Ρητίνες
ΡΗΤΙΝΕΣ
οι ρητίνες ανήκουν στα κόμμεα και είναι φυτικά εκκρίματα που προκύπτουν από την λειτουργία του εκκριτικού ιστού ο οποίος εκκρίνει διάφορες ουσίες, απαραίτητες για ορισμένες λειτουργίες των φυτικών οργανισμών, αποβάλλοντας επίσης από τον οργανισμό διάφορα άχρηστα προϊόντα του μεταβολισμού. Στα ζώα αυτό γίνεται από εκκριτικούς αδένες. Η ρητίνη είναι μείγμα ενώσεων μεγάλου μοριακού βάρους που εκκρίνεται από φυτά και παράγονται σε ειδικά εκκριτικά όργανα. Είναι μη κρυσταλλικές ή ημίρρευστες διαφανείς ουσίες. Οι φυσικές ρητίνες αποτελούνται κυρίως από πολυμερισμένα οξέα, εστέρες και τερπενοειδή. Ο σχηματισμός είναι αποτέλεσμα τραυματισμού του φλοιού. Οι φυσικές ρητίνες (resin) είναι αδιάλυτες στο νερό, διαλυτές όμως στην αλκοόλη, στα λίπη και στους οργανικούς διαλύτες. Μπορούν γενικά να διακριθούν στις ρητίνες που διαλύονται στη αλκοόλη και σ' αυτές που διαλύονται στα έλαια.
Έκκριση είναι το βιολογικό φαινόμενο κατά το οποίο το κύτταρο συνθέτει διάφορα υλικά, τα οποία στη συνέχεια αποταμιεύει σε ειδικές θέσεις του πρωτοπλάστη ή τα αποβάλει από αυτόν. Σύμφωνα με τον ορισμό αυτόν η έκκριση είναι φαινόμενο που χαρακτηρίζει το σύνολο σχεδόν των φυτικών κυττάρων. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός του κυτταρικού τοιχώματος, η αφυμενίωση, η εναπόθεση κυρών, η αποφέλλωση των τοιχωμάτων, η μεταφορά ουσιών στο χυμοτόπιο και η αποβολή ουσιών από τον πρωτοπλάστη, συνιστούν εκκριτικές διαδικασίες. Εκτός όμως από τις γενικές εκκριτικές πορείες υπάρχουν και εξειδικευμένες. Αυτές πραγματοποιούνται από κύτταρα υψηλής διαφοροποίησης που ονομάζονται εκκριτικά και τα οποία απαντούν μεμονωμένα ή σε ομάδες, ή σχηματίζουν πολύπλοκες δομές. Αυτά παράγουν και στη συνέχεια εκκρίνουν ένα ειδικό προϊόν, το έκκριμα. Απαντούν σε όλους τους ιστούς, με εξαίρεση τον στηρικτικό και σε όλα τα φυτικά όργανα και συγκροτούν τους εκκριτικούς σχηματισμούς. Εκκρίνουν μεγάλη ποικιλία ουσιών, όπως ολιγοσακχαρίτες, πολυσακχαρίτες, λιπόφιλες ουσίες, πρωτεΐνες, υδατικά διαλύματα αλάτων. Συνήθως το έκκριμα είναι μίγμα ουσιών. Οι ουσίες του εκκρίματος αποτελούν ενδιάμεσα ή τελικά προϊόντα του μεταβολισμού των εκκριτικών κυττάρων. Στην τελευταία περίπτωση η έκκριση χαρακτηρίζεται ως απέκκριση. Η έκκριση εξυπηρετεί ποικίλες ανάγκες του φυτού.
Οι εκκριτικοί σχηματισμοί κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες. Εκείνοι της πρώτης κατηγορίας εξυπηρετούν φυσιολογικές ανάγκες του φυτού, ενώ της δεύτερης συμμετέχουν σε μηχανισμούς αλληλεπίδρασης του φυτού με το περιβάλλον και άλλους οργανισμούς. Στην πρώτη κατηγορία υπάγονται οι σχηματισμοί, που αποβάλουν νερό ή διαλύματα αλάτων ή συγκεντρώνουν και αποθηκεύουν σε ειδικές θέσεις προϊόντα ασυμβίβαστα με τον μεταβολισμό του φυτού. Κύριοι εκπρόσωποι της δεύτερης κατηγορίας είναι τα νεκτάρια και οι αδένες αιθέριων ελαίων, που προσελκύουν τους επικονιαστές των φυτών, οι νύσσουσες τρίχες που αποτρέπουν τους ζωικούς οργανισμούς και οι πεπτικοί αδένες των εντομοφάγων φυτών. Οι εκκριτικοί σχηματισμοί ταξινομούνται επίσης ανάλογα με την φύση του εκκρίματος που παράγουν σε ελαιαδένες, βλενναδένες, αλαταδένες κ.λ.π ή ανάλογα με τη θέση τους στο φυτικό σώμα. Σύμφωνα με το δεύτερο κριτήριο, οι εκκριτικοί σχηματισμοί διακρίνονται σε εσωτερικούς, που απαντούν σε εσωτερικές περιοχές του φυτικού σώματος και εξωτερικούς, που εντοπίζονται στην επιφάνεια του. Η μορφή των εκκριτικών σχηματισμών ποικίλλει. Οι απλούστεροι είναι μεμονωμένα κύτταρα που είναι διάσπαρτα σε πρωτογενείς και σε δευτερογενείς ιστούς, ενώ οι πολύπλοκοι είναι πολυκύτταρες δομές σύνθετης οργάνωσης. Οι εκκριτικοί σχηματισμοί προέρχονται κυρίως από το πρωτόδερμα και το θεμελιώδες μερίστωμα. Μερικοί από αυτούς όμως δημιουργούνται από το προκάμβιο ή το αγγειώδες κάμβιο. Στην παρούσα εργασία εξετάζουμε εκκρίματα που παράγονται από εκκριτικούς αγωγούς.
