主な違い – ガード細胞と補助細胞
ガード細胞と補助細胞は、植物の表皮のうち、茎葉を取り囲むように存在する。
植物の表皮はワックス状のクチクラからなり、水分の損失、機械的損傷、感染に対する保護バリアとして機能する。
ストーマは、植物が外部環境とガス交換を行う際に関与する孔です。
また、水分は水蒸気の形で気孔から植物から失われ、木部内の水には上向きの力が発生する。
気孔の開閉は、ガードセル内の水ポテンシャルを調節することで行われている。
ガードセルと補助細胞の大きな違いは、ガードセルが植物の表皮に存在し、ストーマを形成するのに対し、補助細胞はガードセルの周囲に存在し、ガードセルの機能を補助している点です。
本稿では、この違いについて解説します。
1. What are Guard Cells
– Characteristics, Structure, Function
2. What are Subsidiary Cells
– Characteristics, Structure, Function
3. What is the difference between Guard Cells and Subsidiary Cells
ガードセルとは
ガード細胞は、植物の表皮細胞の一種で、1対のガード細胞がストーマの形成に関与している。
ストーマとは、植物の葉の裏にある穴のことで、葉と外界とのガス交換に役立っている。
光合成に関わる酸素と二酸化炭素のガス交換は、このストーマを通して行われる。
植物の葉や茎の表皮に存在するガードセル。
植物の表皮に存在する唯一の光合成を行う細胞で、特殊な柔細胞です。
気孔の開閉は、ガード細胞内の水ポテンシャルによって制御されている。
水が容易に手に入るときは、ガード細胞が膨張して気孔が開く。
一方、高温・乾燥の環境下で水が供給されないと、ガード細胞は弛緩し、気孔を閉じる。
ガードセル内の水分ポテンシャルは、ガードセル内外の溶質の交換を制御することでコントロールされている。
植物から水が失われることを蒸散というが、これも気孔を通して起こる。
蒸散は、木部内の水を茎の内部で上方に移動させようとする力を発生させる。
また、植物体を冷却することもできる。
図1に、2つの細胞の間に気孔を形成する1対のガードセルを示す。
図1: 一対のガードセル
サブディショナルセルとは
植物の表皮にあるガード細胞の付属細胞です。
一対のガード細胞の周囲に2〜4個の副細胞が存在する。
補助細胞は葉緑体を持っていない。
表皮にあるガード細胞の働きをサポートする。
副細胞は、イオンチャネルを介したガード細胞の開閉に一役買っている。
また、表皮のガード細胞の対を他のガード細胞から分離している。
副細胞は乳頭を持ち、ストーマを横切るアーチを形成する。
アーチはミニ窪みを作る。
ストマに拡散して戻る時間を与えることで、ストマから水が逃げるのを制御している。
そうしないと、風が吹くとすぐに水分が飛んでいってしまう。
ガード細胞の周囲にある補助細胞の形成には、アニソサイト型、パラサイト型、ジアサイト型の3種類が観察される。
ガード細胞の周囲を取り囲む補助細胞の配列が不均等なものを、補助細胞の異細胞性配列と呼ぶ。
ガード細胞の長軸に沿って補助細胞が配列しているものは、補助細胞のパラサイト的配列と呼ばれる。
ガード細胞に対して直角に補助細胞が並んでいる状態を、補助細胞のダイアシティック配置という。
図2に、2つのガード細胞の周囲にある副細胞を示す。
ガードセルとサブセルの違い
対応
ガード細胞 ガード細胞は植物の表皮にあり、気孔を形成している。
副細胞。
ガード細胞の周囲にあり、ガード細胞の支えとなっている。
アレンジメント
ガードセル ガード細胞は、気孔を取り囲むように2個一組で並んでいる。
副細胞。
副細胞は、ガード細胞の周囲に、異細胞性、偏細胞性、あるいは二細胞性で配列されている。
機能
ガード細胞 ガード細胞：気孔の開閉を調節する。
補助的な細胞。
ガード細胞の補助、補強、保護を行う。
葉緑体
ガードセル ガード細胞には葉緑体があります。
副細胞。
補助細胞には葉緑体はない。
結論
植物の表皮組織には、ガード細胞と補助細胞という2種類の分化した細胞が存在する。
植物の表皮に存在する他の2種類の細胞は、表皮細胞および表皮毛です。
ガード細胞は、表皮に存在する唯一の光合成を行う細胞です。
表皮にある気孔は、2つ1組で並んで形成されている。
気孔は、植物と外部環境とのガス交換を担っている。
光合成に関わるガスである二酸化炭素と酸素は、気孔を通して交換される。
また、蒸散も気孔を通して行われる。
光合成の速度は、気孔の開閉に依存する。
気孔の大きさは、ガードセル内の水ポテンシャルによって制御されている。
副細胞は、ガード細胞の機能を補助する付属細胞です。
副細胞は、イオンチャネルを介したガード細胞の開閉に関与している。
また、ストーマからの水分の流出防止にも関与している。
ガード細胞と補助細胞の主な違いは、植物表皮上の構造です。
N.p., n.d. Web. 25 Apr. 2017.
2. Glover, Beverley J. “Differentiation in plant epidermal cells.”. ジャーナル・オブ・エクスペリメンタル・ボタニー。
