Biológia | Középiskola » dr. Bognár János - A növénysejtek kristályvilága

A növénysejtek kristályvilága A sejtek életében különböző anyagcseretermékek keletkeznek és halmozódnak fel. A létrejött termékeket a sejtek átmenetileg, vagy véglegesen elkülönítik: kiválasztják, vagy raktározzák. A kiválasztott anyagok vagy a környezetbe jutnak, vagy a növényben maradnak. A kiválasztásnak nincs elkülönült szerve a növényvilágban, a folyamat a kiválasztó alapszövethez tartozó sejtek, sejtcsoportok segítségével történik melyek a testben szétszórtan helyezkednek el. A szervezetben felhalmozódó anyagcseretermékeket összefoglaló néven gyakran zárványoknak nevezzük. A kifejezés arra utal, hogy ezek az anyagcsere produktumok az már nem vesznek részt az aktív anyagcserében mintegy ki vannak zárva belőle. Kémiai szempontból a zárványok nagyon különböző vegyületek lehetnek. A zárványok között gyakoriak a szilárd halmazállapotú rendezett szerkezetű különböző vegyületekből felépülő

kristályképződmények, melyek különböző szervek sejtjeiben gyakran a fajokra jellemző formában és módon válnak ki. A citoplazma egyes részeiben, a vakuolumokban, szétszórtan az alapállományban, a plasztiszokban, sőt a sejtfalban is egyes anyagok, így pl. a fehérjék/ aleuron/, más szerves anyagok/inulin, karotin,fitin stb/ valamint főleg szerves és szervetlen savak sói kristályosodhatnak. Alaktani szempontból lehetnek egyedülálló nagyobb kristályok, máskor tömegesen kialakult kisebb kristályszemcsék/ún, kristályhomok/, és lehetnek kristálycsoportok/rozetta, rafid/. Gyakori eset, hogy egyes nagyobb kristályok szinte az egész sejtet kitöltik. Az ilyen alakjukban és nagyságukban a többi szomszédos sejttől eltérő sejteket idioblasztoknak nevezzük. Anyagukat tekintve leggyakrabban kalcium oxalátból /sóskasavas mészből / állnak, de lehetnek egyéb oxalátok is. Ritkábban ugyan a kalcium egyéb sói is előfordulhatnak / /pl gipsz,

kalcium-foszfát/. Néhány növénycsoportban/ Moraceae-eprfafélék, Cannabaceae-kenderfélék, Ulmaceae-szilfafélék/ igen jellemző a kalciumkarbonát aragonit típusú kristályfürtje a cisztolit. A szerves vegyületek kristályai is megjelenhetnek különböző hasábok,vagy tűkristályok formájában. A gömbölyű, de kristályos szerkezetű szerves zárványok-at szferokristályoknak nevezzük. A kristályokat kémiai felépítésűk és kristályformáik szerint csoportosítjuk. Ime néhány ismert gyakran előforduló típusuk: 1.- Allium cepa hagymájának hártyás, áttetsző buroklevelét vizsgálva tipikus kalcium oxalát hasábkristályokat, ikerkristályokat figyelhetünk meg, melyek híg sósavban pezsgés –széndioxid gázfejlődés- nélkül oldódnak. 2.- Vanilla planifolia levél epidermisz nyúzat sejtjeiben az előbb említett kristályformák mellett helyenként a kálcium oxalát tetragonális bipiramisait is megtaláljuk. 3.- Opuntia kaktusz

kladódiumában egy nagyon gyakori oxalát kristálycsoportot a rozetta kristályokat látjuk, melyek kálcium oxalátból álló buzogányfej-szerű kihegyezett végű karcsú oszlopkristályok. Gyakran széteső képződmények Néhány növénycsaládban/Solanaceae, Cactaceae, Polygonaceae, Gingkoaceae, Tiliaceae/ gyakori, más családokban hiányzik. Gyakran kristálytartó sejtekben válik ki és raktározódik. 4.-A kristályhomok a vakuolumban tömegesen kialakult kisebb kalcium oxalát kristályszemcsék halmaza. Általában a bélszövet/ pl Aucuba japonica/, és a kéreg/ Tilia ág, vagy Hyoscyamus gyökér/ parenchima szöveteinek sejtjeiben jelenik meg és halmozódik, ahol a kristálygócok kialakulásának a feltételei kedvezőek, de a kialakult kristálykezdemények növekedése gátolt. A szemcsék száma a raktározó sejt egyedi élete során változhat: a kristályszemek oldódhatnak és újra képződhetnek. 5.- A kristálykéve-szaknyelven rafid- az

egyszíkűek jellemző oxalát kristályformája Hosszú tűkristályok párhuzamosan kötegbe rendeződve hozzák létre. Gyakran idioblasztban válnak ki, és magányos hosszú vastagabb oszlopkristályokkal/sztiloidok/ társulnak a sejtekben. Az egyszerű szerkezetű oxalát a levelekben a fotoszintézisben korán keletkező glikolsav oxidációjával keletkezik. A glikolsav először enzimatikusan glioxálsavvá alakul Ebből a molekulából a sejtekben gyorsan keletkezhetnek fontos fehérje építő aminosavak: elsősorban glicin, és szerin. Az oxalát kristályokat tartalmazó növénycsoportokban a glioxálsav tovább oxidálódik mérgező oxálsavvá. A toxikus hatású vegyületnek a sejtanyagcseréből történő kivonása úgy valósul meg, hogy a az oxalát a kalciummal vízben rosszul oldódó sót képez és kikristályosodik 6.-A cisztolit, amely pl a szobafikusz (Ficus elastica) levelében levő egyes nagyobb sejtekben a sejtüregbe nyúló csapos vastagodáson

szőlőfürthöz hasonlóan kialakult szénsavas mész-kristályokból/kalciumkarbonát/ álló képződmény. A kristály már híg savakban is széndioxid gázfejlődéssel oldódik. A kiválasztás fogalma a növényekben nehezen definiálható. Általában úgy értelmezzük, hogy lényegében bizonyos anyagok végleges vagy ideiglenes kiküszöbölése, eltávolítása az anyagcseréből. A kiválasztás tehát lehet reverzibilis folyamat is, vagyis a sejt életműködéseiből kikerült anyag újra visszakerülhet az anyagcserébe.A kiválasztás emellett természetesen függ a metabolizmustól/anyagcsere állapottól/ is. Adott anyag feleslegben lehet káros a sejt számára egy bizonyos élettani helyzetben, viszont más körülmények között kifejezetten szüksége van rá a növénynek