Οι εκκριτικοί αγωγοί είναι πολυκύτταροι σωληνοειδέις σχηματισμοί, που διατρέχουν το φυτικό σώμα και καταλήγουν σε δίφορες θέσεις του, χωρίς να επικοινωνούν με το εξωτερικό περιβάλλον. Αποτελούνται συνήθως από μονόστιβο αδενικό επιθήλιο, το οποίο περικλείει έναν κυλινδρικό μεσοκυττάριο χώρο, που ονομάζεται αυλός. Εκκριτικοί αγωγοί αναπτύσσονται σε όλα σχεδόν τα φυτικά όργανα και διατρέχουν κυρίως τον παρεγχυματικό και τον αγωγό ιστό (πρωτογενή και δευτερογενή). Προέρχονται από το θεμελιώδες μέριστωμα ή το κάμβιο. Μπορεί να ξεκινούν από τη ρίζα και να καταλήγουν στα φύλλα, να είναι ευθείς ή και να διακλαδίζονται.
1. Οι ρητινοφόροι αγωγοί παράγουν τη ρητίνη η οποία είναι μείγμα κατά κύριο λόγο τερπενίων. Απαντούν κυρίως στα κωνοφόρα, των οποίων διασχίζουν ολόκληρο το φυτικό σώμα από τις πρώτες φάσεις της ανάπτυξης του. Ιδιαίτερα μεγάλη ανάπτυξη έχουν στο δευτερογενές ξύλωμα όπου διαμορφώνουν ένα τρισδιάστατο σύστημα.
2. Οι ελαιοφόροι αγωγοί εμφανίζονται σε διάφορες οικογένειες σπερματοφύτων και παράγουν λιπόφιλο έκκριμα με διαφορετική σύσταση από τη ρητίνη. Το έκκριμα τους είναι μείγμα τερπενίων, κατά κύριο λόγο και αιθέριων ελαίων. Σε ορισμένες περιπτώσεις συνυπάρχουν πολυσακχαρίτες και άλλες ουσίες. Ο μηχανισμός έκκρισης των λιποφίλων συστατικών είναι παρόμοιος με εκείνον της ρητίνης. Το μείγμα τερπενίων πολυσακχαριτών αναφέρεται ως κομμεο – ρητίνη.
3. Οι Βλεννοφόροι αγωγοί διατρέχουν τον βλαστό, τη ρίζα και τα φύλλα ορισμένων φυτών. Αυτοί γεμίζουν με βλέννα, η οποία παράγεται στα δικτυοσωμάτια των επιθηλιακών κυττάρων. Σε ορισμένα φυτά οι βλεννοφόροι αγωγοί, εκτός από βλέννα περιέχουν και κυτταρικά υπολείμματα. Η παρουσία τους υποστηρίζει ότι στη δημιουργία του αυλού των αγωγών αυτών συμβάλλει και λύση κάποιων κυττάρων.
4. Οι κομμεοφόροι αγωγοί έχουν λυσιγενή προέλευση. Τα κόμμεα είναι μίγμα ρητινών και άμορφων πολυσακχαριτών, που προέρχονται από μεταμορφωμένα υλικά αποδιοργανωμένων κυτταρικών τοιχωμάτων και αμυλοκόκκων. Η μετατροπή τοιχωματικών υλικών σε κόμμεα ονομάζεται κομμίωση και εκδηλώνεται συνήθως μετά τον τραυματισμό ή την προσβολή του φυτού από μικροοργανισμούς. Οι αγωγοί κόμμεος δημιουργούνται από ομάδες εξειδικευμένων παρεγχυματικών κυττάρων. Τα κεντρικά κύτταρα των ομάδων αυτών υφίστανται κομμίωση, αποδιοργανώνονται και στη θέση τους δημιουργείται ο αυλός του αγωγού. Κομμίωση, μπορεί να υποστούν και τα κυτταρικά τοιχώματα αγγείων.
Οι εκκριτικές κοιλότητες ή εκκριτικά δοχεία είναι μεγάλοι σφαιρικοί ή ωοειδείς μεσοκυττάριοι χώροι γεμάτοι με έκκριμα, οι οποίοι περιβάλλονται από μερικές στιβάδες εκκριτικών και ιδιόμορφων παρεγχυματικών κυττάρων. Αναπτύσσονται αμέσως κάτω από την επιδερμίδα, αλλά και σε εσωτερικές θέσεις διαφόρων φυτικών οργάνων, συνήθως μεταξύ παρεγχυματικών κυττάρων. Ανάλογα με το περιεχόμενο τους διακρίνονται σε ελαιοφόρες, βλεννοφόρες και κοιλότητες κόμμεος. Οι γαλακτοφόροι σωλήνες είναι ετερογενής ομάδα εκκριτικών σχηματισμών που παράγουν τον γαλακτώδη χυμό. Αυτός είναι μίγμα ουσιών με διαφορετική σύσταση από φυτό σε φυτό. Περιέχει καουτσούκ, που είναι μείγμα πολυτερπενικών ενώσεων με βάση το ισοπρένιο, ρητίνες, κηρούς, πρωτεΐνες, οργανικά οξέα, άλατα, λιπίδια, ταννίνες, σάκχαρα, βλέννες, πρωτεολικά ένζυμα, τερπένια, κόμμεα, βιταμίνες, κρυστάλλους και ιδιόμορφους αμυλοκόκκους. Οι γαλακτοφόροι σωλήνες είναι μεμονωμένα πολύ επιμήκη κύτταρα ή συστοιχίες κυττάρων. Απαντούν σε πολλά δικοτυλήδονα, σε λίγα μονοκοτυλίδονα και σε ένα πτεριδόφυτο. Είναι πιθανόν ότι με τις ουσίες που περιέχουν, προστατεύουν το φυτό από την προσβολή μικροοργανισμών και ότι αποτρέπουν τα φυτοφάγα ζώα. Επίσης πρέπει να αναφερθεί ότι ο γαλακτώδης χυμός ορισμένων φυτών χρησιμοποιείται για την παρασκευή του καουτσούκ.
