Kiekvienas gyvas padaras turi savo prisitaikymą normaliam gyvenimui, leidžiantį apsiginti nuo įvairių bėdų – nuo priešų iki klimato negandų. Ne išimtis ir augalai. Pavyzdžiui, dumbliai, norėdami apsisaugoti nuo vandens tėkmės jėgos ir jo greičio, turi specializuotus rizoidus – siurbtukus, kurie prisitvirtina prie substrato ir lieka vietoje.
Tačiau tam skirti aukštesni augalai turi labai skirtingos formos ir ilgio šaknis. Tačiau tuo pačiu metu reikia apsaugoti ir patį požeminį organą, nes dirvožemis yra gana kieta buveinė. Tam jam padeda šaknies dangtelis, kurio struktūrines ypatybes aptarsime šiame straipsnyje.
Augalų struktūros ypatumai
Nuo pat pradinės mokyklos kiekvienas vaikas žino pagrindinius aukštesniojo augalo kūno sandaros ypatumus. Žinoma, vidinis turinys daugeliui lieka neištirtas, išskyrus specialiai besidominčius žmones. Tačiau išoriniai organai žino viską. Tai yra:
- ūglis, pavaizduotas išorine dalimi: stiebu, lapeliu, žiedu (sėkliams);
- požeminė dalis, suformuota šaknų sistemos.
Todėl nieko neįprasto čia pavadinti negalima. Vienintelis skirtumas tarp visų atstovų yra reprodukcijos metodas ir atitinkamai reprodukcinių organų struktūra. Gimnosėkliuose – kūgis su sėklomis, gaubtasėkliuose – žiedas su vidiniais dauginimosi organais, sporose – sporangija su sporomis.
Tačiau augalų šaknys yra tas pats organas visoms nurodytoms grupėms. Jie yra svarbi jos požeminė dalis, atliekanti daugybę gyvybiškai svarbių funkcijų.
- Šaknis kaip inkaras įtvirtina augalą dirvoje.
- Tarnauja vandeniui ir jame ištirpusioms mineralinėms medžiagoms sugerti ir pravesti per kūną.
- Daugelio rūšių atveju tai yra papildomų maistinių medžiagų kaupimosi vieta.
- Suteikia teigiamą geotropizmą visiems atstovams (šaknies galiukas atlieka ypatingą vaidmenį).
- Kai kurioms rūšims jis tarnauja kaip papildomas organas, sugeriantis deguonį iš oro ar vandens.
Akivaizdu, kad šis organas yra nepaprastai svarbus. Yra žinoma, kad persodinant kambarinį augalą pakankamai stipriai pažeidžiant šaknų sistemą, jis žus arba labai ilgai sirgs. Taip yra dėl to, kad atkuriamos augalų šaknys, kaip ir visi kiti organai, tačiau esant dideliems pažeidimams, jie pradeda mirti.
Augalų šaknys: rūšys
Natūralu, kad požeminis augalo organas turi turėti tokias struktūrines ir vystymosi ypatybes, kurios leistų jam būti kuo patvaresniam ir atsparesniam mechaniniam poveikiui.žalą. Svarbų vaidmenį čia atlieka šaknies dangtelis. Tačiau prieš svarstydami šį organą iš vidaus, paanalizuokime, koks jis yra iš išorės.
Visų tipų šaknis galima suskirstyti į tris kategorijas.
- Pagrindinė – centrinė šaknis, kuri pradeda augti pirmoji.
- Šoninės šaknys yra šakos, atsirandančios ant pagrindinės per visą gyvenimą.
- Adnexia – ant stiebo susidaro daug plaukelių, kurių dydis gali būti įvairus: nuo plonų ir beveik nepastebimų iki milžiniškų stulpelių atramų.
Kartu jie suteikia visai gamyklai aukščiau nurodytas funkcijas.
Šaknų tipai
Šaknų tipai – tai tos modifikacijos ir neįprastos jų apraiškos, kurios randamos augaluose gamtoje. Jie formuojami norint prisitaikyti arba prie specifinių augimo sąlygų, arba laimėti konkurenciją dėl teritorijos ir mineralinės mitybos, vandens. Yra keli dažniausiai pasitaikantys tipai.
