Aparaty szparkowe

Aparat szparkowy to niezwykle ważny element funkcjonalny rośliny. 

Funkcje aparatów szparkowych

Aparaty szparkowe odgrywają ważną rolę w organizmie rośliny, ponieważ stanowią o pełnym funkcjonowaniu układu wentylacyjnego. System ten warunkuje dostarczanie dwutlenku węgla, niezbędnego w procesie fotosyntezy i wydalanie tlenu, jej produktu ubocznego. Aparaty szparkowe w trakcie wymiany gazowej nie pozwalają na niewskazane straty wody. Prawidłowe działanie szparek oparte jest na zdolności komórek szparkowych do zmiany kształtu. 

Budowa aparatów szparkowych

Aparaty szparkowe są to struktury roślinne, otoczone epidermą właściwą, 2 komórkami zamykającymi – komórkami szparkowymi. Te ostatnie zmieniają wielkość otworu aparatu dzięki zmianie swojego turgoru, przy wykorzystaniu zjawiska osmozy. Stąd zamykanie otworu jest efektem obniżenia turgoru komórek szparkowych, a otwieranie to skutek podwyższenia ich turgoru.
Aparaty szparkowe, czyli szparki, prowadzą do znajdujących się pod nimi przestworów. Przestwory to komory podszparkowe, innymi słowy powietrzne. Jeśli są one duże, noszą nazwę jam przedechowych. Ich połączenie tworzy układ kanałów, system przewietrzający. Znajduje się on najczęściej w liściach o unerwieniu równoległym. Obok komórek szparkowych w aparacie szparkowym występują komórki pomocnicze, komórki przyszparkowe. Ich najważniejszą funkcją jest "pożyczanie" wody komórkom szparkowym. 

Umiejscowienie szparek w organizmie roślinnym

Szparek nie ma w korzeniach i u bezchlorofilowych roślinach lądowych (np. pasożyty roślin). Powszechnie występują na liściach roślin fotosyntetyzujących. Jeżeli łodyga rośliny jest zielona, również pojawiają się na niej aparaty szparkowe. Czasem mogą znajdować się na kłączach, na płatkach korony w formie zmodyfikowanej, czy u niektórych roślin wodnych. 

Lokalizacja aparatów szparkowych:

• po obu stronach blaszki liściowej - wówczas mówimy o liściach amfistomatycznych, występujących u jednoliściennych i niektórych dwuliściennych, np. u goździkowatych;
• na górnej stronie blaszki liściowej - są to wtedy liście epistomatyczne, charakterystyczne dla roślin wodnych;
• po dolnej stronie blaszki liściowej – układ charakterystyczny dla liści hypostomatycznych, występujących u większości roślin dwuliściennych.

Aparaty szparkowe a nerwacja liści

U roślin z nerwacją równoległą aparaty szparkowe leżą w równoległych rzędach. Powierzchnia komórkowa tworzy tu łukowate sklepienia.

Przy nerwacji antyrównoległej i pierzastej aparaty szparkowe rozrzucone są mozaikowo. Mogą być umiejscowione powyżej epidermy np. u hygrofitów, na równym poziomie jak u mezofitów, bądź poniżej komórek skórki jak u kserofitów, u oleandra znajdują się w zagłębieniach, tzw. kryptach szparkowych. 

Budowa komórek szparkowych

Najczęściej komórki szparkowe mają kształt nerkowaty. Posiadają 2 zgrubienia listwowate, najczęściej u góry, czasem u dołu (wówczas są to tzw. rogi). Górne posiadają kutykulę, dolne nie. Ściany komórek zamykających się są nierównomiernie zgrubiałe, decyduje to o mechanizmie otwierania.

Komórki mezodermy to komórki macierzyste komórek zamykających. U Gramineae prekursory komórek szparkowych leżą w jednym rzędzie, a komórek przyszparkowych w 2 rzędach.

Typy:

• perygeniczny – jeżeli na spodzie;
• mezogeniczny 

Bazypetalne różnicowanie w występuje w unerwieniu równoległym. W unerwieniu pierzastym różnicowanie jest mozaikowe, występuje u większości dwuliściennych i u niektórych jednoliściennych. 

Typy aparatów szparkowych

Ze względu na budowę aparatów szparkowych, wyróżniono kilka ich rodzai:

• anomocytyczny - nieposiadający komórek przyszparkowych;
• paracytyczny - z 2 komórkami przyszparkowymi, ułożonymi równolegle do osi szparki;
• diacytyczny - jeśli obecne są 2 komórki przyszparkowe, ułożone prostopadle do osi szparki;
• anizocytyczny - gdy w aparacie są 3 komórki przyszparkowe;
• tetracytyczny - z 4 komórkami przyszparkowymi;
• syndetocheiliczny - z komórkami przyszparkowymi mezogenicznymi;
• haplocheiliczny - z komórkami przyszparkowymi perygenicznymi.

Opracowanie: 

Źródła:

Jan Kopcewicz, Stanisław Lewak, Halina Gabryś: Fizjologia roślin. Warszawa: Wydaw. Naukowe PWN, 2002, s. 218-222. ISBN 83-01-13753-3.
Z. Hejnowicz: Anatomia i histogeneza roślin naczyniowych. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1955. ISBN 83-01-13825-4.Photos Selected by freepik