membran extern. Ea servete ca regulator al schimburilor de substane dintre celul i mediul

extern, fiind semipermeabil. La interior exist un strat mai gros, ce reprezint cea mai mare

parte a citoplasmei, neomogen, mai puin dens cu numeroase granulaii numit endoplasm. n jurul

vacuolelor se gsete un strat subire asemntor cu plasmalema, numit tonoplast. Tonoplastul are un

rol important n schimbul osmotic ce se realizeaz ntre celul i mediul extern. ntre celule exist

prelungiri citoplasmatice subiri, ce trec prin orificiile membranei celulare, numite

plasmodesme (Fig. 14).

Fig.14 Plasmodesme5

A-din pereii celulelor endocarpului de curmal; B-din endocarpul seminelor de Strychnos mix

vomica; pl.- plasmodesme; 1.m.-lamela mijlocie

Plasmodesmele asigur continuitatea, conductibilitatea, sensibilitatea, circulaia

substanelor nutritive ntre celulele apropiate contribuind la unitatea esuturilor.

Citoplasma celulelor tinere este continu i umple ntreaga cavitate celular, pe cnd

citoplasma celulelor btrne conine numeroase vacuole n care se acumuleaz substanele

provenite din activitatea metabolic a celulei. Citoplasma este un sistem coloidal complex cu

5 dup Reiveirul M, i Turenschi E.)

17

reacie alcalin ce conine: apa (la formele de rezistenta cantitatea de apa este de numai 5

15%) substane uscate constituite din: proteide 40-50%, glucide, 12-24%, lipide 10-24%, saruri

organice i minerale. Citoplasma este sediul unui ntreg complex de reacii chimice din care se

degaj energia necesar ntreinerii vieii. Ca substan vie, citoplasma este nzestrat cu toate

proprietile vieii: excitabilitate i sensibilitate, nutriie, cretere, respiraie, micare, nmulire.

Citoplasma conine o serie de organite celulare. Organitele celulare din citoplasma sunt:

Plastidomul este reprezentat de totalitatea plastidelor dintr-o celul. Plastidele

sunt organite citoplasmatice proprii celulelor vegetale care asigur procesul de fotosintez.

Plastidele poart denumirea de leucoplaste (cele incolore), cloroplaste (cele verzi ce conin

clorofila), cromoplaste (cele colorate ce conin pigmeni carotenoizi). Plastidele au o

compoziie proteic, conin acizi nucleici, ADN, ARN, deci au capacitatea de a sintetiza proteine

i sunt implicate intr-o serie de schimburi genetice de natur cromozomial n ereditatea

plantelor. Leucoplaste, plastide incolore sunt n general prezente n esuturile tinere.

Fig. 15 Cloroplaste la plantele superioare i la plantele inferioare.6

A-din frunza de Mnium (cl.); Bcromatofori (cr.) la Spirogyra; C- la Chlamydomonas; D- la

Zygnema.

Cloroplastele, plastide verzi, care conin clorofil, sunt prezente n organele

aeriene verzi ale plantei, n special n frunze. Cloroplastele au proprietatea de a elabora

clorofila. La nceputul formrii lor, n celulele din esuturile tinere ale plantelor,

cloroplastele sunt incolore, la fel ca leucoplastele, dar n contact cu lumina reacioneaz

6 Dup Reiveirul M, Turenschi E

18

intens producnd clorofil. Cloroplastele au proprietatea de a se mica n interiorul

celulelor. La plantele superioare cloroplastele sunt mici, au form sferic sau alungit se

gasesc n numar mare intr-o celula (20 50). La plantele inferioare (alge), forma for este

foarte variat (stea, band, clopot, spiral, etc.) se gsesc n numar mic n interiorul unei

celule (1 2), sunt mari i se numesc cromatofori (figura nr.1.6).

Condriomul este reprezentat de totalitatea condriozomilor din celul. Condriozomii au

forma sferic, alungit, de baghete sau de filament. Condriozomii de forma sferic (granule

de dimensiuni foarte mici) se numesc mitocondrii, iar cei de forma alungita se numesc

condrioconte. Rolul condromului este de foarte mare importan n procesele de

metaboloism respiraie celular. Mitocondriile sunt corpuscule granulare ale citoplasmei

formate din doua membrane, una extern, dubl, lipoproteic alta intern cutat ntre care se

gsete plasma mitocondriilor. Compoziia mitocondriilor este urmtoarea: proteine,

enzime respiratorii, vitamine, acizi nucleici, acizi grai, acizi organici, aminoacizi, ADN

care are proprietatea de a se sintetiza ARN. De aici rezult ca mitocondria are material

genetic propiu care se comport asemntor materialului genetic cromozomial.

Cinetozomul (centrul celular) se gsete n celula vegetal la unele alge brune,

ciuperci, ferigi, gimnosperme inferioare, nu a fost evideniat la celulele plantelor

angiosperme. Este alctuit din unul sau mai muli corpusculi numii centrioli situai n

apropierea nucleului sau la un capat al celulei. Rolul cinetozomului este legat de micrile

ce au loc n celul n timpul diviziunii mitotice.

Ribozomii (granulele lui Palade) sunt formatiuni sferice din citoplasma fundamental

constituii dintr-o membran i ribozomi (sau granulele lui Palade). n celule ribozomii sunt

fie ataai de membranele reticului endoplasmatic, fie n stare liber n citoplasm. Dictiozomii

au forma unor disculee suprapuse n pachete, nconjurate fiecare de o membrane. Ribozomii

sunt de diferite mrimi i au rol n excreia celulei. Acetia au o amplasare perinucleara sau nucleara

cu posibiliti de micare de la un pol la altul al celulei. Totalitatea dictiozomilor dintr-o celul

formeaz aparatul Golgi. Funciile aparatului Golgii sunt: secreie, spermatogenez, secreie a

vitelusului la unele tipuri de ou, acumularea unor substane toxice, sinteza glucidelor, reglarea

coninutului de ap. Aparatul Golgii nu intervine direct n metabolism, dar joaca rolul de regulator al

presiunii osmotice n eliminarea unor produse de secreie.

Reticulul endoplasmatic (RE) const ntr-o reea de canalicule delimitate de o pelicul

plasmatic sau membrane i asigur schimbul de substana ntre citoplasm, nucleu, punnd n

19

legtur membrana nuclear cu pereii vacuolelor cu plasmodesmele. Reticulul endoplasmatic face

legtura ntre membrana nucleului i membrana celulei avnd un rol important n ptrunderea

substanelor din spaiul intercelular n interiorul celulei. Reticulul endoplasmatic este n strns

legtur funcional cu toate organitele citoplasmatice. Reticulul endoplasmatic poate fi, n funcie de

structura sa: neted sau granular. Reticulul endoplasmatic (RE) este aparatul circulator endocelular.

Lizozomii sunt organitele ce conin enzimele digestive capabile sa desfac lanuri mari de

macomolecule de proteine, acizi nucleici, lipide n catene mai mici care pot fi oxidate de enzimele

oxidative ale mitocondriilor. Constituie un sistem de aprare al celulei deoarece membranele for

izoleaz fermenii de digestie de restul citoplasmei. Ruperea membranei i eliberarea fermenilor de

digestie duce repede la paralizarea celulei. Lizozomii sunt implicai n schimbri de natur

necromozomial n ereditate.

