Транспорт и распределение тяжелых металлов и поливалентных катионов в высших растениях

Учебные материалы по биологии / Транспорт и распределение тяжелых металлов и поливалентных катионов в высших растениях / Транспорт и распределение тяжелых металлов и поливалентных катионов в высших растениях

Ионы металлов поступают в растение в основном через корневую систему в растворе с водой. Движение воды в корневой волосок или другую клетку начинается с взаимодействия с оболочкой клеток, затем вода может пройти через плазмалемму и транспортироваться из протопласта одной клетки в протопласт другой через плазмодесмы. В этом случае вода движется по симпласту. Однако вода могла бы и не заходить в симпласт, а оставаться в клеточной оболочке и двигаться по ним через ткани корня к центральному цилиндру. Это апопластический путь. Но по апопласту вода может двигаться только до эндодермы (до поясков Каспари). Поэтому путь воды по апопласту тут прекращается. Для дальнейшего передвижения она должна обязательно войти в симпласт.

Необходимость переключения движения воды с апопластного на симпластный путь имеет большое значение, так как процесс движения по живой протоплазме клетка может сама регулировать в отличие от перемещения воды по клеточным стенкам (рис. 6).

По способности к аккумуляции тяжелых металлов выделяют две контрастные группы растений: исключатели, у которых поглощаемые тяжелые металлы задерживаются в корневой системе и практически не поступают в побеги, и гипераккумуляторы, у которых они накапливаются в больших количествах в надземных органах без видимого нарушения метаболизма [5, 7, 8, 9]. Действие тяжелых металлов на рост напрямую зависит от особенностей их тканевого и внутриклеточного распределения, а также от эффективности механизмов детоксикации, которые по-разному могут реализоваться в различных тканях исключателей и аккумуляторов.

Рис. 6 Радиальный транспорт воды

- корневой волосок, 2 - ризодерма, 3 - межклетники, 4 - эндодерма, 5 - перицикл, 6 - протоксилема, 7 - метаксилема, 8 - флоэма, 9 - первичная кора; сплошными стрелками обозначены пути прохода растворов по симпласту, пунктирными-по апопласту [1].

Поэтому решение проблемы специфичности и избирательности токсического действия металлов на рост, а также выяснение клеточных механизмов действия тяжелых металлов на отдельные ростовые процессы требует понимания особенностей их передвижения и распределения по органам и тканям в связи со свойствами их ионов [8, 9].