- Atraminės šaknys yra atsitiktinės, besitęsiančios nuo stiebo ir savaime įsitvirtinančios dirvoje. Sukurtas siekiant dar labiau sustiprinti plačią medžio vainiką. Tokie augalai vadinami banjanais.
- Šaknys – papildomai sustiprina augalą kai kurių substratų paviršiuje. Pavyzdžiui, gebenės, laukinės vynuogės, pupelės, žirniai ir kt.
- Siurbtukai yra parazitinių ir pusiau parazitinių augalų adaptacijos, kurios prasiskverbia pro šeimininko stiebus, kad išsiurbtų iš jo maistines medžiagas. Kiti jų vardai yra haustoria. Pavyzdys: amalas, petrovinis kryžius, gudruolis ir kt.
- Kvėpavimo šaknys. Tai yra šoninės šaknys, kurios padeda absorbuoti deguonį augalų augimo sąlygomis esant perteklinei drėgmei. Pavyzdys: mangrovė, trapus gluosnis, pelkinis kiparisas.
- Oras – atsitiktinės šaknys, kurios atlieka papildomos drėgmės iš oro sugėrimo funkciją. Pavyzdys: orchidėjos ir kiti epifitai.
- Gumbeliai – požeminis šoninių ir atsitiktinių šaknų augimas, siekiant kaupti sudėtinius angliavandenius ir kitus junginius. Pavyzdys: bulvės.
- Šakniavaisiai – požeminis organas, susidaręs augant pagrindinei šaknies, kaupiančios maistines medžiagas. Pavyzdžiai: morkos, ridikai, burokėliai ir kt.
Taigi mes ištyrėme augalo šaknies dalis, kurias galima pamatyti plika akimi, jei ji paleidžiama nuo žemės.
Augalų šaknų sistema
Visi priskirti kiekvieno augalo šaknų tipai sudaro visą sistemą. Jis vadinamas root ir būna dviejų pagrindinių tipų.
- Pluoštinis – ryškus šoninis ir priedinis, pagrindinio dalyko nesimato.
- Strypas - centrinė pagrindinė šaknis aiškiai išreikšta, o šoninės ir priedinės šaknys yra silpnos.
Tokie šaknų sistemos tipai būdingi visiems floros gaubtasėkliams.
Augalo šaknies struktūros ypatumai (lentelė)
Dabar pažvelkime į augalo vidų, kad pasiektume ir ištirtume šaknies kepurėlę, kurios struktūrinės ypatybės labai padeda visam organizmui. Tačiau, išskyrus šaknies viršūnęyra ir kitų jo dalių. Norint atsižvelgti į visas augalo šaknies struktūrines ypatybes, lentelė bus labai patogi.
| Šaknies dalis | Pastato ypatybės | Funkcija paleisti |
| Caliptra arba šaknies dangtelis | Išsami informacija žemiau. | Apsauga nuo mechaninių pažeidimų (pagrindinė) |
| Skilimo zona | Atstovauja mažos ląstelės su tankia citoplazma ir dideliais branduoliais. Dalijimasis vyksta nuolat, nes čia yra viršūninė meristema, iš kurios atsiranda visos kitos šaknies ląstelės ir audiniai. Zonos spalva žiūrint yra tamsi, šiek tiek gelsva. Dydis yra maždaug vienas milimetras. | Pagrindinė funkcija – užtikrinti nuolatinį dalijimąsi ir nediferencijuotų ląstelių masės didėjimą, kurios vėliau pateks į skirtingas specializacijas. |
| Ištempimo (augimo) zona | Atstovauja didelėmis ląstelėmis su ląstelių sienelėmis, kurios laikui bėgant pablogėjo. Kol jos dar minkštos, šios konstrukcijos sukaupia daug vandens, išsitempia ir taip stumia šaknies kepurėlę giliau į žemę. Šios srities dydis yra keli milimetrai, žiūrint ji permatoma. | Augalo tempimas ir perkėlimas gilyn į dirvą. |
