Endoskop w choince, czyli z kamerą wśród komórek
Czy można sobie wyobrazić Święta Bożego Narodzenia bez charakterystycznego aromatu przystrojonego drzewka? Okazuje się, że tradycyjna choinka poza wyjątkowym zapachem może posiadać struktury przypominające ludzki układ limfatyczny…
Wyciekająca z uszkodzonego pnia lub gałęzi żywica przypomina nam wypływającą ludzką krew ze zranionego miejsca. Czy zatem świerki, albo jodły (i inne 'iglaki’) posiadają jak człowiek swego rodzaju naczynia krwionośne?
Zacznijmy od komórek.
W różnych organach rozwijającego się zarodka drzewa iglastego (np. świerku) zaczynają się rozwijać rozmaite tkanki, a wśród nich pojawiają się małe grupki komórek o gęstej cytoplazmie i dużych, ‘dorodnych’ jądrach komórkowych.
W ich cytoplazmie rozmieszczona jest jednowarstwowa błona lipidowa (retikulum endoplazmatyczne ->ER ) i aparaty Golgiego. Są to komórki wydzielnicze – można je porównać do małych, ale bardzo wydajnych fabryk.
I tak, jak w fabrykach mamy – ’Szefostwo’, czyli jądra komórkowe, które zawiadują i nadzorują wszystkim, ale też dbają o własne interesy;
Zakłady produkcyjne – ER i aparaty Golgiego;
Robotników – różne, wyspecjalizowane enzymy;
Transport produktów – zbiorniki uwalnianie z aparatów Golgiego;
Magazyny – przestrzenie między komórkowe, a potem kanały wydzielnicze;
Prześledźmy proces rozwoju kanałów wydzielniczych (Magazynów) od zarodka rośliny:
W pewnym momencie od Opasłego Szefostwa (jądro komórkowe) pada nakaz do Części Produkcyjnej (aparatów Golgiego i ER):
„Produkować i wydzielać!”.
Wyspecjalizowani Robotnicy (enzymy) spawają, rozcinają, skręcają, wyklepują, sklejają skracają i wydłużają (hydrolizują, utleniają, polimeryzują, uwodorniają, cyklizują w pierścienie aromatyczne), a następnie pakują w Cysterny (zbiorniki uwalnianie z aparatów Golgiego).
Cysterny przewożą końcowy produkt (żywice) do początkowo małych Magazynów (przestrzeni międzykomórkowych)
i tam je składują.
Wraz ze wzrostem ilości żywicy, Szefostwo zarządza:
„Rozsunąć i powiększyć!”
– następuje rozsunięcie się komórek wydzielniczych i powiększenie się miejsca na składowanie żywicy. Ale produkcja nadal idzie pełną parą.
Szefostwo wprowadza nepotycznie członków rodziny na stanowiska i buduje dla nich nowe Fabryki (czyli następuje podział jąder komórkowych, a potem podziały mitotyczne komórek wydzielniczych).
Nowi członkowie rodzin z własnych Fabryk (nowych komórek wydzielniczych) wyciskają 100% produkcji.
Wzmaga to potrzebę powiększenia areału miejsca magazynowania (tworzą się kanały wydzielnicze w różnych częściach rośliny).
Mało tego, Szefowie z różnych części kraju zaczynają współpracować i zawiązuje przenikająca się cała strukturę Państwa (organizmu rośliny) sieć kanałów przerzutowych (kanały wydzielnicze powiększają się i łączą się w jedną sieć przerastającą wszystkie organy rośliny).
W niektórych częściach Państwa, szczególnie na peryferiach i rubieżach wrażliwe struktury Fabryk i samych Opasłych Szefów wymagają ochrony przed warunkami otoczenia, dostają więc protekcję ze strony Państwa w postaci obronnych murów – w igłach (peryferia) mróz i uszkodzenia mechaniczne mogą spowodować obumieranie komórek wydzielniczych i otoczone zostają tkanką wzmacniającą, o komórkach z grubymi ścianami. [patrz zdjęcie 2].
Ryc.1. Proces tworzenia się kanałów wydzielniczych:
- Grupka komórek w zarodku (młode Fabryki);
- Początek produkcji i wydzielania żywicy do przestrzeni międzykomórkowych (małych Magazynów);
- Rozmnożenie się komórek wydzielniczych i utworzenie kanału.
Zdjęcie 1. Kanały wydzielnicze na przekroju poprzecznym łodygi drzewa iglastego – na barwionym preparacie mikroskopowym.
Zdjęcie 2. Kanał wydzielniczy w igle sosny (preparat mikroskopowy):
A – Tkanka ochronna otaczająca kanał – widoczne grubościenne komórki;
B – Komórki wydzielnicze;
C – Kanał wydzielniczy z żywicą.
Natomiast od strony chemicznej proces produkcji naszej żywicy i olejków eterycznych w aparatach Golgiego
i ER jest w zasadzie prosty jak opis drogi do pracy z filmu Bareji:
W mitochondriach powstaje z glukozy kwas pirogronowy, kwas ten jest przekształcany do acetylokoenzymu A, ten zaś warunkuje wytworzenie się izopenetenylopirofosforanu (który izomeryzuje do dimetyloallilopirofosforanu, ale to nie szkodzi, bo wykorzystywany jest izopenetenylopirofosforan), a potem już z górki – z niego powstają trzy pirofosforany: geranylu, farnezylu i geranylogeranylu, które z kolei stanowią substraty do produkcji monoterpenów, diterpenów, tetraterpenów i skwalenu, który umożliwia tworzenie triterpenów.
A sama żywica jest mieszaniną właśnie terpenów (olejków lotnych i substancji stałych).
Za charakterystyczny aromat odpowiadają te składniki, które łatwo się ulatniają, m.in.: α- i ß- pinen, limonen, octan bornylu, terpentyna, kamfora, cyneol.
W zasadzie sieć kanałów wydzielniczych w gatunkach drzew iglastych można by porównać w pewnym uproszczeniu głównie z układem limfatycznym w organizmie człowieka, tym bardziej, że żywica spełnia funkcję ochronną przed patogenami – składniki żywic mają mocne działanie przeciwbakteryjne, przeciwgrzybiczne i utrudniają żerowanie roślinożercom, czy składanie jaj owadom w organach roślin.
- żywica – mieszanina różnych substancji, które stanowią ochronę przed drobnoustrojami – terpeny i olejki;
- żywica zalepia również uszkodzenia tkanek w drzewach, ograniczając dostęp mikroorganizmów patogennych;
- np.: u jodły kanały pojawiają się dopiero po uszkodzeniu tkanek, w wyniku nagromadzenia się żywicy w miejscu urazu.
- limfa – immunoglobuliny, przeciwciała i interferony zawieszone w chłonce składowe układu odpornościowego;
- u człowieka występuje naciek limfatyczny, który jest nagromadzeniem białych krwinek i przeciwciał;
- przypomina wysięk limfy z naczyń – jak obrzęk przy np.: skręceniu kostki.