Οι φυσικές ρητίνες είναι αδιάλυτες στο νερό, διαλυτές όμως στην αλκοόλη, στα λίπη και στους οργανικούς διαλύτες. Μπορούν γενικά να διακριθούν στις ρητίνες που διαλύονται στη αλκοόλη και σ'αυτές που διαλύονται στα έλαια. Στις πρώτες ανήκουν τα βάλσαμα, ημιστερεά μίγματα ρητινών και αιθέριων ελαίων, τα οποία χρησιμοποιούσαν από την αρχαιότητα ως θεραπευτικά, η τερεβινθίνη, που χρησιμοποιείται ως διαλύτης, οι μαστίχες, το δάμμαρ, η σανδαράχη και οι λάκκες, που χρησιμοποιούνται ως συστατικά βερνικιών. Στις δεύτερες περιλαμβάνονται η ροζίνη, που λαμβάνεται από τη ρητίνη του πεύκου και χρησιμοποιείται στην σαπωνοποιία και σε πολλές άλλες χρήσεις, τα κοπάλια, που χρησιμοποιούνται στην βερνικοποιία, το ήλεκτρο (κεχριμπάρι), που είναι η σκληρότερη φυσική ρητίνη, η λάκα της ανατολής, που προέρχεται από ένα δέντρο ιθαγενές της Κίνας κ.ά.
Οι πιο συνηθισμένες φυτικές ρητίνες που χρησιμοποιήθηκαν πολύ στο παρελθόν και χρησιμοποιούνται ακόμη και σήμερα αν και σε μικρότερη έκταση είναι:
Ναυτικές ρητίνες από τα πεύκα (Pinus pinaster, P. sylvestris, P. Palustris και P. elliottii)
• Λάδανο που προέρχεται από το φυτό Cistus creticus (Cistaceae) της Κρήτης.
• Μαστίχα από το Pistacia lentiscus (Anacardiaceae) ιθαγενές της Χίου.
• Λιβάνι και μύρο που προέρχονται από τα φυτά Boswellia sacra (Burseraceae) και Commiphora abyssinica (Burseraceae) αντίστοιχα
• Λάκα από το Rhus verniciflua (Anacardiaceae) ιθαγενές της Κίνας
• Κοπάλ από τα φυτά Copaifera η Hymenaea (Fabaceae) ή Agathis (Araucariaceae)
• Δάμμαρις από φυτά του γένους Shorea (Dipterocarpaceae)
• Ήλεκτρο ή Κεχριμπάρι απολιθωμένη φυτική ρητίνη
Η ρητινοκαλλιέργεια είναι ένα πανάρχαιο επάγγελμα που χρονολογείται από το 300 π.Χ. Η παραγωγική του διαδικασία ασκείται συνεχώς και αδιαλείπτως στην Ελλάδα επί δυόμισι χιλιάδες χρόνια. Τότε με το βρασμό της ρητίνης έφτιαχναν την κολοφώνιο πίσσα, την οποία χρησιμοποιούσαν για φωτισμό, με την καύση δαυλών, για την στεγανοποίηση των ξύλινων ενώσεων των πλωτών μέσων της εποχής. Αργότερα το υγρό πυρ, προϊόν που περιείχε και ρητίνη και έσωσε το Βυζάντιο, αλλά και το προϊόν της πυρπόλησης του Τουρκικού στόλου στον αγώνα του 1821 βασίστηκε στη ρητίνη του πεύκου. Στο πρώτο τρίτο του περασμένου αιώνα, η Ελλάδα ήταν η Πέμπτη στην κατάταξη ρητινοπαραγωγός χώρα του Κόσμου. Η ρητίνευση, ακόμη και σήμερα, που βρίσκεται ιστορικά στο χαμηλότερο της σημείο, επιβιώνει και προσφέρει απασχόληση όχι μόνο στις αγροτικές περιοχές (π.χ. Εύβοια), αλλά και σε περιοχές μεγάλων ευκαιριών απασχόλησης, όπως σε τουριστικές (π.χ. Κασσάνδρα) και βιομηχανικές (π.χ. Ελευσίνα).