Vacuomul este reprezentat de totalitatea vacuolelor dintr-o celul. Vacuolele sunt vezicule

sferice, ovoidale. n interiorul vacuolelor se afl un fluid numit suc celular ce conine n soluie

apoas diferite substane minerale organice (enzime, vitamine, fitohormoni, pigmeni, sruri

organice minerale, substane de rezerv, etc.). n celulele tinere vacuolele sunt numeroase i foarte

mici, n cele mature sunt mai puine dar mai mari, iar la sfritul vieii celulei, vacuomul este alcatuit

dintr-o vacuola mare, care ocup aproape n ntregime coninutul celular (Fig. 16).

Fig.16 Evoluia vacuomului7

1-fr vacuole;2- vacuole mici; 3,4-vacuole contopite;5-o singur vacuol;6-celul moart

Cat timp celula este vie, schimburile de substane dintre vacuolele din citoplasm sunt

reglate de tonoplast (membrana care delimiteaz vacuola de coninutul celular) care joac rol

de reglare a presiunii osmotice n celul. Prin moartea celulelor se produce coagularea

7 dup Reiveirul M, Turenschi E

20

albuminelor, separarea lor de lichidul apos al coloidului, se distruge structura existent odat

cu pelicula de la suprafaa vacuolelor, substanele din plasma vacuole se amestec,

reacioneaz n mod dezordonat astfel se schimb coninutul celular. Compoziia chimica a

sucului celular este foarte variat i depinde de plant, de familia din care face parte. Cele mai

importante substane (lichide) din sucul celular sunt urmtoarele:

zaharurile (glucoza, fructoza zaharoza, insulina) sunt substane ce servesc ca materie prim

n nutriia plantei, un rol energetic important, dau gustul dulce fructelor;

acizii organici (oxalic, malic, citric, tartric, fumaric, succinc) care dau gustul acru fructelor

necoapte;

glucozizi, formai din combinarea glucozei cu alcooli, aldehide, fenoli, etc., sunt substane

cu miros plcut, se gsesc n ceai, cafea, cacao, vanilie, etc.;

autociani sunt diferii pigmeni, de culori variate, din care se extrag culori vegetale;

taninurile sunt compui fenolici compleci, n stare coloidal, cu gust amar, astringent, au

proprieti de aprare. Se ntrebuineaz n tbcrie, vopsitorie la fabricarea cernelei;

alcaloizi precum nicotina, atropina, opiul, cofeina, cocaina, theina (la ceai), theobramina

(la cacao) sunt produse finale ale metabolismului plantelor, avnd diferite ntrebuinri

medicamentoase.

incluziunile ergastice sunt produse lichide sau solide rezultate n urma activitii vitale

a protoplastului. Cele lichide sunt transportate depozitate n vauole, iar cele solide (amidonul,

aleurona, cristalele minerale, etc.) rmn nglobate n citoplasma. Unele dintre ele sunt substane

de rezerv utilizate din nou de ctre celul, altele sunt substane de excreie, care ies din circuitul

nutritiv. Principalele incluziuni ergastice sunt:

grauncioarele de amidon sunt substanele de rezerv la parenchimurile organelor

subterane, a seminelor, sunt produse prin polimerizarea glucozei cu eliminare de ap,

amidonul se depune fie n stroma unei plastide, fie sub forma de straturi n jurul unui

punct numit hil aezat central (gru, porumb) sau excentric (cartof) (Fig 17).

21

Fig.17 Gfauncioare de amidon

a,c-tuberculul de cartof; d- cotiledoanele seminei de fasole; e- albumenul seminei de grail; f-

albumenul seminei de ovz, g- albumenul seminei de porumb, h- latexul de Euphorbia sp. A-F

etapele succesive ale formrii grunciorilor de amidon8

Gruncioarele de aleurona sunt substane albuminoide, ce se depun sub form de rezerve n

seminele unor specii de leguminoase (fasole, linte, mazre) i cereale. La cereale aleurona se

depoziteaz sub tegument i reprezint materia cleioasa din Mana de gru (Fig. 18);

Fig.18 Gruncior de aleuron :

A-cotiledoanele seminei de fasole; B- albumenul seminei de ricin; C-albumenul seminei de

gru. al-aleurona, cl-globoid,gr-cristaloid, ol-picturi de grsime,

Grsimi i uleiuri se gsesc ca rezerv n seminele de nuci, alune, migdale,

arahide, floarea soarelui, ricin, cnepa, rapi, etc. sub forma de emulsii, picturi, sau chiar

sub form solid;

Cristalele minerale de oxalat de calciu, carbonat de calciu, sulfat de calciu, bioxid

8 Dup Reiveirul M, Turenschi E.

22

de siliciu de diferite dimensiuni i forme se gsesc depozitate n vacuole i n membran

celulozic (Fib.19);

Fig.19 Cristale minerale amidon9

A-rafide din celulele de Lemna trisulca; B-Rrini din celulele peiolului de Begonia; C-

diferite forme de cristale; D-cristolii din celulele frunzei de Ficus elestica;

Uleiuri eterice sau volatile cu miros puternic sunt amestecuri heterogene de terpene, esteri,

alcooli, fenoli, cetone, se gsesc n plasm sau vacuolele anumitor celule numite secretoare (dafin,

scorioar, lmie), sau n special sunt rspndite n petalele florilor;

Rinile au aceeai compoziie cu uleiurile eterice, n schimb au o consisten

vscoas, n contact cu aerul se solidific (la conifere);

Latexurile sunt amestecuri foarte complexe de substane minerale organice, de

consisten vscoas, de culoare alb sau glbuie. Se gsesc n vacuolele celulelor laticifere. Din

latexul unor plante se extrage cauciucul natural, droguri.

Nucleul

Nucleul este un corpuscul de dimensiuni mai mari dac celelalte organite ale celulei, de forma

sferica, ovoidala sau lenticular, i are o poziie central n celulele tinere o poziie periferica n

celulele btrne. ntr-o celula nucleul poate modifice poziia n raport cu desfurarea proceselor

vitale, deplasndu-se de obicei n regiunea n care creterea sau activitatea fiziologica este mai intensa.

Nucleul a fost descoperit n 1831 de ctre R. Brown n celulele epidermice de orhidee. Dimensiunile

nucleului variaz n limite extrem de largi (de la 11,1, la 6000, n general find de 5-10 mt, nsa ntre

volumul nucleului cel al citoplasmei exist un raport nucleoplasmatic destul de constant. Majoritatea

celulelor au un singur nucleu (celule mononucleate), nsa exist celule cu doi sau mai muli nuclei

9 Dup Reiveirul M., Turenschi E.)

23

(celule polinucleate)

n interiorul nucleului au fost puse n evidenta urmtoarele elemente constituionale (Fig. 20):

- membrana nuclear;

- nucleoplasma;

- nucleolul.

Fig.20 Structura nucleului celular 10

ER-reticul endoplasmatic; PR- spaiu perinuclear; N-nucleol; Kp-por, Km-membran

Membrana nuclear ce delimiteaz coninutul nucleului, este dubl, lipoproteic, prezint

numeroi pori cu diametrul de 30 70 milimicroni, care asigur comunicarea dintre nucleu i

citoplasm i permite trecerea macomoleculelor cu diametru de pana la 10 milimicroni. Membrana

nuclear extern se combin cu membrana reticulului endoplasmatic, pe suprafaa creia sunt fixai

un numr mare, peste 10.000, de ribozomi..

