Põhiline erinevus mesofülli ja kimbukestade rakkude vahel seisneb selles, et C4 taimedes toimuvad valgusest sõltuvad fotosünteesi reaktsioonid mesofülli rakkudes, valgusest sõltumatud reaktsioonid ehk Calvini tsükkel aga kimbu ümbrisrakkudes.
C4 taimed on rühm taimi, mis viivad läbi C4 fotosünteesi või C4 süsiniku sidumise. Need taimed suudavad minimeerida fotohingamist, eraldades esialgse CO2 fikseerimise ja Calvini tsükli kosmoses. Selleks on neil spetsiaalne rakukorraldus, mida nimetatakse Kranzi lehtede anatoomiaks. Kranzi anatoomias on iga vaskulaarne kimp ümbritsetud kimbu ümbrisrakkudega. Seejärel ümbritsevad mesofülli rakud kimbu ümbrisrakke.
Mesofülli ja kimpukestade rakkudel on struktuurselt ja funktsionaalselt erinevad kloroplastid. Mesofülli rakkudel on õhukesed rakuseinad ja juhuslikult paigutatud kloroplastid koos virnastatud tülakoididega. Neil pole tärklisegraanuleid. Teisest küljest on kimpukest rakkudel paksud rakuseinad ja tsentrifugaalselt paigutatud suurte tärklisegraanulitega kloroplastid.
Mis on mesofüllirakud?
Mesofülli rakud on taimede lehtedes leiduvad jahvatatud kuded. Nende peamine roll on fotosüntees. Lehtedes on kahte erinevat tüüpi mesofüllirakke. Need on palisaadi parenhüüm ja käsnjas parenhüüm. Mõlemal rakutüübil on kloroplastid ja need on rohelised. Palisaadi parenhüüm on taime lehtedes esinev ülemine maapealne kude. See asub dorsiventraalsete lehtede ülemise epidermise all. See koosneb sambakujulistest rakkudest. Rakud on tihed alt pakitud ilma rakkudevaheliste ruumideta. Käsnjas parenhüüm on taimelehtede alumine ja teine aluskude. See asub palisaadi parenhüümi all, alumise epidermise suunas. Spongy parenhüümi rakud on lõdv alt paigutatud; seega on rakkude vahel palju rakkudevahelisi ruume. Rakud on ovaalse või ebakorrapärase kujuga.
Joonis 01: C4 taime lehe anatoomia (A: mesofülli rakk B: kloroplast C: vaskulaarne kude D: kimbu ümbrisrakk E: stroom F: vaskulaarne kude)
C4 taimedes diferentseeruvad mesofüllirakud, et viia läbi ainult valgusest sõltuvaid fotosünteesi reaktsioone, et minimeerida fotohingamist. Seetõttu on kimbu ümbrise rakke ümbritsevad C4 taimelehtede mesofüllirakud. Neil on õhukesed rakuseinad ja juhuslikult paigutatud kloroplastid. Peale selle on mesofülli rakkudes virnastatud tülakoidid ja tärklisegraanuleid on vähe või üldse mitte.
Mis on kimbukestad?
Kimpude ümbrisrakud on eri tüüpi rakud, mida on näha C4 taimelehtedes. Neid nähakse veresoonte kimpe ümbritsevate leheveenide ümber. Fotosünteesi ehk Calvini tsükli valgusest sõltumatud reaktsioonid toimuvad kimpukestes. Rubisco ensüüm kimbu ümbrisrakkudes fikseerib CO2 ja toodab suhkruid.
Joonis 02: Kimpu ümbriselemendid
Kimpude ümbrisrakkudel on paksud rakuseinad. Lisaks on neil tsentrifugaalselt paigutatud kloroplastid. Neil on tärklisegraanulid ja virnastamata tülakoidmembraanid.
Millised on sarnasused mesofülli ja kimbukestade rakkude vahel?
- Nii mesofülli kui ka kimbu ümbrisrakud on elusad taimerakud.
- Neid leidub C4 taimelehtedes.
- Mõlemat tüüpi rakud on diferentseeritud rakud.
- Nad on üksteisega otseses kontaktis.
- Lisaks on mõlemat tüüpi rakkudel kloroplastid ja klorofüllid ning nad osalevad fotosünteesis.
- C4 taimedes toimub tööjaotus mesofülli ja kimpukestade vahel.
Mis vahe on mesofülli ja kimpu ümbrisrakkude vahel?
Mesofülli rakud on C4 taimede rakud, mis viivad läbi valgusest sõltuvaid fotosünteesi reaktsioone. Seevastu kimpude ümbrisrakud on C4 taimede leheveene ümbritsevad rakud, mis viivad läbi valgusest sõltumatuid reaktsioone. Niisiis, see on peamine erinevus mesofülli ja kimbu ümbrisrakkude vahel. Veel üks erinevus mesofülli ja kimbu mantlirakkude vahel on see, et mesofülli rakud viivad C4 taimedes läbi valgusreaktsiooni, samas kui kimbu ümbrisrakud viivad läbi C4 taimedes tumeda reaktsiooni.
Lisaks on mesofülli rakud lehe keskel, ümber kimbu ümbrise rakkude, samas kui kimbu ümbrisrakud asuvad leheveenide ümber. Pealegi on mesofülli rakkudel struktuurselt õhukesed rakuseinad, samas kui kimpukest rakkudel on paksud rakuseinad.
Allpool olev infograafik võtab kokku erinevuse mesofülli ja kimbu mantlirakkude vahel.
Kokkuvõte – Mesophyll vs Bundle Sheath Cells
C4 taimedes on nii mesofülli kui ka kimpude ümbrisrakud fotosünteesivad koed. Mesofülli rakud asuvad kimbu ümbrisrakke ümbritseva lehe keskel. Valgussõltuv reaktsioon toimub C4 taimede mesofüllirakkudes. Teisest küljest ümbritsevad kimpude ümbrisrakud C4 taimede lehtede veene või vaskulaarseid kimpe. Valgusest sõltumatu reaktsioon toimub kimbu ümbrisrakkudes. Niisiis, see on kokkuvõte erinevusest mesofülli ja kimbu mantlirakkude vahel.