Από τα μέσα περίπου του περασμένου αιώνα, η ρητινοκαλλιέργεια είχε μεγάλη αύξηση της παραγωγής, όχι μόνο στην Ελλάδα αλλά και στις υπόλοιπες Μεσογειακές χώρες (Ιταλία, Γαλλία, Ισπανία, Πορτογαλία). Μάλιστα στην δεκαετία του '60 είχαμε παραγωγή στην Ελλάδα 42.000 τόνους, στην Πορτογαλία 120.000 τόνους, στην Ισπανία 60.000 τόνους και στη Γαλλία 40.000 τόνους. Σήμερα η παραγωγή είναι σχεδόν μηδενική στις Μεσογειακές χώρες. Στην Ελλάδα, η παραγωγή της ρητίνης αγγίζει τους 6.000 τόνους. Οι ρητίνες είναι πολύ διαδεδομένες στα Κωνοφόρα δέντρα, όπως είναι το κοινό πεύκο που ευδοκιμεί στην Εύβοια, τα οποία διαθέτουν ειδικούς ρητινοφόρους αγωγούς. Οι συγκεκριμένοι αγωγοί παράγουν ρητίνη, η οποία συλλέγεται από τους ρητινοπαραγωγούς. Μελέτες έδειξαν ότι τα ρητινευόμενα δάση χαλεπίου πεύκης της Ελλάδας είναι από τα πολυτιμότερα της χώρας μας αλλά αποδεκατίζονται λόγω των μεγάλων και συχνών πυρκαγιών.
Η συγκομιδή και μεταφορά της ρητίνης αποτελεί μια δύσκολη διαδικασία. Όπως είναι γνωστό, στη χώρα μας υπάρχει ένα μεγάλο ποσοστό δασικής έκτασης που το εκμεταλλεύονται οι ρητινοκαλλιεργητές για την παραγωγή ρητίνης. Η συγκομιδή ρητίνης από ζωντανά δέντρα μπορεί να γίνει με δυο μεθόδους: α. πελέκηση (χρησιμοποιείται σπάνια στη χώρα μας) και β. αποφλοίωση και χημική επίδραση. Και στις δυο, ο τραυματισμός (πλήγωση) δηλαδή η πελέκηση ή αποφλοίωση συνήθως αρχίζει από τη βάση του δέντρου και προχωρεί στο ανώτερο δυνατό ύψος που μπορεί να φτάσει ο ρητινεργάτης.
Η ρητίνη χρησιμοποιείται παραδοσιακά στη στεγανοποίηση ξύλινων πλοίων, στην κατασκευή του υγρού πυρός κατά τους μεσαιωνικούς χρόνους, στην παρασκευή του κρασιού ρετσίνα στην Ελλάδα από αμνημονεύτων ετών, και στην παρασκευή εμπλάστρων για ιατρικούς σκοπούς. Στις μέρες μας η ρητίνη χρησιμοποιείται σε βιομηχανική κλίμακα για την παραγωγή πολλών προϊόντων. Γι’ αυτό άλλωστε είναι απαραίτητη η παραγωγή της σε τεράστιες ποσότητες με αποτέλεσμα να αναπτυχθεί παράλληλα και η βιομηχανία παραγωγής συνθετικής ρητίνης. Παρόλη, όμως, την ευρεία χρήση της ρητίνης ως πρώτης ύλης σύγχρονων προϊόντων αιχμής η φυσική ρητίνη, που συγκομίζεται με πλήγωση από ζωντανά δέντρα, αντιμετωπίζει προβλήματα αγοράς λόγω υψηλού κοστολογίου συγκομιδής. Η χρήση συνθετικών ρητινών χαμηλότερου κόστους, έχει προκαλέσει τεράστια πτώση στη ζήτηση των αντίστοιχων φυσικών, κάτι που οδήγησε στη μείωση της παραγωγής της. Η ρητίνη χρησιμοποιείται στον τομέα της Βιομηχανικής Χημείας κατά τη διαδικασία της πεπτιδικής σύνθεσης καθώς αποτελεί κατάλληλο υπόστρωμα. Το νέφτι, δηλαδή το υγρό κλάσμα απόσταξης της ρητίνης, αποτελεί χρήσιμη ύλη στις βιομηχανίες υφασμάτων, χρωμάτων, αρωμάτων, καλλυντικών, φαρμάκων, λιπαντικών ουσιών και συνθετικών ρητινών. Το κολοφώνιο, δηλαδή το στερεό κλάσμα απόσταξης της ρητίνης, αποτελεί χρήσιμη ύλη στην τυπογραφία, υφαντουργία, μεταλλουργία, και στην παρασκευή ποικιλίας προϊόντων, όπως λιπαντικά, πλαστικά, αντιδιαβρωτικά, αρωματικά κεριά, αδιάβροχα υλικά, σφραγίσματα δοντιών, τεχνητά δόντια, έμπλαστρα, συντηρητικά, προσθετικά γεύσης σε τρόφιμα, ποτά και είδη ζαχαροπλαστικής, καταλύτες, επιβραδυντικά της φωτιάς, μουσαμάδες για δάπεδα, ταπετσαρίες, τεχνητά δέρματα, καλλυντικά, συνθετικό καουτσούκ, εντομοκτόνα, παρκετίνη, μονωτικά, τυπογραφική μελάνη, χρώματα, φάρμακα, κόλλες, προσθετικές ύλες στο χαρτί, τσίχλες για μάσηση, κ.ά.
Η παραγωγή φυσικής ρητίνης από τα δέντρα επηρεάζεται από παράγοντες που σχετίζονται με το δέντρο αλλά και την τεχνική ρητινεύσεως, όπως είναι: είδος δέντρου, κληρονομικότητα, μέγεθος κόμης, στηθαία διάμετρος, πλάτος μετώπου, ποιότητα εδάφους, καιρικές συνθήκες, διάρκεια ρητινεύσεως, αριθμός μετώπων και μέθοδος ρητινεύσεως.