Dup prezena sau absena membranei nucleare exist doua mari categorii:

celule procariote la care membrana nuclear este absent, materialul nuclear este

rspandit n citoplasm, nucleul nu se gsete sub forma unui nucleu bine delimitat. Sunt

prezente la organismele inferioare: bacterii, alge albastre.

celule eucariote la care membrana nuclear este prezent, nucleul este bine delimitat

de citoplasm. Sunt prezente la toate celelalte plante inferioare i superioare i la tot regnul

animal.

Nucleoplasma sau carioplasma este format din particule de diferite forme i dimensiuni care

formeaz n ansamblu cromatina nuclear. Aceste particule, uor colorabile cu colorani bazici,

alctuite din AND i ARN asociate cu proteine n complexe caracteristice, se gsesc dispersate n aa

numita cariolimf, format din ap, proteine, ARN-solubil, etc.

10

Dup Sajonski i Smollich

24

Cromatina nuclear se prezint sub doua aspecte diferite ca forma i dimensiuni: fibre de

cromatina i granule de cromatina. Interiorul nucleului cuprinde masa fundamental numit

carioplasm,care conine: ape (50-80% din greutatea total a nucleului), AND (localizat la nivelul

cromatinei, respectiv a cromozomilor), fosfolipide, lipoproteine, gliceride, cantiti reduse de

glicogen, ARN, substane macroenergetice (ATP),substane minerale (Ca, Mg, Fe, etc.), n

carioplasma se gsete cromatina,care are o structur granulara este alctuita din ADN o cantitate

mica de ARN. Acizii nucleici din nucleu sunt componente eseniale cu funcii hotaratoare n

metabolismul celular n ereditatea organismului. Ei se gsesc sub urmatoarele forme: ADN (acid

dezoxiribonucleic), este caracteristic numai nucleului, molecula de ADN este constituit dintr-un

glucid (pentoza sau dezoxiriboza) bazele adenine, guanine, citozina timing.

ARN (acid ribonucleic), este prezent att n nucleu ct i n citoplasm, dar sinteza

lui se produce numai n nucleu. Molecula de ARN este constituit dintr-un glucid (riboza)din

bazele adenine, guanine, citozin, uracil. n nucleu exist ARN sub cele trei forme cunoscute:

ARN-ribozomal, ARNsolubil, ARN-mesager.

Funciile nucleului:

Nucleul coordoneaz desfurarea funciilor vitale ale celulei participnd activ la

toate procesele vitale din celula: cretere, diviziune, formarea membranei, vindecarea

rnilor, etc., jucnd rolul unui coordonator al acestora.

Nucleul asigura transmiterea informaiei genetice la urmtoarea generaie.

Toate aceste activiti sunt posibile ca urmare a faptului ca n nucleu se afl stocat

informaia genetic cu privire la planul general de organizare funcionare a structurilor

celulare a modului de reproducere. Informaia este transmisa de-a lungul ciclurilor celulare

datorita proprietii nucleului de a transcrie aceast informaie n moleculele de ARN-mesager,

transferate apoi n citoplasm, unde vor servi drept matrice n procesul sintezei proteice specifice.

Nucleii sunt dependeni de citoplasma omoloag care ofer nucleului energia necesar, astfel, n

contact cu alt citoplasma prezint o scdere brusc a potenialelor metabolice pierderea capacitii

genetice.

1.4. nmulirea celulelor

nmulirea celulelor este o caracteristic a materiei vii, consecin a nutriiei creterii lor, care se

realizeaz atunci cnd celulele ajung la anumite dimensiuni, la maturitate, prin trei modaliti:

Amitoza sau diviziunea direct, se ntlnete la plantele inferioare const n

mprirea ntregului coninut al celulei n dou pari egale, prin sugrumarea nucleului mprirea

25

celulei prin gtuire.

Mitoza sau diviziunea indirecta sau diviziunea cariocinetic se caracterizeaz prin

faptul ca mai nti se divide nucleul, n urma unor transformri i micri complicate, numai

dup nucleu se divide citoplasma. Din cauza acestei succesiuni provine numele de diviziune

celulara indirect. Numele de mitoz provine de la cuvntul grecesc mios, care nseamn filament.

n cadrul acestei diviziuni pornind de la o celula mama cu 2n cromozomi rezult doua celule fiice

diploide, cu 2n cromozomi. Cromozomii sunt formaiuni structurale nucleare de cea mai mare

nsemntate din punct de vedere citologic i genetic. Cromozomii exist la toate vieuitoarele care

posed nucleu i se formeaz din cromatin dispus sub forma unei reele de fibre din care se

constituie filamente distincte, cromoneme. Cromozomii sunt constituii din ADN, ARN, proteine

histamice. Prin capacitatea for de autoreproducere diviziune, asigur transmiterea unor caractere

nsui deinute de sistemul lor informaional, de la celula mam la celulele fice, de la o generaie la

alta. Numrul cromozomilor variaz n funcie de specie. Normal, celulele somatice conin

cromozomi dispui n perechi, unul fiind de origine matern, altul de origine patern, avnd

aceeai form mrime i valoare genetic. Aceasta este starea diploid i se noteaz cu "2n".

n celulele sexuale mature se gsete numai cte un cromozom din fiecare pereche, numrul

for fiind redus la jumtate. Aceasta este sarea haploid, care se noteaz cu "n".

un punct de unire a celor doua cromatide surori (centromer);

puni de legtur ntre cele doua filamente. (Fig.21):

Fiecare cromozom este constituit din

- dou filamente de cromatina (cromatide);

- un ax;

Fig.21 Structura unui cromozom ce-centromer; cr- cromoneme; chr cromomere ma-matrix

Cromozomii sunt corpuscule filiforme, scurte, inegale, drepte sau curbe. Forma cromozomilor

este specific genului i speciei, existnd urmtoarele tipuri de cromozomi:

- metacentrici au centromerul amplasat la mijlocul cromozomului, mpartindu1 n

dou pari egale, i iau forma literei V;

- submetacentrici cnd centromerul este amplasat alturi de zona median a

cromozomului, mpartindu-1 n dou pari inegale, i ia forma literei Y ;

26

- talocentrici sau acrocentrici - chld centromerul este amplasat terminal i ia form de

bastona.

Dup numrul de centromeri cromozomii pot fi:

- acentrici cnd nu au centromer;

- dicentrici cnd au doi centromeri;

- policentrici cnd au mai muli centromeri.

Mrimea cromozomilor difer de la specie la specie i este influenat de volumul i

funcia celulei, precum i de numrul cromozomilor din celul. Lungimea cromozomilor este

n funcie de numrul de gene pe care it conin, iar grosimea lor este influenat de condiiile de

mediu, care pot determina un grad mai mare sau mai mic de condensare a materialului cromatic.

De exemplu, temperatura sczut i cldura determinnd scurtarea cromozomilor.

Etapele diviziunii indirecte ( Fig.22)

1. Interfaza este perioada de refacere a celulei ntre dou diviziuni. La sfritul interfazei

fiecare cromozom este dublat i prin aceasta mesajul ereditar este copiat. n timpul acestei

etape nucleul i dubleazd cantitatea de ADN i are loc reconstituirea unei noi cromatide

pentru fiecare cromozom, iar n ansamblu celula crete n volum. Interfaza este perioada unei

activiti intense, o perioad de acumulri cantitative.

2. Profaza se caracterizeaz prin evidenierea cromozomilor. Cromatidele devin vizibile,

nucleolul se resoarbe, membrana nuclear se fragmenteaz, citoplasma i carioplasma se

amestec rezultnd mixoplasma, se individualizeaz filamentele fusului nuclear.