| Sugerties, diferenciacijos zona | Susidaro iš mitochondrijų turtingų ląstelių, kurios susijungia į epiblemą arba rizodermą. Tai yra vientisas audinys, dengiantis šioje srityje esančių šaknų plaukelių išorę. Jie gali būti įvairaus dydžio ir ilgio. Kai kurie iš jų miršta, bet žemiauformuojasi nauji. Ši zona yra kelių centimetrų dydžio ir aiškiai matoma. | Dirvožemio tirpalo ir vandens sugėrimas iš žemės |
| Konferencijų zona | Atstovauja egzodermos ląstelės. Tai audinys, kuris pakeičia epiblemą. Egzodermos ląstelės turi storas sieneles, dažnai sudegintas ir atrodo kaip kamštis. Šios dalies šaknis yra plonesnė, bet patvari, ši sritis yra pirminė žievė. Svarstant apie perėjimą nuo epiblemos prie egzodermos, jis beveik nepastebimas, yra sąlyginis. | Maistinių medžiagų (dirvos tirpalo ir vandens) perdavimas iš absorbcijos zonos į augalo stiebą ir lapus. |
Taigi išsiaiškinome, kad augalų šaknų augimas prasideda nuo kaliptros ir baigiasi sritimi su pirmine žieve. Dabar atidžiau pažvelkime į šių nuostabių būtybių požeminės dalies struktūrą ir funkcijas.
Patarimas
Yra keli pavadinimai, žymintys šią požeminių vargonų dalį. Taigi, sinonimai yra tokie:
- caliptra, nuo lat. kaliptra;
- root cap;
- root patarimas;
- calyptrogen;
- patarimas.
Tačiau, kad ir koks būtų pavadinimas, augalų šaknų kepurėlės funkcijos išlieka nepakitusios. Apskritai ši sritis yra šiek tiek sustorėjęs darinys pačiame stuburo gale po žeme. Mikroskopu jis matomas kaip dangtelis, uždėtas ant viršaus, siekiant apsaugoti gležnus audinius nuo dirvožemio dalelių. Kaliptros matmenys nedideli, tik 0,2 mm. Tik tokiose modifikuotose struktūrose kaipkvėpavimo šaknų, jis siekia kelis milimetrus.
Pagrindinę šaknies kepurėlės funkciją lemia ir išvaizda – natūralu, kad tai apsauga nuo mechaninių pažeidimų. Tačiau ji nėra vienintelė.
Kokios ląstelės yra šaknies dangtelyje?
Dviejų tipų šaknų dangtelio ląstelės. Pirmoji dalis yra išorinė. Jie yra pailgi, pailgi ir augantys dariniai, glaudžiai vienas šalia kito. Todėl tarpląstelinių erdvių praktiškai nėra. Šių ląstelių gyvenimas yra labai trumpas ir trunka tik 4–9 dienas. Per šį laiką jie turėtų turėti laiko augti ir išsiskirti.
Todėl mitozės procesai šaknies gale vyksta nuolat. Kaliptros ląstelių kilmė yra įprasta - iš viršūninės meristemos, esančios tiesiai virš kepurėlės. Šių struktūrų ląstelių sienelės yra gana plonos, nesudegintos.
Gyvenimo metu šios ląstelės išsisluoksniuoja, miršta, išskiria polisacharidų mišinį – gleives. Todėl šaknies dangtelio funkcija yra sudaryti apsauginę gleivinę dangą ant požeminio organo viršaus, kad jis saugiai praeitų tarp dirvožemio dalelių.
Dėl kaliptros gleivių tvirtos žemiškos struktūros prilimpa prie stuburo ir palengvina slydimą žemyn. Tačiau tai nėra vienintelės ląstelės, kurios sudaro dangtelį.
Taip pat yra ląstelių, per kurias kaliptra susidaro centrinėje jos dalyje – kolumelėje. Tai yra krakmolo grūdeliai arba amiloplastai. Jie yra šaliaplastidų darinių, neturinčių chlorofilo, kilmė. Tai yra, iš pradžių jie buvo atskiri organizmai, kurie išmoko gyventi simbiozėje su labiau organizuotomis būtybėmis ir palaipsniui tapo jiems nepakeičiamomis vidinėmis struktūrinėmis ląstelėmis.
