主な違い – アポプラストとシンプラスト
根毛細胞は、浸透圧によって土壌から水分を吸収する。
この水は根皮質を通じて根の木部へと運ばれる。
水の輸送も浸透圧によって行われる。
根毛細胞から根の木部へ水が移動する経路には、アポプラストとシンプラストの2つがあります。
アポプラストルートでは、水は根の皮質の細胞壁と細胞内空間を移動する。
一方、シンプラティックルートでは、根皮のプロトプラスト内を水が移動する。
アポプラストとシンプラストの主な違いは、アポプラストが完全透過性で、水の移動が受動拡散で起こるのに対し、シンプラストは選択透過性で、水の移動が浸透圧で起こることである。
アポプラストとは
アポプラストとは、植物の原形質以外の空間を指します。
細胞壁や細胞内空間も含まれる。
根皮のアポプラストは、木部への水の移動に使われ、根毛細胞で吸収される。
この経路をアポプラスト経路と呼ぶ。
アポプラスティック経路は、いかなる時も細胞質膜を通過しない。
つまり、水は受動拡散で移動する。
そのため、アポプラスティック経路は水の移動に対して最も抵抗が少ない経路といえます。
内胚葉細胞の壁に存在するリグノスベリン・カスパリアンストリップは、アポプラストを通る水の動きを妨げる可能性がある。
その場合、水はシンプレスト経路のみを移動する。
図1にカスパーストリップによる水の移動の遮断の様子を示す。
シンプラストとは
シンプラストとは、植物の原形質成分のことです。
細胞の原形質は、プラスモデスマータと呼ばれる細胞接合部によって結合されている。
根の皮質のシンプラストは、根毛細胞から根の木部への水の移動に利用される。
この経路をシンプラスト経路と呼ぶ。
水は細胞膜を通って細胞の細胞質に入るので、シンプラスト経路は細胞膜を通過するはずです。
細胞膜は半透膜であるため、シンプラント経路では浸透圧によって水の移動が行われる。
しかし、シンプラスト内を移動した水は、細胞の液胞には入りません。
シンプラント経路は細胞膜を通過するため、膜貫通経路とも呼ばれる。
細胞膜透過経路における水の移動は、細胞質内のストリーミングによって補助される。
図2：アポプラズム経路とシンプラズム経路
ミネラル栄養素は、シンプラント経路で活発に吸収され、輸送される。
液胞系では、水分がトノプラストを通して液胞に入り、隣の液胞に移動する。
そして、その水は隣接する他の細胞の液胞に移動する。
液胞系は、水の移動に対して高い抵抗が生じる。
図2にアポプラスティック経路とシンプラスティック経路を示す。
アポプラストとシンプラストの類似性
- アポプラストとシンプラストは、根毛細胞から木部へ水分が移動する2つの経路です。
- アポプラストとシムプラストはどちらも根皮に存在する。
- アポプラストもシンプラストも、水と栄養を木部へ運ぶ。
アポプラストとシンプラストの違い
定義
アポプラスト（Apoplast）。
アポプラストとは、植物の細胞壁や細胞内空間など、原形質以外の構成要素を指す。
シンプラスト(Symplast) 植物の原形質が連続的に網目状になったもので、原形質膜でつながっている。
コンポーネント
アポプラスト アポプラストは、細胞壁や細胞内空間など、原形質以外の構成要素からなる。
シンプラスト プロトプラストからなる。
リビング/ノンリビング
アポプラスト アポプラストは植物の非生物的な部分からなる。
シンプラスト。
植物の生きている部分で構成されている。
水の動き
アポプラスト 水の移動は受動拡散で行われる。
シンプラスト 浸透圧によって水が移動する。
耐水性
アポプラスト アポプラストは、水の動きに対する抵抗が少ない。
シンプラスト。
シンプラスト：水の動きに対して、やや抵抗があります。
水の移動速度
アポプラスト アポプラスト内の水の移動は速い。
シンプラスト(Symplast) シンプラスト：シンプラスト内の水の移動が遅い。
ルーツのメタボリック状態
アポプラスト 根の皮質の細胞の代謝速度は、アポプラストルートを通る水の移動に影響を与えない。
シンプラスト。
根皮の細胞の代謝状態は、シンプラストルートによる水の移動に大きく影響する。
意義
アポプラスト 根の二次成長に伴い、ほとんどの水分がアポプラストルートで移動する。
シンプラスト(Symplast) 皮質を超えると、水分はシンプラスト経路で移動する。
結論
植物が根毛細胞から根の木部へ水を運ぶ経路には、アポプラストとシムプラストという2つの経路があります。
アポプラストには、細胞壁や細胞内空間など、植物の非生物的な構成要素が含まれる。
シンプラストには、原形質など植物の生きている部分が含まれる。
水は、アポプラスト経路では受動拡散により移動する。
一方、シンプラスト経路では、水は細胞膜を越えて移動するため、浸透圧によって移動する。
アポプラストとシンプラストの大きな違いは、水の移動の仕組みにあります。