3. Metafaza Filamentele fusului nuclear sunt individualizate. Cromozomii se prind de

filamente prin cetromer. Se difereniaz placa ecuatorial mijlocul fusului nuclear. Cromozomii

se aeaz pe placa ecuatorial i se despic n doud pari egale de-a lungul lor.

4. Anafaza Cromatidele se separ i alunec spre polii fusului nuclear alctuind astfel

formaiuni cu aspect de stea. S-au format cromozomii monocromatidici.

5. Telofaza Se formeaz doi nuclei fii. Are loc despiralizarea cromozomilor apar

nucleolii i membrana nuclear, avnd loc diviziunea citoplasmei.

27

Fig. 22 Diviziunea cariocinetica 11

Profaza (A, B, C): 1-nucleul, 2-nucleol, 3-granulatii de cromatina, 4-aparitia

filamentului nuclear sau de diviziune; 5-cromozomi rezultai din filamentul nuclear. Metafaza

(D, E): 6-firisoare citoplasmatice, 7-alcatuirea fusului nuclear sau de diviziune; 8-formarea

plcii ecuatoriale sau de diviziune, 9-despicarea cromozomilor n lung (dublarea lor).

Anafaza (F): 10-alunecarea cromozomilor rezultai ctre cei doi poli ai celulei. Telofaza

(G,H): 11-formarea noului filament nuclear; 12-formarea celor dou celule fiice.

Meioza sau diviziunea reducional are loc n organele de reproducere ale

plantelor, n celulele mama ale sporilor, grunciorilor de polen, n sacul embrionar. n urma

acestei diviziuni dintr-o celula mama diploida, cu 2n cromozomi, rezulta patru celule fiice

haploide, cu n cromozomi. Meioza se desfoar n urmtoarele etape (Fig. 23):

Etapa I consta n reducerea la jumtate a numrului de cromozomi prin gruparea

acestora n perechi dispunerea for n zona plcii ecuatoriale. Dup aceea fiecare cromozom se

deprteaz de perechea sa aluneca spre polii fusului de diviziune, ceea ce face ca la fiecare pol

al celulei sa se adune doar jumtate din numrul cromozomilor caracteristic celulelor speciei

respective. Se obin astfel doua celule cu numrul cromozomilor redus la jumtate.

Etapa II constnd ntr-o mitoz obinuii care ncepe din metafaz, cromozomii din

nucleii celor dou celule se despic n lungul lor, rezultnd un numr dublu de cromozomi. Astfel, la

sfrit, din cele dou celule rezultate iau natere patru celule cu un numr de cromozomi redus la jumtate.

11

dup Munteanu G. 1998

28

Fig. 23 Diviziunea reducional

Prima etapa: A-poziia cromozomilor n celul; B-apropierea cromozomilor perechi (placa

ecuatorial); C-prin reducerea cromozomilor la jumtate se formeaz dou celule.

Etapa doua: D-despicarea cromozomilor n lungimea for i formarea unui numr dublu de

cromozomi; E-formarea plcii ecuatoriale; F-formarea a patru celule fiice. 12

1.2 Histologia sau studiul esuturilor vegetale

Histologia este tiina care se ocup cu studiul structurii, compoziiei, originii dezvoltrii

esuturilor. esutul este o grupare de celule care au aceiai origine ontogenetica, au structuri

asemntoare care ndeplinesc aceiai funcie. Unitatea anatomic - se realizeaz prin

intermediul plasmodesmelor, celulele din dintr-un esut se formeaz prin diviziunea celulelor

iniiale. Unitatea fiziologic - se realizeaz prin specializare adaptarea n vederea ndeplinirii

unei anumite funcii.

1.2.1. Clasificarea esuturilor

a) Dup forma celulelor

parenchimuri: sunt esuturile ale cror celule sunt egale, izodiametrice;

prozenchimuri sunt esuturile ale cror celule sunt inegale, heterodiametice.

b) Dup stadiul de evoluie:

esuturi de origine

12

dup Munteanu G.

29

esuturi definitive

c) Dup funcia pe care o ndeplinesc:

esuturi de origine (formative sau meristeme)

esuturi acoperitoare ( de protecie)

esuturi trofice (de nutritie sau fundamentale)

esuturi conductoare

esuturi mecanice ( de susinere)

esuturi i celule secretoare - excretoare

2.2. esuturile meristematice, formative sau de origine

Sunt formate din celule mici, strns unite intre ele, cu membrane subiri, nucleu mare,

citoplasma dens cu o reea endoplasmatica dezvoltat cu numeroi ribozomi, condriozomi,

dictiozomi i vacuole extrem de mici i numeroase. Caracteristica for de baza este capacitatea for

ridicata de diviziune.

Clasificare:

a) Dup origine i gradul de dezvoltare:

- meristeme primordiale - provin din diviziunea celulei ou, fiind cele mai tinere esuturi ce

alctuiesc embrionul. Sunt generatoare de noi celule i esuturi, pe msura dezvoltrii plantei

aceste esuturi ocupnd poziii terminate (vrful rdcinii i al tulpinii) (Fig. 24):

Fig.24 esuturi meristematice primordiale

meristeme primare - provin din meristemele primordiale, fiind esuturi generatoare

de meristeme din care se vor forma organe (rdcin, tulpin). Determinnd creterea n lungime a

30

organelor.

meristeme secundare - provin din celulele parenchimatice, care au dobndit capacitatea de

a se divide de a genera spre exterior noi esuturi. Determinnd creterea n grosime a

organelor plantei, din activitatea acestor esuturi rezultnd structura secundar a organelor

plantelor superioare. Meristemele secundare apar numai la gimnosperme angiospermele

dicotiledonate. Meristemele secundare sunt de dou feluri: cambium i felogenul (Fig. 25):

Cambium sau zona generatoare libero-lemnoas se dezvolt n cilindrul central, intre

fasciculele lemnoase liberiene primare, are forma unui manon prin diviziuni succesive

celulele cambiului vor genera esuturi conductoare (spre exterior vase liberiene secundare, iar

spre interior vase lemnoase secundare).

Felogenul sau zona generatoare subero-felodermic se dezvolt de obicei n scoart,

concomitent cu cambium, avnd o poziie nedefinita (fie sub epiderma, fie n profunzimea scoarei,

fie n periciclu, fie n liberul secundar). Prin diviziuni succesive celulele felogenului vor genera

spre exterior un esut protector numit suber, iar spre interior un esut numit feloderm.

b) Dup poziia ocupata:

meristeme apicale - localizate la polul bazal i apical al plantelor (vrful rdcinii i

radicelelor, vrful tulpinii i lstarilor). Aceste meristeme determine creterea n lungime a

rdcinilor i tulpinilor.

meristeme intercalare - localizate n diferite poriuni ale plantei, determine creterea n

lungime;

meristeme laterale - localizate n lungul diferitelor organe ale plantei sub forma de cilindrii

paraleli cu axul spre vrf (cambiu, felogenul). Au rol n creterea n grosime a plantelor.

2.2.3. esuturile fundamentale, trofice sau de hrnire

Sunt formate din celule parenchimatice vii cu membranele subiri, celulozice, cu spatii

intercelulare mici, cu vacuole mari i cu protoplastul redus la un sac periferic. Forma for este foarte

variata. Sunt cele mai rspndite esuturi la plantele superioare, servind la nutriia plantei.

