Meristem – definition och funktion hos växters delande celler
En meristem är en vävnad i växter som består av celler som delar sig. De finns i delar av växten där tillväxt kan ske.
Växtceller som är differentierade kan i allmänhet inte dela sig eller producera celler av en annan typ. Därför är celldelningen i meristemet nödvändig för att få fram nya celler. Detta möjliggör tillväxt av vävnader och nya organ som växten behöver.
Meristematiska celler har samma funktion för växter som stamceller har för djur. De är ofullständigt eller inte alls differentierade och kan fortsätta celldelningen.
Cellerna är små och protoplasman fyller cellen helt och hållet. Vakuolerna är extremt små. Cytoplasman innehåller inte plastider (som kloroplaster, men de finns där i rudimentär form ("proplastider"). Meristematiska celler är tätt packade utan intercellulära håligheter. Cellväggen är en mycket tunn primär cellvägg.
Typer av meristem
Meristem delas vanligen in efter var de finns och vilken funktion de har:
- Apikala meristem (toppmeristem) finns i skottspetsar och rotspetsar och ansvarar för primär tillväxt — förlängning av stam, grenar och rötter.
- Laterala meristem (t.ex. kambium) bidrar till sekundär tillväxt, alltså ökning i tjocklek hos stammar och rötter. Vävnader som vaskulärt kambium och korkkambium är exempel.
- Interkalära meristem finns mellan differentierade vävnader och återfinns ofta i gräs där segment kan förlängas efter att blad har skadats.
Organisation och celltyper
I meristemen finns det ofta ett fåtal odifferentierade "initialceller" (eller stamceller) som delar sig obestämt och ger upphov till avkommaceller som genomgår differentiering. Man talar om en nisch eller ett "stem cell niche" där celler upprätthålls i ett odifferentierat tillstånd. I rotens apikala meristem finns till exempel en quiescent centre (vilande centrum) med låg delningsfrekvens som hjälper till att bevara nischens stabilitet.
Funktion och biologisk betydelse
Meristemets huvudfunktion är att producera nya celler för tillväxt och förnyelse. Detta möjliggör:
- Bildning av nya organ, som blad, blommor och rötter.
- Reparation efter skador — många växter kan återbilda vävnader tack vare meristematiska celler.
- Reglering av växtens form och arkitektur genom differentieringsmönster och tillväxthastighet.
Reglering: hormoner och gener
Tillväxt och underhåll av meristem styrs av ett samspel mellan växthormoner och genregulatorer. Auxin och cytokinin är centrala hormoner som påverkar celldelning och differentiering; relationen mellan dem hjälper bestämma om celler ska förbli odifferentierade eller börja specialisera sig. Viktiga genfamiljer som WOX- och KNOX-transkriptionsfaktorer deltar i att definiera meristemets identitet och hålla celler i ett stamcells-liknande tillstånd.
Cellcykel, metabolism och struktur
Meristematiska celler har hög mitotisk aktivitet och energibehov — de innehåller många ribosomer och aktiv metabolism. Som i originaltexten nämns är vakuolerna små och plastiderna omogna (proplastider), vilket skiljer dem från fullt differentierade bladceller med stora vakuoler och välutvecklade kloroplaster. Den tunna primära cellväggen underlättar celldelning och cellsträckning under utveckling.
Användning i växtbiologi och odling
Meristematiska celler utnyttjas praktiskt i exempelvis:
- Vävnadskultur och mikroförökning: meristem från skott eller knoppar används för att framställa virusfria plantor och snabbt massföröka värdefulla sorter.
- Bioteknik: förståelse av meristemreglering används vid genetisk modifiering och för att styra blomnings- eller växthöjdsegenskaper.
Sammanfattning
Meristem är växtens delande cellzoner och motsvarar stamcellssystem hos djur. De möjliggör primär och sekundär tillväxt, organbildning och förnyelse. Deras funktion kontrolleras av hormoner och genregulatorer och är central för växtens utveckling samt viktig i praktiska tillämpningar som växtförökning och växtförädling.
Apikal meristem eller växande spets. De epidermala (L1) och subepidermala (L2) lagren bildar de yttre lagren som kallas tunica. Det inre L3-skiktet kallas corpus. Cellerna i L1- och L2-skikten delar sig i sidled, vilket håller dessa skikt åtskilda, medan L3-skiktet delar sig mer slumpmässigt.
Apikal meristem
Den apikala meristemet, eller tillväxtspetsen, finns i växternas knoppar och tillväxtspetsar av rötterna.
Den startar tillväxten av nya celler i unga plantor vid rot- och skottspetsarna (bildar bl.a. knoppar). Närmare bestämt lägger ett aktivt apikalt meristem en växande rot eller skott bakom sig och skjuter sig själv framåt. Apikala meristem är mycket små jämfört med de cylinderformade laterala meristemen.
10x mikroskopisk bild av rotspets med meristem1 - vilande centrum 2 - calyptrogen (levande rotkapselceller) 3 - rotkapsel 4 - avslagna döda rotkapselceller5 - procambium
Primära meristemer
Apikala meristem kan delas in i tre typer av primära meristem:
- Protoderm - runt stammen och utvecklas till överhuden.
- Procambium - precis innanför protodermen och utvecklas till primärt xylem och primärt floem. Det producerar också det vaskulära kambiet, ett sekundärt meristem.
- Markmeristemet utvecklas till märgen. Den producerar korkambium, en annan sekundär meristem.
Dessa meristem är ansvariga för primär tillväxt, dvs. en ökning av längden eller höjden.
Sekundära meristemer
Dessa meristemer orsakar sekundär tillväxt, dvs. en ökning av bredden. Det finns två typer av sekundära meristemer:
- Kärlkammare - producerar sekundärt xylem och sekundärt floem, som kan fortsätta under hela växtens livstid. Det är det som ger upphov till trä i växter. Sådana växter kallas arborescenta. Det förekommer inte hos växter som inte genomgår sekundär tillväxt, det vill säga örtartade växter.
- Cork cambium - ger upphov till trädets bark.
Relaterade sidor
- Cork cambium
- Vaskulärt cambium
Frågor och svar
Fråga: Vad är ett meristem?
S: Ett meristem är en vävnad i växter som består av delande celler.
F: Var finns meristemer i en växt?
S: Meristemer finns i delar av växten där tillväxt kan ske.
F: Varför är celldelning nödvändig i meristemet?
S: Celldelning i meristemet är nödvändigt för att få nya celler, vilket möjliggör tillväxt av vävnader och nya organ som växten behöver.
F: Vad är funktionen hos meristematiska celler i växter?
S: Meristematiska celler har samma funktion för växter som stamceller har för djur. De är ofullständigt eller inte alls differentierade och har förmåga till fortsatt celldelning.
F: Vilken storlek och sammansättning har meristematiska celler?
S: Meristematiska celler är små och protoplasman fyller cellen helt och hållet. Vakuolerna är extremt små. Cytoplasman innehåller inga plastider, men de förekommer i rudimentär form ("proplastider").
F: Hur är de meristematiska cellerna arrangerade i vävnaden?
S: Meristematiska celler är tätt packade utan intercellulära hålrum.
F: Vilken typ av cellvägg har de meristematiska cellerna?
S: Cellväggen i meristematiska celler är en mycket tunn primär cellvägg.