οι ρητίνες ανήκουν στα κόμμεα και είναι φυτικά εκκρίματα που προκύπτουν από την λειτουργία του εκκριτικού ιστού ο οποίος εκκρίνει διάφορες ουσίες, απαραίτητες για ορισμένες λειτουργίες των φυτικών οργανισμών, αποβάλλοντας επίσης από τον οργανισμό διάφορα άχρηστα προϊόντα του μεταβολισμού. Στα ζώα αυτό γίνεται από εκκριτικούς αδένες. Η ρητίνη είναι μείγμα ενώσεων μεγάλου μοριακού βάρους που εκκρίνεται από φυτά και παράγονται σε ειδικά εκκριτικά όργανα. Είναι μη κρυσταλλικές ή ημίρρευστες διαφανείς ουσίες. Οι φυσικές ρητίνες αποτελούνται κυρίως από πολυμερισμένα οξέα, εστέρες και τερπενοειδή. Ο σχηματισμός είναι αποτέλεσμα τραυματισμού του φλοιού. Οι φυσικές ρητίνες (resin) είναι αδιάλυτες στο νερό, διαλυτές όμως στην αλκοόλη, στα λίπη και στους οργανικούς διαλύτες. Μπορούν γενικά να διακριθούν στις ρητίνες που διαλύονται στη αλκοόλη και σ' αυτές που διαλύονται στα έλαια.
Έκκριση είναι το βιολογικό φαινόμενο κατά το οποίο το κύτταρο συνθέτει διάφορα υλικά, τα οποία στη συνέχεια αποταμιεύει σε ειδικές θέσεις του πρωτοπλάστη ή τα αποβάλει από αυτόν. Σύμφωνα με τον ορισμό αυτόν η έκκριση είναι φαινόμενο που χαρακτηρίζει το σύνολο σχεδόν των φυτικών κυττάρων. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός του κυτταρικού τοιχώματος, η αφυμενίωση, η εναπόθεση κυρών, η αποφέλλωση των τοιχωμάτων, η μεταφορά ουσιών στο χυμοτόπιο και η αποβολή ουσιών από τον πρωτοπλάστη, συνιστούν εκκριτικές διαδικασίες. Εκτός όμως από τις γενικές εκκριτικές πορείες υπάρχουν και εξειδικευμένες. Αυτές πραγματοποιούνται από κύτταρα υψηλής διαφοροποίησης που ονομάζονται εκκριτικά και τα οποία απαντούν μεμονωμένα ή σε ομάδες, ή σχηματίζουν πολύπλοκες δομές. Αυτά παράγουν και στη συνέχεια εκκρίνουν ένα ειδικό προϊόν, το έκκριμα. Απαντούν σε όλους τους ιστούς, με εξαίρεση τον στηρικτικό και σε όλα τα φυτικά όργανα και συγκροτούν τους εκκριτικούς σχηματισμούς. Εκκρίνουν μεγάλη ποικιλία ουσιών, όπως ολιγοσακχαρίτες, πολυσακχαρίτες, λιπόφιλες ουσίες, πρωτεΐνες, υδατικά διαλύματα αλάτων. Συνήθως το έκκριμα είναι μίγμα ουσιών. Οι ουσίες του εκκρίματος αποτελούν ενδιάμεσα ή τελικά προϊόντα του μεταβολισμού των εκκριτικών κυττάρων. Στην τελευταία περίπτωση η έκκριση χαρακτηρίζεται ως απέκκριση. Η έκκριση εξυπηρετεί ποικίλες ανάγκες του φυτού.
Οι εκκριτικοί σχηματισμοί κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες. Εκείνοι της πρώτης κατηγορίας εξυπηρετούν φυσιολογικές ανάγκες του φυτού, ενώ της δεύτερης συμμετέχουν σε μηχανισμούς αλληλεπίδρασης του φυτού με το περιβάλλον και άλλους οργανισμούς. Στην πρώτη κατηγορία υπάγονται οι σχηματισμοί, που αποβάλουν νερό ή διαλύματα αλάτων ή συγκεντρώνουν και αποθηκεύουν σε ειδικές θέσεις προϊόντα ασυμβίβαστα με τον μεταβολισμό του φυτού. Κύριοι εκπρόσωποι της δεύτερης κατηγορίας είναι τα νεκτάρια και οι αδένες αιθέριων ελαίων, που προσελκύουν τους επικονιαστές των φυτών, οι νύσσουσες τρίχες που αποτρέπουν τους ζωικούς οργανισμούς και οι πεπτικοί αδένες των εντομοφάγων φυτών. Οι εκκριτικοί σχηματισμοί ταξινομούνται επίσης ανάλογα με την φύση του εκκρίματος που παράγουν σε ελαιαδένες, βλενναδένες, αλαταδένες κ.λ.π ή ανάλογα με τη θέση τους στο φυτικό σώμα. Σύμφωνα με το δεύτερο κριτήριο, οι εκκριτικοί σχηματισμοί διακρίνονται σε εσωτερικούς, που απαντούν σε εσωτερικές περιοχές του φυτικού σώματος και εξωτερικούς, που εντοπίζονται στην επιφάνεια του. Η μορφή των εκκριτικών σχηματισμών ποικίλλει. Οι απλούστεροι είναι μεμονωμένα κύτταρα που είναι διάσπαρτα σε πρωτογενείς και σε δευτερογενείς ιστούς, ενώ οι πολύπλοκοι είναι πολυκύτταρες δομές σύνθετης οργάνωσης. Οι εκκριτικοί σχηματισμοί προέρχονται κυρίως από το πρωτόδερμα και το θεμελιώδες μερίστωμα. Μερικοί από αυτούς όμως δημιουργούνται από το προκάμβιο ή το αγγειώδες κάμβιο. Στην παρούσα εργασία εξετάζουμε εκκρίματα που παράγονται από εκκριτικούς αγωγούς.
