Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad augalų pasaulis nejuda. Tačiau stebint galima suprasti, kad tai nėra visiškai tiesa. Augalų judėjimas yra labai lėtas. Jie auga, ir tai įrodo, kad jie daro tam tikrus augimo judesius. Jei pasodinsite pupelių sėklą į dirvą, esant palankioms sąlygoms, ji pradeda augti, sėja per dirvą, iškeldama du sėklaskilčius. Šilumos ir šviesos įtakoje jie pradeda žaliuoti ir judėti aukštyn. Per du mėnesius ant augalo pasirodys vaisiai.
Augalų augimo tempas
Norėdami pastebėti judėjimą, galite nufilmuoti specialų vaizdo įrašą. Dėl to per kelias sekundes galima pastebėti, kas vyksta per dieną. Augalų augimo judesiai paspartėja šimtus kartų: prieš mūsų akis dirvožemyje kelią skinasi daigai, ant medžių žydi pumpurai, išsipučia ir žydi žiedpumpuriai. Tiesą sakant, bambukas auga labai greitaiminutę 0,6 mm. Kai kurių grybų vaisiakūniai turi dar didesnį augimo tempą. Vos per minutę diktoforo dydis padidėja 5 mm. Didžiausią judrumą turi apatiniai augalai – tai dumbliai ir grybai. Pavyzdžiui, chlamidomonas (dumbliai) akvariume gali greitai persikelti su žvyneliais į saulės apšviestą pusę. Taip pat juda daug zoosporų, kurios tarnauja dauginimuisi (dumbliuose ir grybuose). Bet grįžkime prie sudėtingesnių augalų. Žydintys augalai atlieka įvairius judesius, susijusius su augimo procesu. Jie yra dviejų tipų – tai tropizmas ir nastija.
Tropizmai
Tropizmai vadinami vienpusiais judesiais, kurie reaguoja į bet kokius dirginančius veiksnius: šviesą, chemines medžiagas, gravitaciją. Jei ant palangės padėsite miežių ar avižų grūdų daigus, po kurio laiko jie visi pasuks gatvės link. Toks augalų judėjimas šviesos link vadinamas fototropizmu. Augalai geriau išnaudoja saulės energiją.
Daugeliui kyla klausimas: kodėl stiebas ištįsta, o šaknis auga žemyn? Tokie augalų judėjimo pavyzdžiai vadinami geotropizmu. Šiuo atveju stiebas ir šaknis skirtingai reaguoja į gravitaciją. Judėjimas nukreiptas įvairiomis kryptimis. Stiebas driekiasi aukštyn, priešinga kryptimi nuo gravitacijos veikimo - tai neigiamas geotropizmas. Šaknis elgiasi kitaip, auga gravitacijos judėjimo kryptimi – tai teigiamas geotropizmas. Visi tropizmai skirstomi įteigiamas ir neigiamas.
Pavyzdžiui, žiedadulkių vamzdelis išdygsta žiedadulkių grūdelyje. Savo rūšies augale augimas eina tiesiai į viršų ir pasiekia kiaušialąstę, šis reiškinys vadinamas teigiamu chemotropizmu. Jei žiedadulkės nukrenta ant kitos rūšies žiedo, tada vamzdelis augimo metu išsilenkia, neauga tiesiai, šis procesas neleidžia apvaisinti kiaušinėlio. Tampa akivaizdu, kad grūstuve išskirtos medžiagos sukelia teigiamą chemotropizmą savo rūšių augalams ir neigiamą chemotropizmą svetimoms rūšims.
Darvino atradimas
Dabar aišku, kad tropizmai vaidina didelį vaidmenį augalų judėjimo procese. Pirmasis tropizmą sukeliančias priežastis tyrinėjo didysis anglas Charlesas Darwinas. Būtent jis nustatė, kad dirginimas suvokiamas augimo taške, o lenkimas – žemiau, ląstelės tempimo zonose. Mokslininkas pasiūlė, kad augimo taške atsiranda medžiaga, kuri įteka į tempimo zoną ir ten įvyksta lenkimas. Darvino amžininkai nesuprato ir nepriėmė šios naujoviškos jo idėjos. Tik XX amžiuje mokslininkai empiriškai įrodė atradimo teisingumą. Paaiškėjo, kad augimo kūgeliuose (stiebe ir šaknyje) susidaro tam tikras hormonas heteroauksinas, kitaip – beta-indolacto organinė rūgštis. Apšvietimas turi įtakos šios medžiagos pasiskirstymui. Šešėlinėje pusėje heteroauksino mažiau, saulėtoje – daugiau. Hormonas pagreitina medžiagų apykaitą, todėl šešėlinė pusė linkusi link šviesos.