Dup rolul ce-1 ndeplinesc exist:

a) Parenchimuri de absorbie, care absorb apa i substanele nutritive din mediul nconjurtor

i le transport spre vasele conductoare (Fig. 26).

b) Parenchimuri de depozitare sunt cele n care se acumuleaz apa, aer sau substane

nutritive. Nu au clorofil i dup tipul substanei acumulate deosebim:

parenchimuri acvifere n care se acumuleaz apa (la plantele suculente, sau la

31

cereale, unde se formeaz celule buliforme);

parenchimuri aerifere sau aerenchimuri, la plantele acvatice (Fig25);

parenchimuri de rezerv cu substane organice (amidon, zaharoza, substane

proteice, lipide)

Fig.25 Parenchim absorbant din rdcin13

Fig. 26 Rizoderma cu peri absorbani Fig. 27 Endoderma cu celule

de pasaj

Un tip special de parenchim de absorbie este ntlnit n rdcinile aeriene ale unor plante din

inuturile tropicale (orhidee), numit velamen radicum. Rdcinile aeriene nu au peri absorbani, dar

au velamen. Velamenul este pluristratificat, fr spaii intercelulare. Celulele au ngrori spiralate

sau reticulate, celulozice, care funcioneaz ca vase capilare, care rein apa.

La plantele parazite i semiparazite, lipsite de rdcini propriu-zise, exist haustori (sugtori),

care la plantele parazite se nfig n tulpina sau rdcina plantei gazd pn la vasele liberiene, de

unde absorb seva elaborat, iar n cazul plantelor semiparazite, ptrund pn la vasele lemnoase, de

13

dup Reiveirul M, 'i Turenschi E.)

32

unde absorb seva brut.

Fig.28 Parenchim aerifer

p.a.-par absorbant; rz.-rizodenna; sc.-scoarta; end.-endoderm; c.C.-cordoanele lui Caspary; p.-

periciclu; x-xilem; fl.-floemul

Fig.29 Parenchim de rezerva

Parenchimuri de asimilaie sau clorofila (colenchim) sunt foarte bogate n cloroplaste,

sunt cele n care prin procesul de fotosintez se realizeaz funcia de sintez a substanelor

organice. Se gsesc mai ales n frunze, sub epiderma, sub dou forme (Fig.30). parenchim

palisadic: cu celule prismatice, alungite, lipite una lng alta, bogate n cloroplaste, cu axul

longitudinal perpendicular pe epiderm

parenchim lacunos: cu celulele neregulate, cu spatii libere intre ele, cu mai puine

33

cloroplaste, avnd rol secundar n procesul de asimilaie, cu rol n circulaia gazelor i n

transpiraie.

Fig. 30 Parenchimuri de asimilaie: A-palisadic i B-lacunos

Fig.31 Structura Parenchimului asimilator

e.s. epiderma superioara; p tesut palisadic; l tesut lacunos; c.c. celule clorenchimatice; m mezofil; c.s. camera substomatica; s stomata; c.g. celule de garda; x xilem; f floem; c.o. colenchim; e.i. epiderma inferioara

2.4. esuturile de protecie ( de aprare sau de acoperire)

Sunt esuturile localizate la exteriorul organelor plantei, constituind nveliul acestora. Dup

originea i natura celulelor sunt de dou tipuri:

34

primare (provin din activitatea meristemelor primare) i sunt reprezentate de epiderma,

rizorerma i formaiunile sale;

secundare (provin din activitatea meristemelor secundare) i sunt reprezentate de suber.

a) Epiderma Este esutul ce acoper organele aeriene tinere ale plantelor, format din celule vii,

poliedrice strns unite intre ele.

Fig.32 Epiderma la diferite plante

A-la frunza de Dianthus; B-la tulpina de Cactus; C- epiderma stratificata la Nerium.

Fig. 33 Epiderma, stomate si peri

Perii sau trichomii se afl n epiderm, lund natere prin alungirea pereilor externi. Ei pot fi

protectori, secretori, agtori, senzitivi, unicelulari sau pluricelulari, simplii sau ramificai, stelai,

vii sau mori (Fig.33).Perii au un rol foarte important n taxonomie, la determinarea unor specii, dar

totodat rol de protecie a plantelor contra insolaiei puternice, a transpiraiei, a gerurilor i atacul

animalelor. Unii peri servesc la diseminarea fructelor i seminelor (exemplu la salcie, plop). De

35

exemplu peri unicelulari, cu rol protector contra animalelor, se ntlnesc la urzic Urtica dioica.Peri

unicelulari, dar mori, se ntlnesc pe smna de bumbac Gossypium hirsutum.La traista

ciobanului Capsella bursa-pastoris, perii sunt unicelulari i stelai.

Perii pluricelulari sunt de asemenea diferii. Ei pot fi simplii la cartof Solanum tuberosum sau

ramificai (stelai) la salcia mirositoare Elaeagnus angustifolia.

Fig. 34 Exoderma

Exoderma este prezent la rdcin, sub rizoderm, fiind format din 2D4 rnduri de celule

impregnate cu suberin. Are rol de protecie dup distrugerea periorilor absorbani, n zona aspr a

rdcinii, n care are loc exfolierea rdcinii (Fig. 34).

Caliptra este un esut care protejeaz vrful rdcinii, are form de degetar, este

parenchimatic, se distruge la exterior prin frecare cu solul i se reface la interior din caliptrogen.

La unele plante acvatice, vrful rdcinii nu se mai distruge i nu se reface, deoarece este

protejat de rizomitr.

Celulele epidermice plopiu-zise sunt n general tabulare, heterosimetrice, strns unite unele de

altele. Pereii externi sunt bombai ngropai, pereii laterali sunt subiri plani la plantele acvatice,

subiri ondulai la plantele aeriene. Pereii exteriori, mai ngropai pot fi acoperii de o cuticula din

ceara, substane minerale, etc, modificri care asigura o mai bun izolare protecie a esuturilor

interne (Fig 35). Celulele nu au cloroplaste (conin cloroplaste numai la plantele de umbra, ferigi,

plante acvatice), au o vacuola mare leucoplaste.

Formaiunile anexe ale epidermei sunt: stomatele, perii, hidatodele, buzunarele secretoare,

emergentele. Stomatele (Fig.35) se gsesc n epiderma sub forma unor deschideri ce permit legtura

intre esuturile interne atmosfera, nlesnind schimbul de gaze eliminarea apei Complexul somatic

este alctuit din celule somatice, sau de nchidere (cu coninutul bogat n cloroplaste), n numr de

36

doua sau mai multe, care las o deschidere reniforma intre ele, osteola, care se poate nchide sau

deschide dup nevoile plantei. Osteola este nconjurat de celulele anexe, care se formeaz fie din

celulele epidermice vecine cu celulele mame ale stomatelor, fie din aceleai celule mame cu cele ale

stomatelor. Sub celulele stomatice se afla un spaiu mare plin cu aer, numit camera substomatic,

care este n legtur cu sistemul de lacune al organului plantei, prin care se asigura un sistem de

aerisire.

Fig. 35 Stomata vedere de sus i n seciune14c.-cuticula; m.-membrana celulozic

Deschiderea ostiolei se datorete turgescentei (saturaiei) n apa a celulelor staomatice.

Acestea au pereii dinspre ostiola ngropai, pe cnd cei opui rmn subiri. Din aceasta cauza,

celulele n turgescenta se umfla n afara i se curbeaz spre ostiola, care se deschide. La pierderea

apei ostiola se nchide. Perii (Fig.36) sunt formaiuni ale celulelor epidermice ce iau natere prin

creterea i alungirea membranei externe.