Οι εκκριτικοί αγωγοί είναι πολυκύτταροι σωληνοειδέις σχηματισμοί, που διατρέχουν το φυτικό σώμα και καταλήγουν σε δίφορες θέσεις του, χωρίς να επικοινωνούν με το εξωτερικό περιβάλλον. Αποτελούνται συνήθως από μονόστιβο αδενικό επιθήλιο, το οποίο περικλείει έναν κυλινδρικό μεσοκυττάριο χώρο, που ονομάζεται αυλός. Εκκριτικοί αγωγοί αναπτύσσονται σε όλα σχεδόν τα φυτικά όργανα και διατρέχουν κυρίως τον παρεγχυματικό και τον αγωγό ιστό (πρωτογενή και δευτερογενή). Προέρχονται από το θεμελιώδες μέριστωμα ή το κάμβιο. Μπορεί να ξεκινούν από τη ρίζα και να καταλήγουν στα φύλλα, να είναι ευθείς ή και να διακλαδίζονται.
1. Οι ρητινοφόροι αγωγοί παράγουν τη ρητίνη η οποία είναι μείγμα κατά κύριο λόγο τερπενίων. Απαντούν κυρίως στα κωνοφόρα, των οποίων διασχίζουν ολόκληρο το φυτικό σώμα από τις πρώτες φάσεις της ανάπτυξης του. Ιδιαίτερα μεγάλη ανάπτυξη έχουν στο δευτερογενές ξύλωμα όπου διαμορφώνουν ένα τρισδιάστατο σύστημα.
2. Οι ελαιοφόροι αγωγοί εμφανίζονται σε διάφορες οικογένειες σπερματοφύτων και παράγουν λιπόφιλο έκκριμα με διαφορετική σύσταση από τη ρητίνη. Το έκκριμα τους είναι μείγμα τερπενίων, κατά κύριο λόγο και αιθέριων ελαίων. Σε ορισμένες περιπτώσεις συνυπάρχουν πολυσακχαρίτες και άλλες ουσίες. Ο μηχανισμός έκκρισης των λιποφίλων συστατικών είναι παρόμοιος με εκείνον της ρητίνης. Το μείγμα τερπενίων πολυσακχαριτών αναφέρεται ως κομμεο – ρητίνη.
3. Οι Βλεννοφόροι αγωγοί διατρέχουν τον βλαστό, τη ρίζα και τα φύλλα ορισμένων φυτών. Αυτοί γεμίζουν με βλέννα, η οποία παράγεται στα δικτυοσωμάτια των επιθηλιακών κυττάρων. Σε ορισμένα φυτά οι βλεννοφόροι αγωγοί, εκτός από βλέννα περιέχουν και κυτταρικά υπολείμματα. Η παρουσία τους υποστηρίζει ότι στη δημιουργία του αυλού των αγωγών αυτών συμβάλλει και λύση κάποιων κυττάρων.
4. Οι κομμεοφόροι αγωγοί έχουν λυσιγενή προέλευση. Τα κόμμεα είναι μίγμα ρητινών και άμορφων πολυσακχαριτών, που προέρχονται από μεταμορφωμένα υλικά αποδιοργανωμένων κυτταρικών τοιχωμάτων και αμυλοκόκκων. Η μετατροπή τοιχωματικών υλικών σε κόμμεα ονομάζεται κομμίωση και εκδηλώνεται συνήθως μετά τον τραυματισμό ή την προσβολή του φυτού από μικροοργανισμούς. Οι αγωγοί κόμμεος δημιουργούνται από ομάδες εξειδικευμένων παρεγχυματικών κυττάρων. Τα κεντρικά κύτταρα των ομάδων αυτών υφίστανται κομμίωση, αποδιοργανώνονται και στη θέση τους δημιουργείται ο αυλός του αγωγού. Κομμίωση, μπορεί να υποστούν και τα κυτταρικά τοιχώματα αγγείων.
Οι εκκριτικές κοιλότητες ή εκκριτικά δοχεία είναι μεγάλοι σφαιρικοί ή ωοειδείς μεσοκυττάριοι χώροι γεμάτοι με έκκριμα, οι οποίοι περιβάλλονται από μερικές στιβάδες εκκριτικών και ιδιόμορφων παρεγχυματικών κυττάρων. Αναπτύσσονται αμέσως κάτω από την επιδερμίδα, αλλά και σε εσωτερικές θέσεις διαφόρων φυτικών οργάνων, συνήθως μεταξύ παρεγχυματικών κυττάρων. Ανάλογα με το περιεχόμενο τους διακρίνονται σε ελαιοφόρες, βλεννοφόρες και κοιλότητες κόμμεος. Οι γαλακτοφόροι σωλήνες είναι ετερογενής ομάδα εκκριτικών σχηματισμών που παράγουν τον γαλακτώδη χυμό. Αυτός είναι μίγμα ουσιών με διαφορετική σύσταση από φυτό σε φυτό. Περιέχει καουτσούκ, που είναι μείγμα πολυτερπενικών ενώσεων με βάση το ισοπρένιο, ρητίνες, κηρούς, πρωτεΐνες, οργανικά οξέα, άλατα, λιπίδια, ταννίνες, σάκχαρα, βλέννες, πρωτεολικά ένζυμα, τερπένια, κόμμεα, βιταμίνες, κρυστάλλους και ιδιόμορφους αμυλοκόκκους. Οι γαλακτοφόροι σωλήνες είναι μεμονωμένα πολύ επιμήκη κύτταρα ή συστοιχίες κυττάρων. Απαντούν σε πολλά δικοτυλήδονα, σε λίγα μονοκοτυλίδονα και σε ένα πτεριδόφυτο. Είναι πιθανόν ότι με τις ουσίες που περιέχουν, προστατεύουν το φυτό από την προσβολή μικροοργανισμών και ότι αποτρέπουν τα φυτοφάγα ζώα. Επίσης πρέπει να αναφερθεί ότι ο γαλακτώδης χυμός ορισμένων φυτών χρησιμοποιείται για την παρασκευή του καουτσούκ.