Nastia
Susipažinkime su kitomis judėjimo savybėmisaugalai, vadinami nastija. Šie judesiai yra susiję su difuziniu aplinkos sąlygų poveikiu. Nastia savo ruožtu gali būti teigiama ir neigiama.
Kiaulpienių žiedynai (krepšeliai) atsiveria ryškioje šviesoje, o užsidaro sutemus, esant prastam apšvietimui. Šis procesas vadinamas fotonastija. Kvapiajame tabake viskas yra atvirkščiai: sumažėjus šviesai pradeda skleistis žiedai. Čia atsiranda neigiamas fotonastijos aspektas.
Kai oro temperatūra nukrenta, šafrano žiedai užsidaro – tai termonastijos apraiška. Nastia iš esmės taip pat turi netolygų augimą. Stipriai augant viršutinėms žiedlapių pusėms, atsidaro, o jei apatinės pusės yra stipresnės, gėlė užsidaro.
Sutraukiamieji judesiai
Kai kurių rūšių augalų dalių judėjimas yra greitesnis nei augimas. Pavyzdžiui, susitraukiantys judesiai atsiranda esant oksaliui arba drovioms mimozoms.
Shamey mimoza auga Indijoje. Palietus ji akimirksniu sulenkia lapus. Oksaliai auga mūsų miškuose, dar vadinami kiškio kopūstais. Dar 1871 metais profesorius Batalinas pastebėjo nuostabias šio augalo savybes. Vieną dieną, grįžęs iš pasivaikščiojimo miške, mokslininkas surinko krūvą rūgščių. Purtant palei trinkelių grindinį (važiavo kabina), augalo lapai susilankstė. Taigi profesorius susidomėjo šiuo reiškiniu ir buvo atrasta nauja savybė: veikiamas dirgiklių, augalas sulenkia lapus.
Vakare surūgę lapai taip pat susilanksto ir įdebesuotas oras tai būna anksčiau. Esant stipriai saulės šviesai, vyksta ta pati reakcija, tačiau po to lapų atsivėrimas atsistato maždaug po 40–50 minučių.
Judėjimo mechanizmas
Taigi, kaip oksalio ir siaubingų mimozų lapai daro susitraukiančius judesius? Šis mechanizmas yra susijęs su susitraukiančiu b altymu, kuris pradeda veikti stimuliuojant. Sumažėjus b altymų, išeikvojama kvėpavimo procese susidariusi energija. Jis kaupiasi augale ATP (adenozintrifosforo rūgšties) pavidalu. Sudirgus ATP suyra, nutrūksta ryšys su susitraukiančiais b altymais ir išsiskiria ATP esanti energija. Dėl šio proceso lapai sulankstomi. Tik po tam tikro laiko vėl susidaro ATP, taip yra dėl kvėpavimo proceso. Ir tik tada lapai vėl gali atsiverti.
Sužinojome, kokius judesius daro augalai (mimozos ir oksaliai), reaguodami į dirginančius veiksnius. Verta paminėti, kad sumažėjimas atsiranda ne tik pasikeitus aplinkai, bet ir dėl vidinių veiksnių (kvėpavimo proceso). Oksalis sulanksto lapus sutemus, tačiau pradeda juos atverti ne saulėtekio metu, o naktį, kai ląstelėse susikaupia pakankamas ATP kiekis ir atsistato ryšys su susitraukiančiais b altymais.
Funkcijos
Pavyzdyje pateiktas augalų judėjimas turi savo ypatybes. Oksalių stebėjimas gamtoje sukėlė staigmenų. Proskynoje su šios rūšies augalų mase, kai visiaugalai, lapai atviri, buvo egzempliorių su uždarais lapais. Kaip paaiškėjo, šie augalai tuo metu žydėjo (nors vasarą gėlės yra neaiškios išvaizdos). Žydėdamas oksalis išleidžia daug medžiagų žiedams formuoti, tiesiog neturi pakankamai energijos lapams atidaryti.
Jei lygintume gyvūnus ir augalus, verta pastebėti, kad susitraukimo judesius juose veikia tos pačios priežastys. Yra panašių reakcijų į dirgiklį, tačiau yra latentinis dirginimo laikotarpis. Rūgštyje jis yra 0,1 s. Mimozoje su ilgalaikiu dirginimu jis yra 0,14 s.
