Ситовидные элементы — это специализированные клетки, которые важны для функции флоэмы , которая представляет собой высокоорганизованную ткань, транспортирующую органические соединения, образующиеся в ходе фотосинтеза. Ситовидные элементы являются основными проводящими клетками флоэмы. Проводящие клетки помогают в транспортировке молекул, особенно для передачи сигналов на большие расстояния. В анатомии растений различают два основных типа ситовых элементов. Клетки-спутники и ситовидные клетки происходят из меристем — тканей, которые активно делятся на протяжении всей жизни растения. Они аналогичны развитию ксилемы — водопроводящей ткани у растений, основной функцией которой также является транспортировка в сосудистой системе растения. [1] Основная функция ситовых элементов заключается в транспортировке сахаров на большие расстояния через растения, действуя в качестве канала. Ситовые элементы представляют собой удлиненные ячейки, содержащие на стенках ситовидные участки. Поры на ситовидных участках обеспечивают цитоплазматические соединения с соседними клетками, что обеспечивает движение фотосинтетического материала и других органических молекул, необходимых для функционирования тканей. Структурно они удлинены и параллельны органу или ткани, в которых они расположены. Ситчатые элементы обычно не имеют ядра и не содержат ни одного, или очень небольшое количество рибосом. [2] Два типа ситовых элементов, элементы ситовой трубы и ситовые ячейки, имеют разную конструкцию. Элементы ситовидной трубки короче и шире, имеют большую площадь для транспортировки питательных веществ, в то время как ситовидные ячейки имеют тенденцию быть длиннее и уже с меньшей площадью для транспортировки питательных веществ. Хотя функция обоих этих видов ситовидных элементов одинакова, ситовидные клетки встречаются у голосеменных, нецветковых сосудистых растений, а элементы ситовидных трубок встречаются у покрытосеменных, цветковых сосудистых растений. [3]
Ситовые элементы были впервые обнаружены лесным ботаником Теодором Хартигом в 1837 году. С момента этого открытия структура и физиология ткани флоэмы стали уделять больше внимания, поскольку больше внимания уделялось ее специализированным компонентам, таким как ситовидные клетки. Флоэма была введена Карлом Нэгели в 1858 году после открытия ситовых элементов. С тех пор было проведено множество исследований того, как ситовидные элементы функционируют во флоэме с точки зрения работы в качестве транспортного механизма. [2] Пример анализа флоэмы через ситовидные элементы был проведен при исследовании листьев арабидопсиса . Путем изучения флоэмы листьев in vivo с помощью лазерной микроскопии и использования флуоресцентных маркеров (размещенных как в клетках-спутниках, так и в ситовых элементах) была выделена сеть клеток-спутников с компактными ситовидными трубками. Маркеры ситовидных элементов и клеток-компаньонов использовали для изучения сети и организации клеток флоэмы. [4]
Существует две категории ситовых элементов: ситовые ячейки и элементы ситовой трубы. [5] Основные функции членов ситовидных трубок включают поддержание клеток и транспортировку необходимых молекул с помощью клеток-компаньонов. [6] Члены ситовидной трубки представляют собой живые клетки (не содержащие ядра), которые отвечают за транспортировку углеводов по растению. [7] Члены ситовидных трубок связаны с клетками-компаньонами, которые представляют собой клетки, которые объединяются с ситовидными трубками для создания комплекса ситовидный элемент-клетка-компаньон. Это обеспечивает снабжение и поддержание растительных клеток, а также передачу сигналов между отдаленными органами внутри растения. [6] Члены ситовидной трубки не имеют рибосом или ядра и поэтому нуждаются в клетках-компаньонах, которые помогают им функционировать как транспортные молекулы. Клетки-спутники снабжают членов ситовидной трубки белками, необходимыми для передачи сигналов, и АТФ , чтобы помочь им переносить молекулы между различными частями растения. Именно клетки-спутники помогают транспортировать углеводы извне клеток в элементы ситовидной трубки. [8] Сопутствующие ячейки также обеспечивают двунаправленный поток. [2]