Amiloplastai yra ląstelės, kurios kaupia savo viduje didelius krakmolo polisacharido grūdelius. Išorėje jie yra suapvalinti, greta vienas kito taip pat tvirtai, kaip ir anksčiau aptartos kaliptros struktūros.
Su jais susieta kita šaknies dangtelio funkcija, kurią aptarsime toliau. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad amiloplastuose esantis krakmolas gali būti papildomas energijos š altinis augalui, jei to reikalauja aplinkos sąlygos.
Šaknies kepurėlės funkcijos augaluose
Vieną iš jų, pagrindinį, mes jau nustatėme. Pakartokime tai dar kartą ir pridėkime tuos, kurie dar nebuvo paminėti.
Šaknies kepurėlės funkcijos augaluose:
- Išorinis kaliptros ląstelių sluoksnis išskiria polisacharidines gleives, kurios palengvina šaknų įsiskverbimą į dirvą.
- Ta pati gleivėta kepurė neleidžia augalui išdžiūti.
- Kolumelės (centrinės kaliptros dalies) ląstelėse yra krakmolo grūdelių, dėl kurių statolitai atlieka šaknies georecepcijos funkcijas. Dėl šios priežasties jis visada turi teigiamą geotropizmą.
Eksperimentai parodė, kad pašalinus kaliptrą nuo augalo, jos ilgis sustos. Tačiau jis nemirs, o pradės aktyviai vystytis šonines ir atsitiktines šaknis, išplėsdamas dirvožemio gaudymo plotą.pločio. Šį turtą naudoja sodininkai ir sodininkai, augindami pasėlius.
Akivaizdu, kad augalų šaknų kepurėlės funkcijos yra nepaprastai svarbios. Juk kiekviena šoninė ar atsitiktinė šaknis taip pat turi kaliptrą savo viršuje. Priešingu atveju augalas būtų žuvęs, kai nuo centrinės ašinės šaknies buvo nuimtas dangtelis. Yra išimčių. Tai yra tie augalai, kurių šaknys visiškai neturi tam skirtų struktūrų. Pavyzdžiai: vandens kaštonas, ančiukas, degtinė. Akivaizdu, kad tai daugiausia vandens augalų pasaulio atstovai.
Amiloplastų funkcija
Mes jau sakėme, kad yra šaknies dangtelio funkcija, susijusi su amiloplastais. Jie kaupia krakmolo grūdelius ir virsta tikrais statolitais. Tai praktiškai tas pats, kas žinduolių vidinėje ausyje esančios statocistos (otolitai). Jie vaidina svarbų vaidmenį išlaikant pusiausvyrą.
Amyloplast statolitai daro tą patį. Jų dėka augalas „jaučia“žemės spindulio vietą ir visada auga pagal ją, tai yra, vadovaujasi gravitacijos jėga. Pirmą kartą šią savybę 1806 m. nustatė Thomas Knightas, atlikęs daugybę patvirtinančių eksperimentų. Be to, šis reiškinys paprastai vadinamas augalų geotropizmu.
Geotropizmas
Geotropizmu, arba gravitropizmu, dažniausiai vadinama augalų ir jų dalių savybė augti tik žemės spindulio kryptimi. Tai reiškia, kad jei, pavyzdžiui, leisite sėkloms sudygti įprastomis būsenomis, o tada apverssite puodą ant šono, tada po kurio laiko antgalisšaknis taip pat pasilenks ir pradės augti į naują padėtį.
Kokia šaknies kepurės reikšmė šiame reiškinyje? Būtent kaliptros amiloplastai leidžia šaknims turėti teigiamą geotropizmą, tai yra, ji visada auga žemyn. O stiebai, priešingai, turi neigiamą geotropizmą, nes jų augimas vyksta aukštyn.
Būtent šio reiškinio dėka visi augalai, kenčiantys nuo blogo oro ir nukritę ant žemės su stiebais, po gamtos reiškinių (perkūnijos, krušos, smarkaus lietaus, vėjo), vėl gali atkurti ankstesnę būseną. trumpą laiką.