Οι φυσικές ρητίνες είναι αδιάλυτες στο νερό, διαλυτές όμως στην αλκοόλη, στα λίπη και στους οργανικούς διαλύτες. Μπορούν γενικά να διακριθούν στις ρητίνες που διαλύονται στη αλκοόλη και σ'αυτές που διαλύονται στα έλαια. Στις πρώτες ανήκουν τα βάλσαμα, ημιστερεά μίγματα ρητινών και αιθέριων ελαίων, τα οποία χρησιμοποιούσαν από την αρχαιότητα ως θεραπευτικά, η τερεβινθίνη, που χρησιμοποιείται ως διαλύτης, οι μαστίχες, το δάμμαρ, η σανδαράχη και οι λάκκες, που χρησιμοποιούνται ως συστατικά βερνικιών. Στις δεύτερες περιλαμβάνονται η ροζίνη, που λαμβάνεται από τη ρητίνη του πεύκου και χρησιμοποιείται στην σαπωνοποιία και σε πολλές άλλες χρήσεις, τα κοπάλια, που χρησιμοποιούνται στην βερνικοποιία, το ήλεκτρο (κεχριμπάρι), που είναι η σκληρότερη φυσική ρητίνη, η λάκα της ανατολής, που προέρχεται από ένα δέντρο ιθαγενές της Κίνας κ.ά.
Οι πιο συνηθισμένες φυτικές ρητίνες που χρησιμοποιήθηκαν πολύ στο παρελθόν και χρησιμοποιούνται ακόμη και σήμερα αν και σε μικρότερη έκταση είναι:
Ναυτικές ρητίνες από τα πεύκα (Pinus pinaster, P. sylvestris, P. Palustris και P. elliottii)
• Λάδανο που προέρχεται από το φυτό Cistus creticus (Cistaceae) της Κρήτης.
• Μαστίχα από το Pistacia lentiscus (Anacardiaceae) ιθαγενές της Χίου.
• Λιβάνι και μύρο που προέρχονται από τα φυτά Boswellia sacra (Burseraceae) και Commiphora abyssinica (Burseraceae) αντίστοιχα
• Λάκα από το Rhus verniciflua (Anacardiaceae) ιθαγενές της Κίνας
• Κοπάλ από τα φυτά Copaifera η Hymenaea (Fabaceae) ή Agathis (Araucariaceae)
• Δάμμαρις από φυτά του γένους Shorea (Dipterocarpaceae)
• Ήλεκτρο ή Κεχριμπάρι απολιθωμένη φυτική ρητίνη
Η ρητινοκαλλιέργεια είναι ένα πανάρχαιο επάγγελμα που χρονολογείται από το 300 π.Χ. Η παραγωγική του διαδικασία ασκείται συνεχώς και αδιαλείπτως στην Ελλάδα επί δυόμισι χιλιάδες χρόνια. Τότε με το βρασμό της ρητίνης έφτιαχναν την κολοφώνιο πίσσα, την οποία χρησιμοποιούσαν για φωτισμό, με την καύση δαυλών, για την στεγανοποίηση των ξύλινων ενώσεων των πλωτών μέσων της εποχής. Αργότερα το υγρό πυρ, προϊόν που περιείχε και ρητίνη και έσωσε το Βυζάντιο, αλλά και το προϊόν της πυρπόλησης του Τουρκικού στόλου στον αγώνα του 1821 βασίστηκε στη ρητίνη του πεύκου. Στο πρώτο τρίτο του περασμένου αιώνα, η Ελλάδα ήταν η Πέμπτη στην κατάταξη ρητινοπαραγωγός χώρα του Κόσμου. Η ρητίνευση, ακόμη και σήμερα, που βρίσκεται ιστορικά στο χαμηλότερο της σημείο, επιβιώνει και προσφέρει απασχόληση όχι μόνο στις αγροτικές περιοχές (π.χ. Εύβοια), αλλά και σε περιοχές μεγάλων ευκαιριών απασχόλησης, όπως σε τουριστικές (π.χ. Κασσάνδρα) και βιομηχανικές (π.χ. Ελευσίνα).
