Epidermis hos växter: definition, struktur och funktion

Lär dig om växters epidermis: definition, struktur och funktion — skydd, gasutbyte, vattenupptag, kutikula och trichomer i en tydlig och lättillgänglig genomgång.

Växternas överhud består av ett enda cellskikt. Det täcker växternas blad, blommor, rötter och stjälkar. Den skiljer växten från den yttre miljön. Epidermis har mer än en funktion. Den skyddar växten från vattenförlust. Den kontrollerar gasutbytet. Den tillverkar metaboliska föreningar. I rötterna tar den upp vatten och näringsämnen. Vissa delar av en växt kan ha ett annat överdrag som kallas periderm. Potatisen har ett sådant täckande.

Epidermis är det yttre cellskiktet på en växt. Det är också huvuddelen av hudvävnaden i blad, stjälkar, rötter, blommor, frukter och frön. Det är vanligtvis genomskinligt.

Epidermiscellerna kan variera i hur de är uppbyggda och hur de fungerar. De flesta växter har en epidermis som är ett enda celllager tjockt. Vissa växter har dock en epidermis med mer än ett lager. Epidermiscellerna är tätt sammankopplade med varandra. De ger styrka och skydd åt växten. I de delar av växten som är ovan jord innehåller epidermalcellerna cutin och är täckta av en kutikula. Denna kutikula minskar vattenförlusten. Den är ibland täckt med vax. Vaxet ger vissa växter en vitaktig eller blåaktig ytfärg. Det skyddar också växten från solljus och vind.

Epidermis har mer än en celltyp. Den kan bestå av epidermalceller, vakter, understödsceller och epidermala hårstrån (trikomer). Det finns fler epidermala celler än de andra typerna.

Trichomer (eller hår) växer ut från epidermis i många växter.

Struktur och celltyper

Epidermis består främst av följande celltyper:

• Epidermalceller – platta, tätt liggande celler som ofta saknar kloroplaster och bildar ett kontinuerligt skyddsskikt. Deras yttre cellvägg är ofta förtjockad och täckt av kutikula.
• Vakter (vakstceller/guardiaceller) – specialiserade par av celler som omger stomata. Dessa innehåller kloroplaster och reglerar klyvöppningarnas öppningsgrad genom förändring i turgor.
• Understödsceller – celler som ligger nära vakter och ingår i stomatala komplex; de kan ha olika former beroende på art.
• Trikomer (epidermala hår) – kan vara enkla eller grenade, icke-glandulära eller glandulära. De skyddar mot uttorkning, reflekterar ljus, minskar vindpåverkan och kan avge ämnen som försvarar mot insekter.
• Specialceller – idioblaster som innehåller kristaller (t.ex. kalciumoxalat), vaxproducerande celler eller sekretoriska celler som bildar eteriska oljor och andra ämnen.

Funktioner

Överhudens huvudfunktioner är:

• Skydd mot mekanisk skada, pathogenangrepp och UV-strålning. Kutikulan och vaxlagret utgör en fysisk barriär.
• Reglering av vattenförlust – kutikulan minskar diffusion av vatten; stomata reglerar transpiration.
• Gasutbyte – stomata möjliggör in- och utflöde av CO2, O2 och vattenånga.
• Upptag – i rötter saknas ofta kutikula och epidermis bildar rothår som ökar upptagningsytan för vatten och lösta näringsämnen.
• Syntes och utsöndring – epidermis kan producera sekundära metaboliter (t.ex. aromatiska oljor, glykosider) och utsöndra vaxer eller hartser.
• Temperatur- och ljusreglering – reflekterande trikomer och vaxer kan sänka bladtemperatur och skydda mot överexponering.

Stomata och deras reglering

Stomata är öppningar i epidermis som består av två vakter. Öppningsgraden påverkas av ljus (särskilt blått ljus), koldioxidkoncentration i bladet, vattenstatus och hormonet abscisinsyra (ABA) som signalerar vattenstress. Olika växtgrupper har olika stomatala mönster och stomatala komplex (t.ex. paracytiska, anisocytiska, diacytiska), vilket också används i systematik och identifiering.

Anpassningar

Epidermis anpassas efter växters livsmiljö:

• Torra miljöer (xerofyter): tjock kutikula, mångtrådiga trikomer, nedsänkta stomata för att minska transpiration.
• Fuktiga miljöer (hydrofytiska blad): tunn eller obefintlig kutikula, stomata ofta endast på översidan hos flytande blad.
• Gräs och sävarter: ofta specialiserade epidermisceller med silica-korn (opaler) som ger mekaniskt skydd.

Utveckling och sekundärt skydd

Epidermis härstammar embryologiskt från protoderm, det yttre meristemet i det växande skottet eller roten. Vid sekundär tillväxt (träbildning) ersätts epidermis ofta av periderm (kork), som fungerar som ett tjockare, flerskiktigt skydd. Exemplet med potatisen visar hur ökade skyddsbehov i vissa organ ger periderm istället för epidermis.

Epidermis i forskning och praktisk betydelse

Epidermisstudier är viktiga inom fysiologi, växtförädling och växtskydd. Kännedom om kutikulas egenskaper och stomatabeteende är central för att förstå växters vattenanvändning och tolerans mot torka. Trikomer och sekretoriska epidermala celler är också källor till många kommersiellt viktiga ämnen (doft- och läkemedelssubstanser), och epidermisegenskaper påverkar hanteringen och lagringen av frukt och grödor.

Sammanfattning

Epidermis är ett tunt men funktionellt mångsidigt ytskikt som skyddar växten mot yttre påfrestningar, kontrollerar gas- och vattenutbyte, möjliggör upptag i rötter och deltar i försvar genom mekaniska och kemiska barriärer. Variationer i celltyper och ytstrukturer anpassar växter till mycket olika miljöer.

Frågor och svar

F: Vad är epidermis hos växter?

F: Vilka funktioner har epidermis?

F: Finns det några växtdelar som har ett annat täckmaterial än epidermis?

F: Hur många lager tjockt är de flesta epidermala vävnader?

F: Vad gör cutin för växtens epidermisceller?

Sök med bokstav