仮道管：場所、特徴、機能 - 生物学 - 2025

仮導管を溶解した水とミネラル塩を輸送するための導管として細長く、それらの端部ピット細胞、維管束植物、機能にあります。仮道管のペア間のピットとピットの接触領域は、水の通過を可能にします。仮道管の列は、植物を通して連続的な伝導システムを形成します。

仮道管が成熟するにつれて、それらは非常に木質化した細胞壁を有する細胞であり、それがそれらが構造的支持も提供する理由である。維管束植物は、仮導管がその一部である木部を所有しているため、含水量を制御する大きな能力を持っています。

出典：phil.nat Thomas Geier博士、Fachgebiet Botanik der Forschungsanstalt Geisenheim博士。

工場の場所

植物には、3つの基本的なタイプの組織があります。実質化されていない細胞のある実質、薄片化されていない細胞膜のある実質。細長い支持細胞を持ち、不規則に厚くなった細胞壁を伴う結膜; そして、木質化した細胞壁支持細胞を伴う強膜は、成熟時に生きている成分を欠いている。

強膜は機械的で、強膜（石の細胞）と木質繊維であるか、伝導性であり、仮導管（穴のない、すべての維管束植物に存在する）と伝導性の血管（両端に穿孔があり、主に被子植物に存在する）があります。気管と伝導血管の要素は死んだ細胞です。

植物には2種類の伝導性組織があります。木部は、土壌から水とミネラル塩を運びます。師部は、光合成によって生成された糖を分配します。

木部と師部は植物の皮質で平行な維管束を形成します。木部は実質、木質繊維、および伝導性強膜で構成されています。師部は生きている血管細胞で構成されています。

一部の樹木では、春に形成される仮導管が夏に形成される仮導管よりも広いため、年輪が区別されます。

特徴

ニワトコの植物（Sambucus sp。）の断面図。木部の血管と気管。撮影および編集元：バークシャーコミュニティカレッジバイオサイエンスイメージライブラリ。

1863年にカールサニオによって造られた「気管」という用語は、気管を連想させる形状を指します。

シダ、ソテツ、針葉樹では、仮導管は1〜7 mmです。被子植物では、1〜2 mm以下です。対照的に、被子植物に特有の（多数の導電性容器要素で構成される）導電性容器は、長さが1,000 mmに近い場合があります。

気管細胞には、一次および二次細胞壁があります。二次壁は、一次壁が形成された後に分泌されます。したがって、最初のものは2番目のものに対して内部です。

一次細胞壁のセルロース繊維はランダムに配向していますが、二次細胞壁の繊維はらせん状に配向しています。したがって、前者は細胞が成長するにつれて、より簡単に伸びることができます。つまり、2番目はより厳密です。

仮道管の木質細胞壁は、鱗状、環状、らせん状（またはらせん状）、網状、または糸状の突起を持っています。この特性により、顕微鏡観察によって種を識別することができます。

不透過性の材料であるリグニン壁は、仮道管と伝導性血管が水分を失うことや、空気の侵入によって引き起こされる塞栓症に苦しむことを防ぎます。

輸送機能

いわゆる「凝集理論」は、木部における溶液中の水および塩の上方への移動について最も受け入れられている説明です。この理論によれば、葉面の蒸散による水の損失は、根から枝に至る液柱に張力を生じ、仮道管と伝導性の血管を横切るでしょう。

蒸散による水の損失は、植物の上部の圧力を低下させる傾向があり、根によって土壌から取られた水が木部チャネルを通って上昇する原因となります。このようにして、発汗した水は継続的に交換されます。

これらすべては、水を上昇させるのに十分な張力を必要とし、液柱の凝集力がこの張力を支えるために必要です。高さ100 mの木の場合、20 barの総凝集力には、0.2 bar / mの圧力勾配が必要です。実験的な証拠は、これらの条件が自然に満たされていることを示しています。

気管は、導電性容器の要素よりもはるかに大きい内部表面対体積比を持っています。このため、発汗の有無にかかわらず、重力に逆らって植物の水分を粘着力で保護します。

機械的機能

仮道管の木質化は、木部の負の静水圧による内破を防ぎます。

この木化はまた、仮道管が木材の構造的支持のほとんどを提供する原因となります。植物のサイズが大きいほど、構造的支持の必要性が高くなります。このため、大規模な植物では、仮道管の直径が大きくなる傾向があります。

仮道管の硬さは、植物が直立した地上の習慣を獲得することを可能にしました。これは木や森の出現につながりました。

大きな植物では、仮導管は二重の機能を持っています。1つ目は、水を葉に運ぶことです（小さな植物など）。2つ目は、葉の構造を強化して、重力の作用に抵抗することです。たとえ、強化によって木部の水力効率が低下したとしてもです。

強風や降雪にさらされる環境、および特定のプラントアーキテクチャでは、枝の耐破壊性を高める必要があります。仮道管による木材の木質化の増加は、これらの植物の木質部分の寿命を延ばすことができます。