Fig. 36 Peri epidermici

A-unicelulari: 1-simpli, 2 ramificati, 3-stelati, 4-incarligati; B-pluricelulari: 1-uniseriali,

2ramificati, 3-masivi (dupei Reiveirul M, 'i Turenschi E.)

14

dup Reiveirul M, Turenschi E

37

Cnd sunt mai puin proemineni se numesc papile. Perii mori sunt plini cu aer i au un

aspect cenuiu, alburiu (aspect tometos). De exemplu la seminele de plop, salcie, servesc la

plutirea n aer. Dintre funciile perilor (protectori, agtori, absorbani, senzitivi, secretori) mai

importante este cea de aprare contra aciunilor directe ale radiaiilor solare, care ar provoca

transpiraia prea intensa i ar vatam cloroplastele. Dintre funciile perilor (protectori, agtori,

absorbani, senzitivi, secretori) una importanta este cea de aprare contra aciunilor directe ale

radiaiilor solare, care ar provoca transpiraia prea intensa i ar vatam cloroplastele.

Emergentele sunt alte formaiuni epidermice la formarea crora participa i celulele

subepidermice, de exemplu spinii la mace, mur, perii de la plantele parazite.

Epiderma este cel mai important esut primar protector al plantelor mpotriva diferiilor

factori de mediu. Rolul protector este posibil datorita dispoziiei longitudinale a microfibrilelor

n pereii tangeniali externi i orientrii transversale a acestora n pereii radiali, ngroprii

pereilor externi, prezentei canaliculelor ce dirijeaz transpiraia, caracterului meristematic al

epidermei (formarea calusului n cazul rnirii plantei), etc. Rizoderma este esutul de aprare al

rdcinilor tinere format dintr-un singur strat de celule vii, bogate n citoplasma, cu membranele

subiri permeabile la apa. Rizoderma este prezenta la rdcinile tinere la periorii absorbani, la

rdcinile mai groase rolul de aprare este preluat de primele straturi de celule ale scoarei care

alctuiesc exodermul sau cutisul.

Suberul este un esut caracterizat prin impregnarea membranei celulare cu suberina. esutul

suberos consta din celule moarte lipsite de spatii intercelulare, cu membranele subiri sau ngropate,

posednd nsuirea de a fi elastic, flexibil, ru conductor de cldur puin permeabil pentru apa

gaze. Suberul acoper organele care au o existenta de mai muli ani care ierneaz. Celulele

suberului sunt pline cu taninuri, aer. La plantele perene se acoper cu suber tulpinile,rdcinile,

ramurile, rizomii, tuberculii. La arbori suberul este este foarte gros (de exemplu pluta), el se

formeaz la toi arborii la cderea frunzelor lor. Dup originea lui suberul este de doua feluri: suber

primar - provine din impregnarea cu suberina a membranelor celulare se ntlnete la rdcina,

unde exodermul endodermul din scoara sunt suberificate; suber secundar n locul

esuturilor de aprare primare (epiderma, rizoderma, exoderma) care se exfoliaz cad, se

formeaz datorita activitii meristemului secundar numit felogen. Prin diviziunea celulelor din

felogen rezulta spre exterior un esut cu celulele gras unite intre ele ale cror membrane la nceput

celulozice se ingroa0 treptat prin depuneri de suberina, devin impermeabile ca urmare mor. Astfel se

38

formeaz suberul secundar care se formeaz nu numai la tulpini rdcini ci la fructe (mere, rodii),

tuberculi (cartof Fig.37), sau suber de cicatrizare

Fig. 37 Suber la tuberculul de cartof

Deoarece suberul este impermeabil nu permite schimburile de gaze dintre atmosfera

esuturile interne, pentru aceasta existnd formaiuni secundare numite lenticele care apar n

dreptul stomatelor din fosta epiderm sunt alctuite din celule rotunjite, libere cu spaii ntre ele

(Fig.38), Macroscopic aceste formaiuni apar pe scoara plantelor lemnoase sub form de ridicturi

lenticulare, circulare sau ovale.

Fig.38 Structura unei lenticele din tulpina de soc.

ep.-epiderma.; 1-lenticeld; sub.-suber; fg.-felogen; fd.-felodennul; B- modul de funcionare al

felogenului15

In situaia n care suberul ar nconjura tulpina complet, schimburile dintre esuturile vii

ale tulpinii cu mediul exterior ar fi imposibile. Pentru a se realiza acest schimb, pe ramurile

tinere ale arborilor, dar i pe fructe, apar formaiuni numite lenticele. Lenticelele au aspect 15

Dup Reiveirul M, 'i Turenschi E.)

39

lenticular i se formeaz n dreptul fostelor stomate, n care felogenul produce spre exterior

un esut afnat, format din celule sferice, cu spaii intercelulare, care rupe epiderma,

favoriznd schimbul de gaze (Fig.39)

Fig. 39 Laticele, structura unei laticele

2.5. esuturile conductoare

Sunt esuturi ce conin celule alungite, n form de tuburi aezate n continuare, cap la cap,

astfel nct n ansamblu alctuiesc nite conducte sau vase conductoare, care dupa structura i

natura funciilor for se mpart n: vase lemnoase prin care circul seva brut;vase liberiene prin

care circula seva elaborat.

Vasele lemnoase sunt formate din celule moarte la maturitate, articulate prin capetele

for una de alta, alungite, tubuliforme, cu pereii transversali lichefiai sau subiai, iar peretii laterali

ngropai spre interior cu lignina astfel nct lichidele circula cu mare viteza. Prin vasele lemnoase

circula apa i srurile minerale n sens ascendent, de la rdcina spre frunze, de la tulpina spre ramuri.

Dup forma i dimensiuni vasele lemnoase se mpart n doua categorii:

trahei - sau vase perfecte sau vase deschise sunt cele la care peretele transversal ce

delimiteaz celulele unui tub a disprut, astfel ca seva brut circula cu mare rapiditate. Pot avea

lungimi de pan 1a l0 cm i diametre de 10-70 microni; (Fig.40)

traheide - sau vase imperfecte sau vase nchise (Fig.41) sunt cele la care peretele

40

transversal este prezent, capetele celulelor fiind ascuite sau oblice, prin ele circulaia sevei se face mai

ncet, prin difuzia de la o celul la alta.

Fig. 40 Trahee Fig.41 Traheida scalarifonn 1 vase spiralate; 2 vase inelate

3 vase reticulate; 4 vase punctiforme

Caracteristica comun a vaselor lemnoase perfecte i imperfecte este prezena la interior a

ngrorilor cu lignin, care dup forma lor dau natere la urmtoarele tipuri de vase: inelate, spiralate,

reticulate, scalariforme, etc. Vasele inelate i spiralate iau natere n organele tinere i au proprietatea

de contribui la creterea n lungime a organelor plantei. n schimb, vasele scalariforme prezint

ngrori transversale i nu mai dau voie plantei sa creasc n lungime, ele apar n organele n care

creterea a ncetat (Fig.42).

Fig.42 Tipuri de vase lemnoase

A-inelat; B1, B2- spiralate; C-reticulat; D punctat. 16

Traheile sunt asociate cu celule vii de forma prismatic, cu pereii puin ngroai, care

alctuiesc parenchimul lemnos,cu fibre lemnoase .

