Biológiatanár

1. ábra: Virágzó nőszirom példányok ház előtti virágágyásban (Fotó: Kriska György)

A nőszirom (Iris) fajok és fajták az egész Földön elterjedtek. A tudományos nevét a szivárvány görög nevéről kapta, az ide tartozó virágok sokféle színváltozatára utalva. Legismertebb kerti változata, a kék nőszirom (Iris germanica) a mediterrán területekről származó régi kultúrnövény, melynek ma már csak hibridfajtái ismertek (1. ábra).

2. ábra: A nőszirom bokorszerűen megjelenő levelei (Fotó: Kriska György)

A bokorszerű évelő növény levelei hosszúkásak, kard alakúak. Az eredési helyén még színi és fonáki résszel is bíró levélkezdemény a középvonalánál összehajol a színe felé, majd a levél csúcsa felé összeolvadnak a levélfelek. Így olyan egyfelszínű (unifaciális) levél fejlődik, amelynek mindkét felszínét az eredeti levélkezdemény fonáka adja. A teljes összenövést a levél alapi részénél kiemelkedő újabb levél gátolja meg (2-3. ábrák).

3. ábra: A nőszirom összehajló levele közül lefelé kinyúló új levél (Fotó: Kriska György)

A levél színének és fonákának azonosításában általában biztos támpontot jelent az, hogy a levélbe lépő szállítónyalábok farésze a levél színéhez, míg a háncsrész a fonákhoz közel fut. A nőszirom esetében azonban mindkét levélfelszínen befelé tekintenek az edénynyalábok farészei.

4. ábra: Nőszirom levél keresztmetszete a levélfelszínek összenövésénél. Fénymikroszkópos kép (Fotó: Kriska György)

Készítsünk vékony keresztmetszetet a nőszirom levelének felső harmadából és a metszetet vizsgáljuk meg fénymikroszkóppal! Megfigyelhetjük, hogy a bőrszöveti sejteket vastag kutikula borítja, a gázcserenyílások enyhén besüllyedtek. Alattuk a fotoszintetizáló alapszövet található sok zöldszíntesttel, míg a levél belsejét bélszövet jellegű alapszövet tölti ki (4-5. ábrák).

5. ábra: Nőszirom levél keresztmetszete a levélfelszínek összenövésénél. Fénymikroszkópos képek (Fotó: Kriska György)

Az epidermisz vizsgálatához körömlakklevonatot célszerű készítenünk a nőszirom levélfelszínéről. A nőszirom esetében a zárósejteket körülvevő sejtek nem térnek el a többi alapsejttől, ezért hiányoznak a melléksejtek (anomocitikus légzőapparátus). Fénymikroszkóppal, ferde megvilágítás mellett vizsgálva a levonatot jól megfigyelhetők a megnyúlt alapsejtek középső részét kidomborító sejtmagok. A gázcserenyílások a megnyúlt alapsejtek elkeskenyedő végei között helyezkednek el sorokba rendeződve (6. ábra).

6. ábra: Nőszirom levélfelszínéről készült körömlakk levonat fénymikroszkópos képei (Fotó: Kriska György)

A nőszirom virága (7. ábra) jellegzetesen alakult. Lepellevelei összeforrtak, lepelcimpáik jellegzetesen kétfélék. A külső három nagyobb, tojásdad alakú és hátrahajló, míg a belső három rövidebb, keskenyebb és felálló. A hátrahajló lepellevelek belső felszínén díszítő szőröcskék figyelhetők meg. A három porzó a sziromszerű, három ágú bibe alatt lapul. Alsó állású magházából toktermés fejlődik.

7. ábra: Nőszirom virága (Fotó: Kriska György)

A nőszirom virágban végződő szárán kiválóan tanulmányozható az egyszikűekre jellemző jellegzetes szöveti felépítés. készítsünk minél vékonyabb keresztmetszeteket a nőszirom szárából és toluidinkékes megfestés után vizsgáljuk meg fénymikroszkóppal!

8. ábra: Toluidinkékkel megfestett nőszirom szárkeresztmetszet különböző nagyítású fénymikroszkópos képei (Fotó: Kriska György)

A szárat egyrétegű epidermisz borítja, mely alatt fotoszintetizáló alapszövet (klorenchima) helyezkedik el. Az itt elhelyezkedő parenchimatikus sejtek sok zöldszíntestet tartalmaznak. Ez alatt egy világoskékre színeződő szilárdítószövet réteg található, amely hengerpalástszerűen szilárdítja a szárat. Az alatta lévő parenchimatikus sejtekből álló részben elszórtan helyezkednek el a szállítónyalábok keresztmetszetei. A nyalábok zártak, nem tartalmaznak osztódószövetet (kambium), ugyanakkor többségükhöz egy szilárdítószövetből álló rész kapcsolódik (8. ábra).

A nőszirom szétterjedő, talajfelszín közeli rizómával terjed, így könnyen kiáshatunk belőle egy darabot mikroszkópos vizsgálat céljából. A rizómából eredő hajtáseredetű gyökerekből egyszerűen készíthetünk vékony keresztmetszeteket, amiken jól tanulmányozható a másodlagosan nem vastagodó egyszikű gyökér felépítése.

