Pflanzliche Sekretionssysteme: Strukturen, Funktionen und Sekretionstypen

Pflanzliche Sekretionsstrukturen und ihre Funktionen

Sekretionsstrukturen lassen sich basierend auf der Art des Schlages und der Art der sekretierten Stoffe einteilen. Die beteiligten Funktionen beim pflanzlichen Stoffwechsel umfassen die Produktion von Verbindungen (Cellulose, Kallose) und die Entsorgung von überschüssigem Material (Drüsen präliminar für überschüssiges Salz oder Wasser) sowie die Akkumulation von Stoffen (Mineralien als Kristalle).

Beteiligung an Anlage-Umwelt-Interaktionen

• Attraktion der Bestäuber: Nektar
• Schutz gegen pflanzenfressende Tiere: Defensive Haare

Sezernierte Substanzen

Zu den sezernierten Substanzen gehören:

• Ionenüberschuss, entfernt als Salze oder gesammelt als Kristalle
• Polysaccharide (Zucker, Schleim oder Zellwandkomponenten)
• Fettstoffe, Enzyme, Hormone, Alkaloide, Tannine, Terpene und Harze

Sekretionsmechanismen

Die Sekretion erfolgt passiv durch Osmose, wenn die Produktkonzentration im Zytoplasma sehr hoch ist, oder durch aktive Sekretion.

a. Holokrine Sekretion

Das Produkt der Zelle wird durch Zell-Lyse freigegeben; der gesamte Inhalt ist Teil des Sekrets.

b. Granulokrine Sekretion

Das sezernierte Produkt reichert sich in Vesikeln an.

c. Ekkrine Sekretion

Produziert von Dictyosomen, dem endoplasmatischen Retikulum (RE) oder beiden, mit Transport von zytoplasmatischen Molekülen durch molekulare Pumpen in der Tonoplasten- oder Plasmamembran.

Innersekretorische Strukturen

Interzelluläre sezernierende Zellen

Dies sind sekretorische Idioblasten.

Ölsezernierende Zellen

Die häufigsten Zellen, erkennbar an den Aromaölen, die sie enthalten. Sie befinden sich im Endosperm, Blatt, Rhizom oder Kortex mit Akkumulation im glatten endoplasmatischen Retikulum (z. B. Zimtrinde, Erdnusssamen).

Schleimsezernierende Zellen

Zu finden bei Kakteen und Sukkulenten. Granulokrine Sekretion erfolgt durch die Plasmamembran, wobei sich Material unter der Cuticula ansammelt und der Protoplast schließlich Schleimzellen bildet.

Tanninhaltige Zellen

Tannine reichern sich in Vakuolen an. Diese Zellen kommen im Phloem, Mark oder in der Epidermis vor; Sekretion erfolgt ekkrin.

Sekretlücken: Schizogen- oder Lysigen-Ursprungs

Lysigene Hohlräume

Entstehen durch Lysie (Zerstörung) der ganzen Zelle (holokrin), umgeben von Zellen, die vor dem Zerfall sekretorisch aktiv waren (z. B. Orangen- und Zitronen-Exokarp).

Schizogene Hohlräume

Gebildet durch die Auflösung der Mittellamelle und erweiterte Interzellularien. Die begrenzenden Zellen differenzieren sich zu einem sekretorischen Epithel; die Sekretion ist merokrin. Schizogene Kanäle sind von dichten epithelialen zytoplasmatischen Zellen umgeben.

Milchröhren

Rohre, gebildet durch lebende coenozytische (mehrkernige) Zellen, die vakuolisierten Latex sekretieren (Matrix aus Kohlenhydraten, Lipiden, Aminosäuren, Tanninen, Schleim, Alkaloiden, Salzen, Harzen, Proteinen, Vitaminen und Stärke). Sie können milchig (Carica papaya), transparent (Allium), orange oder gelb sein.

Rolle

Dienen der Ausscheidung oder Verteidigung. Vorkommen nur bei Pteridophyten, Gymnospermen und dikotylen sowie monokotylen Angiospermen.

Lokalisation

Assoziiert mit dem Phloem oder verbreitet im pflanzlichen Gewebe.

Klassifizierung der Milchröhren

Unternehmensunabhängige / Ungetgliederte Milchröhren (Non-articulata)

Gebildet aus einer einzigen, extra langen asellulären Zelle mit Zellwand, die Häm und Pektin enthält. Multinukleär, mit aktivem Stoffwechsel und dünnem Zytoplasma. Latex reichert sich in einer oder mehreren Vakuolen an; ekkrine Sekretion.

Gegliederte Milchröhren (Articulata)

Bestehen aus verbundenen Milchröhrenzellen über Plasmodesmen (wenn echt) oder Perforationen; holokrine Sekretion, bei der das Protoplasma degeneriert.

Gegliederte Milchröhren ohne Anastomosen

Kontinuierlich, wie bei Ipomoea, gebildet durch Dedifferenzierung von Parenchymzellen (Allium, Musa).

Gegliederte Milchröhren mit Anastomosen

Milchröhren verschmelzen zu einem dreidimensionalen Netzwerk, das sich über die Pflanze erstreckt. Entsteht durch Brückenbildung und Dedifferenzierung von Parenchymzellen zu Milchröhren (z. B. Carica papaya).

Externe Sekretionsstrukturen

Drüsentrichome

Präsentieren einen unizellulären oder mehrzellulären Kopf. Die äußere Wand der Sekretion sammelt sich zwischen der Cuticula an, die sich streckt, bis der Kontakt sie zerreißt und das Sekret freisetzt. Sie speichern ätherische Öle.

Defensive Haare

Ekkrine Sekretion, lipophil, reichert sich unter der Epidermis an und wird als klebrige Flüssigkeit versprüht, um Insektenlarven zu immobilisieren.

Urtizierende Haare (Brennhaare)

Trichome, die in einer zentralen Vakuole Toxine (Acetylcholin, Histamin) lagern. Die flüssigen Reizstoffe reichern sich in RER-Bläschen an, die in einer Vakuole verschmelzen; Dictyosomen lagern Kieselsäure in der Zellwand ab.