Reakcija į prisilietimą
Atsižvelgiant į augalų judesius, verta paminėti, kad yra atvejų, kurie gali pakeisti audinių įtempimą palietus. Gerai žinomas pašėlęs agurkas subrendęs, sudirgęs, sugeba išspjauti sėklas. Netekus vandens ar esant slėgiui vidinio apyvaisio audinio turgoras didėja netolygiai, o vaisius iš karto atsiveria. Panašus vaizdas atsiranda palietus jautrų augalą. Gali būti, kad nastijose vyrauja ne augimas, o susitraukiantys judesiai, tačiau mokslininkai tai vis dar tiria.
Bendra augalų judesių klasifikacija
Augalų judėjimą mokslininkai paprastai klasifikuoja taip:
- Citoplazmos ir organelių judėjimas – tarpląsteliniai judesiai.
- Ląstelių judėjimas naudojant specialias žiuželes.
- Augimas, pagrįstas augimo ląstelių pailgėjimu – tai apima šaknų, ūglių, ašinių organų pailgėjimą, lapų augimą.
- Šaknų plaukelių, žiedadulkių vamzdelių, samanų protonemos augimas, tai yra viršūninis augimas.
- Stomataliniai judesiai – turgoriniai atvirkštiniai judesiai.
Lokomotyviniai ir citoplazmos judesiai būdingi ir augalų, ir gyvūnų ląstelėms. Likusios rūšys priklauso tik augalams.
Gyvūnų judėjimas
Apsvarstėme pagrindinius augalų judesius. Kaip gyvūnai juda ir kuo šie procesai gyvūnuose ir augaluose skiriasi?
Visų tipų gyvūnai, skirtingai nei augalai, gali judėti erdvėje. Tai labai priklauso nuo aplinkos. Organizmai gali judėti po žeme, paviršiuje, vandenyje, ore ir pan. Daugelis turi galimybę judėti panašiai kaip žmogus. Viskas priklauso nuo įvairių veiksnių: skeleto struktūros, galūnių buvimo, jų formos ir daug daugiau. Gyvūnų judėjimas skirstomas į keletą tipų, iš kurių pagrindiniai yra šie:
- Amebicas. Toks judėjimas būdingas ameboms – to paties pavadinimo organizmams. Tokių organizmų kūnas vienaląstis, jis juda pseudopodų – specialių ataugų – pagalba.
- Paprasčiausias. Panašus į amebinį judėjimą. Paprasčiausi vienaląsčiai organizmai juda sukamaisiais, svyruojančiais, bangas primenančiais judesiais aplink savo kūną.
- Reaktyvus. Toks judėjimas būdingas ir paprasčiausiems organizmams. Šiuo atveju judėjimas į priekį vyksta dėl specialių gleivių išsiskyrimo, kurios stumia kūną.
- Raumeningas. Tobuliausias judėjimo tipas, būdingas visiems daugialąsčiams organizmams. Tai apima ir žmogų – aukščiausią gamtos kūrinį.
Kuo skiriasi augalų ir gyvūnų judėjimas
Kiekvienas gyvūnas savo judėjime siekia kažkokio tikslo – tai maisto paieška, vietos keitimas, apsauga nuo užpuolimų, dauginimasis ir daug daugiau. Pagrindinė bet kokio judėjimo savybė yra viso organizmo judėjimas. Kitaip tariant, gyvūnas juda visu kūnu. Tai yra pagrindinis atsakymas į klausimą, kuo augalų judesiai skiriasi nuo gyvūnų judesių.
Didžioji dauguma augalų yra prisirišę. Šaknų sistema tam yra būtina dalis, ji yra nejudanti konkrečioje vietoje. Jei augalas bus atskirtas nuo šaknies, jis tiesiog mirs. Augalai negali savarankiškai judėti erdvėje.
Daugelis augalų gali atlikti bet kokius susitraukiančius judesius, kaip aprašyta aukščiau. Jie sugeba atidaryti žiedlapius, sulankstyti lapus, kai yra sudirgę, ir netgi gaudyti vabzdžius (musagraužį). Tačiau visi šie judesiai vyksta tam tikroje vietoje, kur auga šis augalas.
Išvados
Augalų judesiai daugeliu atžvilgių skiriasi nuo gyvūnų judėjimo, tačiau jie vis tiek egzistuoja. Augalų augimas yra aiškus to patvirtinimas. Pagrindiniai skirtumai tarp jų yra šie:
- Augalas yra vienoje vietoje, daugeliu atvejų turi šaknį. Bet koks gyvūnas gali judėti erdvėje įvairiais būdais.
- Jųgyvūnų judėjimas visada turi konkretų tikslą.
- Gyvūnas juda visu kūnu. Augalas gali judėti atskiromis dalimis.
Judėjimas yra gyvenimas, visi žino šį posakį. Visi gyvi organizmai mūsų planetoje gali judėti, net jei jie turi tam tikrų skirtumų.