A gyöktörzs keresztmetszetén megfigyelhető, hogy a rizodermisz lekopása után ennek védő szerepét a kéreg külső sejtjeinek rétege az exodermisz vette át. A belső kéregrész keményítőszemcséket tartalmazó parenchimatikus sejtekből áll (9-10. ábrák).

9. ábra: Nőszirom gyöktörzs metszet fénymikroszkópos képe (Fotó: Kriska György)

10. ábra: A kisebb nagyítású képen megfigyelhetők a gyöktörzs belsejében a szállítónyalábok metszetei (Fotó: Kriska György)

A metszetből nagymennyiségű keményítőszemcse szabadul fel, amelyet Lugol-oldattal festhetünk meg (11. ábra).

11. ábra: Lugol-oldattal megfestett keményítőszemcsék fénymikroszkópos képei (Fotó: Kriska György)

A gyöktörzs metszeteket Lugol-oldattal megfestve megfigyelhetjük a keményítőszemcsék elhelyezkedését a kéregparenchima sejtekben (12. ábra).

12. ábra: Lugol-oldattal megfestett gyöktörzsmetszet fénymikroszkópos képei (Fotó: Kriska György)

A gyöktörzs belsejében jól megfigyelhetők az edénynyalábok keresztmetszetei (13. ábra).

13. ábra: Edénynyaláb keresztmetszetek a gyöktörzs belsejében (Fotó: Kriska György)

Egyszikűeknél a gyöktörzsből egyenletes vastagságú hajtáseredetű mellékgyökerek képződnek. Ezek a nősziromnál elég vastagok ahhoz, hogy vékony keresztmetszeteket tudjunk belőlük készíteni. A metszetkészítésnél gyakran előfordul, hogy a lazább szerkezetű kéregállományból kiszabadul az endodermisszel körülvett központi henger metszete (16. ábra).

14. ábra: Nőszirom mellékgyökér keresztmetszet központi részének fénymikroszkópos képe. Toluidinkékes festés (Fotó: Kriska György)

15. ábra: Nőszirom mellékgyökér keresztmetszet központi részének erősebb nagyítású fénymikroszkópos képe (Fotó: Kriska György)

 Toluidinkékkel megfestve a metszeteket szépen kirajzolódik az egyszikűekre jellemző struktúra (14-15. ábrák). A metszet középső részén figyelhető meg a központi henger, melyet kívülről a kéreg legbelső sejtsora az endodermisz vesz körül.  Ennek a központi hengert palástszerűen körülvevő sejtrétegnek fontos szerepe van a talajból felszívott oldatok szállítószövetbe való továbbításában. Az endodermisz megakadályozza a sejtfalak réseiben és a setfal és a sejthártya közötti anyagáramlást. Az endodermiszen keresztül csak úgy juthatnak át az oldatok, ha molekuláik belépnek az endodermisz sejtek plazmájába, ami kontrollált anyagfelvételt biztosít a növény számára. A gyökércsúcstól távolabb készült metszetek esetében szilárdító funkciójú harmadlagos endodermisz jelenik meg, amelynek sejtjeit cellulóz és ligninrétegekből kialakult „U” alakú vastagodás jellemzi. A vastagfalú endodermiszsejtek között az anyagátadást biztosító áteresztő sejtek maradnak meg. Az áteresztő sejtek mindig a fanyalábok fölött maradnak meg.

Egyszikűek esetében, így a nősziromnál sem szerveződnek új szállítószövetek. A központi henger az egyszikűekre jellemző általános szerkezetet (poliarch sztéle) mutatja. Az endodermisz alatt egyrétegű perikambium (periciklus) helyezkedik el. Ez az osztódószövet itt nem működőképes, ugyanakkor a kétszikűeknél ez teszi lehetővé a gyökér másodlagos vastagodását, az oldalgyökér és a másodlagos bőrszövet képzését.

A központi hengerben az egyszerű fanyalábok egyszerű háncsnyalábokkal váltakoznak. A fanyalábok sugárirányban állnak, míg a háncsnyalábok kerekdedek és rostnélküliek (lágy háncs). A nyalábok száma 10-nél több, a 14. ábrán például 16 háncsnyaláb figyelhető meg. A központ henger középső részét bélparenchima tölti ki. Az itt található sejtek fala megvastagodva szilárdítószövetté alakul. Így alakul ki a gyökerekre jellemző kábelstruktúra, ami fokozza a szerv húzószilárdságát.

16. ábra: A kéregből kiszakadt endodermisszel határolt központi henger részletének fénymikroszkópos képe (Fotó: Kriska György)

Irodalom

Bóka K., Jakucs E., Kristóf Z., Vági P. (2005) Növényszervezettani gyakorlatok I. Nemzeti Tankönyvkiadó, 201. o.

Kriska Gy. (2011) Biológia érettségire felkészítő. Fotoszintetizáló szervezetek I. Nemzeti Tankönyvkiadó, 160. o. + DVD

Kriska Gy. (2012) Biológia érettségire felkészítő. Fotoszintetizáló szervezetek II. Nemzeti Tankönyvkiadó, 203. o. + DVD

TUDÁSELLENŐRZŐ FELADATOK