進化

木化によって引き起こされるこれらの血管細胞の硬さは化石としてのそれらの保存を支持するため、4億年以上にわたる仮導管の進化過程は十分に文書化されています。

陸生植物相が地質時代に進化するにつれて、仮道管は2つの適応傾向を経験しました。最初に、彼らは水と栄養素の輸送の効率を高めるために導電性の容器を生み出しました。第二に、それらはより大きな植物に構造的支持を与えるために繊維に変換されました。

指揮する血管の要素は、個体発生の終わりに彼らの特徴的な穿孔を獲得します。それらの開発の初期段階では、それらは仮導管に似ており、そこから進化した。

生きているおよび化石の裸子植物、および原始的な双子葉植物（モクレン目）では、仮道管には鱗状の縁を持つ穴があります。より高度な植物群への進化の間に、鱗状の縁を持つ仮導管が円形の縁を持つ仮導管を生み出しました。次に、後者は、繊維状繊維を生じさせた。

木部

木部は師部と一緒になって維管束植物の維管束組織系を構成する組織を構成する。このシステムは非常に複雑で、水、ミネラル、食品の伝導に関与しています。

木部は根と植物の残りの部分に水とミネラルを運びますが、師部は光合成の間に葉から植物の残りの部分に作られる栄養素を運びます。

木部は、多くの場合、2種類の細胞で構成されています。最も原始的なものと考えられている仮道管と、血管の要素です。ただし、最も原始的な維管束植物は、木部に仮道管を提示するだけです。

仮道管を通る水の流れ

仮導管が植物の内部に配置される方法は、それらのピットが隣接する仮導管の間に完全に整列し、それらの間のあらゆる方向の流れを可能にするようなものです。

種によっては、穴の端で細胞壁が厚くなり、開口部の直径が小さくなるため、仮道管の結合が強化され、通過できる水とミネラルの量が減少します。これらのタイプのピットはareolateピットと呼ばれます。

被子植物のいくつかの種は、針葉樹と同様に、トーラスと呼ばれる構造の存在など、アリロテピットを通る水の流れを調整できる追加のメカニズムを持っています。

トーラスは、ピットの中央ゾーンのレベルでピットの膜が厚くなることにすぎず、細胞間の水とミネラルの通過を制御するバルブとして機能します。

雄牛がピットの中央にある場合、仮導管間の流れは正常です。しかし、膜がその側面のいずれかに移動すると、トーラスがピットの開口部を塞ぎ、流れを減らしたり、完全に妨げたりします。

ピットの種類

シンプルな

彼らは彼らの端に肥厚を提示しません

孤立した

それらは、仮道管と隣接する仮道管の両方のピットの縁に肥厚を示します。

セミオレラダス

1つのセルのピットのエッジは厚くなりますが、隣接するセルのピットは厚くなりません。

雄牛とアレオラダス

すでに述べたように、針葉樹と一部の被子植物は、水とミネラルの流れを調整するのに役立つ、円形の穴に中心のトーラスを持っています。

ブラインド

最終的に、仮道管の穴は隣接する細胞の穴と一致しません。そのため、この領域では水とミネラルの流れが中断されます。これらのケースでは、ブラインドまたは機能しないピットについて話します。

針葉樹（Pinus sp。）の針葉樹の接線断面。気管および他の構造。撮影および編集元：バークシャーコミュニティカレッジバイオサイエンスイメージライブラリ。

裸子植物で

Gnetophyta門の裸子植物は、他の側面の中で、仮道管と血管または気管で構成される木部を提示することによって特徴付けられますが、残りの裸子植物は伝導要素としてのみ仮道管を持っています。

裸子植物は被子植物よりも長い仮道管を持つ傾向があり、それらはまた、トーラスを持つ孤立型である傾向があります。針葉樹の二次木部の重量と体積の90％以上が仮導管で構成されています。

針葉樹の二次木部における仮道管の形成は、血管形成層から発生します。このプロセスは、4つのフェーズに分けることができます。

細胞分裂

それは有糸分裂であり、核が2つの娘核に分裂した後、最初に形成される構造が一次壁です。

細胞伸長

完全な細胞分裂の後、細胞は長さを伸ばし始めます。このプロセスが完了する前に、細胞の中心から始まり、頂点に向かって増加する二次壁の形成が始まります。

セルロースマトリックスの沈着

セルのセルロースとヘミセルロースのマトリックスは、異なる層に堆積されます。

木化

セルロースとヘミセルロースのマトリックスは、仮道管の成熟段階の最終段階を構成するものにおいて、リグニンと同様の性質を持つ他の物質によって含浸されています。

被子植物で

仮導管はすべての維管束植物の木部に存在しますが、被子植物では、血管または気管の要素として知られる他の構造と機能を共有するため、裸子植物よりも重要ではありません。

被子植物の仮導管は、裸子植物の仮導管よりも短く、薄く、雄牛の穴もありません。

被子植物の気管は、仮導管のように、壁に穴があり、成熟すると死に、プロトプラストを失います。ただし、これらの細胞は、仮道管よりも短く、最大10倍幅があります。

気管は、その頂点でほとんどの細胞壁を失い、隣接する細胞間に穿孔プレートを残し、それによって連続的な導管を形成します。

気管は、気管よりもはるかに速く水とミネラルを運ぶことができます。ただし、これらの構造は、気泡によってブロックされやすくなります。また、冬季には凍傷にかかりやすくなります。

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