16

Dup Reiveirul M, Turenschi E.)

41

Traheile sunt reprezentate de celule prozenchimatice moarte, lungi, cu pereii lignificai, cu rol

mecanic. Aceast formaiune dac este alctuit din vase lemnoase se numete parenchim lemnos

iar dac este alctuit din fibre lemnoase se numete fascicul lemnos sau xylem

Vasele liberiene sau tuburile ciuruite sunt formate din celule prozenchimatice vii,

celulozice, aezate cap la cap, care nu prezint ngrori de lignin. Prin vasele liberiene circul n

sens descendent seva elaborat, de la frunze spre punctele de cretere, la semine i fructe i spre

locurile de depozitare. Forma celulelor din vasele liberiene este cilindric sau prismatic alungit

alctuind tuburi lungi (Fig. 43),. .

Fig.43 esut conducator liberian17

A sectiune longitudinala printr-un vas liberian; p.c.-place ciuruita, v.p1.-continutul vasului

Liberian plasmolizat, c.a.-celule anexe. B, C place ciuruita D, E plci la via de vie

Celulele vaselor liberiene sunt vii, conin un strat subire de citoplasm aezat pe lng pereii

laterali, celulozici sau puin ngroai, fiind ntr-o micare vizibil. Prin centrul tuburilor ciuruite

circul n decursul perioadei vegetative, un lichid vscos format din materii proteice, amidon,

dextrine i grsimi Acest suc, ce conine produsele procesului de asimilaie clorofilian realizat la

nivelul cloroplastelor se numete seva elaborat.

17

dup Reiveirul M, Turenschi E

42

Fig.44 Placa ciuruit multipl la via de-vie vzut lateral din fa

La vasele liberiene, pereii transversali ai celulelor ce formeaz tuburile se pstreaz, dar sunt

strbtui de numeroase perforaii, astfel nct au forma unor plci ciuruite (figura nr. 2.15),de unde

le vine i numele de tuburi ciuruite. Toamna, cnd temperatura scade, plcile ciuruite se acoper cu o

plac numit calus, i circulaia sevei elaborate se oprete. Primvara caloza se resoarbe i circulaia

se reia. Vasele liberiene posed proprietatea de a secreta latexuri. Aceste tuburi, formate din celule

cu funcia special de a produce latex, se numesc laticifere. Latexul se prezint sub forma unui lichid

lptos, galben, rou, etc, care conine sub form de emulsie grsimi, cauciuc, rini, gume, fiind o

materie prim de foarte mare importan pentru practic, ca de exemplu: cauciucul, o hidrocarbur ce

se gsete sub form de corpusculi mici, de form globuloas i gutaperca ce are acelai coninut ca

i cauciucul, dar are unele proprieti mai importante, i anume rezistena la curentul electric i la

aciunea apei srate. Vasele liberiene sunt nsoite n general de celule anexe, celule vii bogate n

citoplasma, care comunic prin plasmodesme cu tuburile ciuruite, de parenchimul liberian, care are

adeseori rol de depozitare a substanelor de rezerva i de fibrele liberiene, care formeaz un esut

mecanic cu rol de susinere. Aceast formaiune alctuit din vase liberiene, celule anexe, parenchim

liberian i fibre liberiene se numete fascicul liberian sau floem.

Fig. 45 Fascicule conductoare simple Fig. 46 Fascicul bicolateral

43

Fasciculele conductoare. Vasele conductoare, att lemnoase cat i liberiene, nu se

afla izolate n organele plantelor ci sunt grupate mpreun i cu alte esuturi alctuind fascicule

conductoare, care pot fi simple i mixte. Fasciculele simple sunt fie liberiene, fie lemnoase.

Fasciculele mixte, se mai numesc i fascicule libero-lemnoase sunt formate att din vase

lemnoase cat i din vase liberiene a cror dispoziie poate fi diferita (colaterale, concentrice)

Fig. 47 Fascicul colateral nchis Fig. 48 Fascicul colateral deschis

Fasciculele bicolaterale prezint pe lng esutul liberian extern i un esut liberian intern, ntre

care se afl lemnul, cum ar fi la Cucurbitaceae, Scrophulariaceae (Fig 48). Fasciculele concentrice pot

fi: hadrocentrice, cu esutul lemnos nconjurat de esut liberian, ntlnit la ferigi i leptocentrice, cu

esut liberian nconjurat de cel lemnos, cum ar fi la lcrmioare Convallaria majalis. Fascicul

colateral deschis n tulpin.

2.6.esuturile de susinere (mecanice)

esuturile mecanice au rolul de susinere a plantelor, de aprare mpotriva aciunii unor factori

de mediu precum gravitaia, vntul, ploaia, zpada, care exercit asupra plantelor fore de presiune,

de doborre, de distrugere. Plantele erbacee, care nu au esuturi mecanice foarte dezvoltate, se

protejeaz mpotriva acestor fore prin turgescena celulelor i prin fasciculele conductoare. La

pierderea prin transpiraie a unor mari cantiti de ap, ele se ncovoaie spre pmnt. Plantele

lemnoase posed n schimb esuturi mecanice bine dezvoltate, care n totalitatea lor alctuiesc

steromul plantei. Steromul este alctuit din celule prozenchimatice vii sau moarte, cu membranele

ngroate sau lignificate, cu capetele ascuite, strns unite ntre ele. Steromul unei plante se prezint

sub urmtoarele forme:

44

- fibrele lemnoase;

- fibrele liberiene;

- colenchim;

- sclerenchim.

Fibrele lemnoase se prezint sub forma unor celule prozenchimatice moarte, lungi, cu pereii

lignificai care, alturi de vasele lemnoase parenchimul lemnos alctuiesc fascicolul lemnos sau

xilemul. Fibrele liberiene se prezint sub forma unor celule prozenchimatice, ascuite, cu

membrana foarte ngroat care, mpreun cu vasele liberiene, parenchimul liberian i celulele anexe

alctuiesc fasciculul liberian sau floemul.

Colenchimul este un esut viu, apare n organele tinere care nc nu si-au terminat

creterea. Celulele colenchimului sunt capabile de cretere. Colenchimul este localizat n zonele

periferice, subepidermice, unde ptrunde lumina, n organele plantelor tinere dar i n tulpinile

frunzelor plantelor ierboase mature. Adeseori conine clorofil i pe lng funcia de susinere poate

participa la asimilaie. Este un esut flexibil dar puin elastic, asigurnd plantelor flexibilitatea

necesar ndoirii i revenirii la poziia iniial. Celule colenchimului au membranele puternic inegal

ngropate cu celuloza protopectin. Dup modul de dispunere a ngrorilor colenchimul este de mai

multe tipuri (figura nr.2.16.):

- colenchim unghiular - ngrorile sunt dispuse n colurile celulei;

- colenchim tangenial - ngrorile sunt dispuse de-a lungul pereilor tangeniali ai celulei.

A B

Fig. 49 Colenchimul i sclerenchimul Fig.50 Colenchim18

n tulpina de dovleac.

epd. epiderma; col.u. colenchim unghiular; A Tangenial p.c. parenchim cortical; end endoderma; a amidon; B sectiune longitudinal prin per. periciclu (sclerenchim); p.f. parenchim fundamental; colenchimul unghiular

18

Dup Reiveirul M, Turenschi E.)