Από τα μέσα περίπου του περασμένου αιώνα, η ρητινοκαλλιέργεια είχε μεγάλη αύξηση της παραγωγής, όχι μόνο στην Ελλάδα αλλά και στις υπόλοιπες Μεσογειακές χώρες (Ιταλία, Γαλλία, Ισπανία, Πορτογαλία). Μάλιστα στην δεκαετία του '60 είχαμε παραγωγή στην Ελλάδα 42.000 τόνους, στην Πορτογαλία 120.000 τόνους, στην Ισπανία 60.000 τόνους και στη Γαλλία 40.000 τόνους. Σήμερα η παραγωγή είναι σχεδόν μηδενική στις Μεσογειακές χώρες. Στην Ελλάδα, η παραγωγή της ρητίνης αγγίζει τους 6.000 τόνους. Οι ρητίνες είναι πολύ διαδεδομένες στα Κωνοφόρα δέντρα, όπως είναι το κοινό πεύκο που ευδοκιμεί στην Εύβοια, τα οποία διαθέτουν ειδικούς ρητινοφόρους αγωγούς. Οι συγκεκριμένοι αγωγοί παράγουν ρητίνη, η οποία συλλέγεται από τους ρητινοπαραγωγούς. Μελέτες έδειξαν ότι τα ρητινευόμενα δάση χαλεπίου πεύκης της Ελλάδας είναι από τα πολυτιμότερα της χώρας μας αλλά αποδεκατίζονται λόγω των μεγάλων και συχνών πυρκαγιών.
Η συγκομιδή και μεταφορά της ρητίνης αποτελεί μια δύσκολη διαδικασία. Όπως είναι γνωστό, στη χώρα μας υπάρχει ένα μεγάλο ποσοστό δασικής έκτασης που το εκμεταλλεύονται οι ρητινοκαλλιεργητές για την παραγωγή ρητίνης. Η συγκομιδή ρητίνης από ζωντανά δέντρα μπορεί να γίνει με δυο μεθόδους: α. πελέκηση (χρησιμοποιείται σπάνια στη χώρα μας) και β. αποφλοίωση και χημική επίδραση. Και στις δυο, ο τραυματισμός (πλήγωση) δηλαδή η πελέκηση ή αποφλοίωση συνήθως αρχίζει από τη βάση του δέντρου και προχωρεί στο ανώτερο δυνατό ύψος που μπορεί να φτάσει ο ρητινεργάτης.
Η ρητίνη χρησιμοποιείται παραδοσιακά στη στεγανοποίηση ξύλινων πλοίων, στην κατασκευή του υγρού πυρός κατά τους μεσαιωνικούς χρόνους, στην παρασκευή του κρασιού ρετσίνα στην Ελλάδα από αμνημονεύτων ετών, και στην παρασκευή εμπλάστρων για ιατρικούς σκοπούς. Στις μέρες μας η ρητίνη χρησιμοποιείται σε βιομηχανική κλίμακα για την παραγωγή πολλών προϊόντων. Γι’ αυτό άλλωστε είναι απαραίτητη η παραγωγή της σε τεράστιες ποσότητες με αποτέλεσμα να αναπτυχθεί παράλληλα και η βιομηχανία παραγωγής συνθετικής ρητίνης. Παρόλη, όμως, την ευρεία χρήση της ρητίνης ως πρώτης ύλης σύγχρονων προϊόντων αιχμής η φυσική ρητίνη, που συγκομίζεται με πλήγωση από ζωντανά δέντρα, αντιμετωπίζει προβλήματα αγοράς λόγω υψηλού κοστολογίου συγκομιδής. Η χρήση συνθετικών ρητινών χαμηλότερου κόστους, έχει προκαλέσει τεράστια πτώση στη ζήτηση των αντίστοιχων φυσικών, κάτι που οδήγησε στη μείωση της παραγωγής της. Η ρητίνη χρησιμοποιείται στον τομέα της Βιομηχανικής Χημείας κατά τη διαδικασία της πεπτιδικής σύνθεσης καθώς αποτελεί κατάλληλο υπόστρωμα. Το νέφτι, δηλαδή το υγρό κλάσμα απόσταξης της ρητίνης, αποτελεί χρήσιμη ύλη στις βιομηχανίες υφασμάτων, χρωμάτων, αρωμάτων, καλλυντικών, φαρμάκων, λιπαντικών ουσιών και συνθετικών ρητινών. Το κολοφώνιο, δηλαδή το στερεό κλάσμα απόσταξης της ρητίνης, αποτελεί χρήσιμη ύλη στην τυπογραφία, υφαντουργία, μεταλλουργία, και στην παρασκευή ποικιλίας προϊόντων, όπως λιπαντικά, πλαστικά, αντιδιαβρωτικά, αρωματικά κεριά, αδιάβροχα υλικά, σφραγίσματα δοντιών, τεχνητά δόντια, έμπλαστρα, συντηρητικά, προσθετικά γεύσης σε τρόφιμα, ποτά και είδη ζαχαροπλαστικής, καταλύτες, επιβραδυντικά της φωτιάς, μουσαμάδες για δάπεδα, ταπετσαρίες, τεχνητά δέρματα, καλλυντικά, συνθετικό καουτσούκ, εντομοκτόνα, παρκετίνη, μονωτικά, τυπογραφική μελάνη, χρώματα, φάρμακα, κόλλες, προσθετικές ύλες στο χαρτί, τσίχλες για μάσηση, κ.ά.
Η παραγωγή φυσικής ρητίνης από τα δέντρα επηρεάζεται από παράγοντες που σχετίζονται με το δέντρο αλλά και την τεχνική ρητινεύσεως, όπως είναι: είδος δέντρου, κληρονομικότητα, μέγεθος κόμης, στηθαία διάμετρος, πλάτος μετώπου, ποιότητα εδάφους, καιρικές συνθήκες, διάρκεια ρητινεύσεως, αριθμός μετώπων και μέθοδος ρητινεύσεως.