45

Scerenchimul este un esut mort, cu celulele alungite, cu membranele puternic i

uniform ngropate, lumenul redus i lipsite de coninut celular. Este un esut flexibil elestic prezent

n tecile de aprare a vaselor conductoare secundare, n periciclul tulpinilor, n pulpa i smburii

fructelor.

Sclerenchimul se prezint sub doua forme (figura nr.2.17):

sclerenchim scleros - format din celule parenchimatice (izodiametrice) cu pereii foarte

lignificai strbtute de canalicule fine (scleride). Este prezent la fructele de pr, gutui, n

tegumentul seminal la fasole.

sclerenchim fibros - format din celule prozenchimatice (hetrodiametrice) cu lumenul redus.

Este prezent la cereale, plante furajere.

A B

Fig.51 . Sclerenchim A) scleros B) fibros

Fig .52 Schelem fibros i Scheleride (fazele ngroprii peretelui celular)

2.7. esuturile secretoare

n diferite organe ale plantelor se ntlnesc unele esuturi sau celule izolate care, n urma

procesului de metabolism, elaboreaz o serie de substane cu aciune biochimic important

sub form de uleiuri volatile, rini, balsamuri, gume, mucilagii, alcaloizi, taninuri, nectar, etc.

46

Dup locul de depunere a produilor de excreie esuturile secretoare sunt de trei tipuri:

cu secreie extern;

cu secreie intercelular;

cu secreie intracelur.

a) esuturile cu secreie extern se prezint sub urmtoarele forme:

papile secretoare - celule epidermice n forma de con pe petalele florilor (pansele,

trandafiri, etc);

peri secretori - formaiuni ale frunzelor i tulpinilor (mucat, ciuboica cucului,

rosmarin) (Fig.55);

solzi glandulari produc de exemplu la menta mentholul, la hamei lupulina,

la plante carnivore fermeni proteolitici ce hidrolizeaza carnea insectelor;(Fig. 53)

Fig. 53. Solz secretor

1 celula secretoare;2 cuticula

glande nectarifere - specializate n producerea nectarului, se gsesc n floare sau n

afara florii avnd poziii foarte diferite (Fig. 55)

b) esuturi cu secreie intercelular se formeaz n parenchimuri i sunt de urmtoarele

tipuri:

buzunare secretoare la citrice (Fig. 54);

Fig. 54 Buzunar secretor

47

canale secretoare - formate din celule secretoare dispuse n jurul unui spaiu colector

de forma cilindric, se gsesc la de conifere.

c) esuturi cu secreie intracelular

laticiferele - se prezint sub forma unor celule mari care secret latex, de exemplu la

rostopasc, laptele cucului.

Importana practic a esuturilor secretoare este foarte mare, att n diferite ramuri industriale,

ct i n medicin, farmacie.

1. 2. 3.

Fig.55 Celule i esuturi secretoare:

1.pr glandular: c.s-celul secretoare, sec.-produs de secreie, cut-cuticul

2.buzunar secretor

3.glande nectarifere: A-la mustar, B-la piciorul cocosului, C-la vita-devie, D-la jugastru;

g.n.- glande nectarifere, d.n.- disc nectarifer

1.3 Organografia sau studiul organelor vegetale

Organografia este tiina care se ocup cu studiul formei organelor plantelor, cu structura lor

anatomic cu stabilirea regulilor generale privind simetria i dispoziia organelor pe ax, precum

i cu dezvoltarea lor filogenetic i ontogenetic. Organele plantelor superioare sunt grupate dup

funciile pe care le ndeplinesc n dou mari grupe:

organe vegetative - responsabile de nutriia i creterea plantelor, reprezentate de rdcin

tulpin i frunze;

organe reproductive - responsabile de perpetuarea speciei, reprezentate de floare, fruct,smn.

Organele plantelor prezint o serie de trsturi generale precum:

Polaritatea organelor care reprezint caracterul general i se manifest prin diferenierea

morfologic i funcional a extremitilor opuse. De exemplu, la un fragment de ramur totdeauna la

48

partea bazal se formeaz rdcini adventive, iar la partea superioar (apical) se vor forma frunzele.

Simetria organelor reprezint nsuirea unui organ de a putea fi mprit prin planuri de

simetrie, n pri asemntoare, simetrice. Dup numrul planurilor de simetrie exist mai multe tipuri de

simetie i anume:

simetrie radiara, proprie organelor cilindrice (radacina, tulpina) care pot fi mparite n doua jumati

simetrice printr-un numr foarte mare de planuri care trec prin axa organului;

simetrie bilateral caracterizeaz organele ce se pot mparti n doua jumatai simetrice numai prin

doua planuri de simetrie perpendiculare unul pe altul;

organe monosimetrice sunt acelea care au un singur plan de simetrie, cum sunt frunzele, la cele mai

multe plante;

organe asimetrice, lipsite de simetrie, cum sunt unele frunze i flori.

Orientarea n spaiu. Dup orientarea n spaiu exist doua tipuri de organe:

ortotrope - orientate vertical fa de pmnt.

plagiotrope -orientate paralel sau cu un anumit unghi fats de pamant.

Creterea. Dup zona n care are loc creterea poate fi:

terminal - la tulpin;

subterminal - la rdcin.

Regenerarea este o nsuire caracteristic tuturor organelor prin care, pornind de la buci

de rdcina, frunze, poriuni de esuturi sau chiar pornind de la celule izolate se poate regenera o

plant. Acest fenomen se bazeaz pe totipotena celulelor.

Ramificarea este nsuirea legat de cretere i poate fi de urmatoarele tipuri: dicotomic -

se realizeaz la vrful plantei i determin o cretere continu n lungime a plantei; lateral, care

poate fi de doua feluri: monopodiala - se caracterizeaz prin aceea ca axul principal are o cretere

importanta spre vrf, iar lateral se formeaz ramificaii mai subiri ( de ex. la conifere);simpodial

- se caracterizeaz prin aceea ca axul principal i nceteaz la un moment dat creterea, care se

realizeaz prin ramificaiile laterale care devin foarte puternice (de ex. la mr, pr).

Metamorfozarea reprezint nsuirea unui organ de a putea substitui total sau parial

funciile altui organ. De exemplu, tulpina i rdcina pot nlocui sau completa frunzele n procesul

de fotosintez. Schimbarea funciei duce la schimbarea formei organului respectiv, aceste

schimbri fiind cunoscute sub denumirea de metamorfoze. Exemple de metamorfoze:organe

asimilatoare: tulpinile suculente de cactus; organe tuberizate: - rdcinile la morcov,

49

sfecl;tulpinile aeriene la varz de Bruxele, gulii;tulpinile subpmntene: tuberculi, rizomi, bulbi,

bulbotuberculi.

Organele plantelor care au funcii diferite, nsa au aceiai origine embrionar se numesc

organe omoloage. De exemplu staminele carpelele florilor sunt omoloage cu frunzele obinuite, deii

sunt deosebite ca form i funcii. Organele plantelor care au funcii diferite au de multe ori aceiai form,

nsa nu au aceiai origine embriologic se numesc organe analoage. De exemplu spinii au cam aceiai

form i ndeplinesc aceiai funcie de aprare, nsa ei s-au format fie din frunze modificate, fie din

ramuri modificate, fie din stipele transformate.

Plasticitatea ecologic reprezint nsuirea unui organ de a putea fi modelat de factorii de mediu

n vederea unei mai bone adaptri. De exemplu, la planta acvatic Sagittaria sagittifolia (sgeata apei),

datorit contactului att cu mediul acvatic ct i cu mediul aerian sunt prezente