Gyvus organizmus tiria biologijos mokslas. Augalo šaknies struktūra nagrinėjama viename iš botanikos skyrių.
Šaknis yra ašinis augalo vegetatyvinis organas. Jai būdingas neribotas viršūninis augimas ir spindulinė simetrija. Šaknies struktūros ypatybės priklauso nuo daugelio veiksnių. Tai yra evoliucinė augalo kilmė, priklausymas tam tikrai klasei, buveinei. Pagrindinės šaknies funkcijos apima augalų stiprinimą dirvožemyje, dalyvavimą vegetatyviniame reprodukcijoje, organinių maistinių medžiagų saugojimą ir sintezę. Tačiau svarbiausia augalo organizmo gyvybinę veiklą užtikrinanti funkcija yra dirvožemio maitinimas, kuris vykdomas aktyvaus vandens, kuriame yra ištirpusių mineralinių druskų, pasisavinimo iš substrato procese.
Šaknų tipai
Išorinę šaknies struktūrą daugiausia lemia tai, kokiam tipui ji priklauso.
- Pagrindinė šaknis. Jo išsilavinimasatsiranda iš gemalinės šaknies, kai pradeda dygti augalo sėkla.
- Adventinės šaknys. Jie gali atsirasti ant įvairių augalo dalių (stiebo, lapų).
- Šoninės šaknys. Būtent jie formuoja šakas, pradedant nuo anksčiau atsiradusių šaknų (pagrindinių ar atsitiktinių).
Šakninių sistemų tipai
Šaknų sistema – visų augalo turimų šaknų visuma. Tuo pačiu metu šio agregato išvaizda skirtinguose augaluose gali labai skirtis. To priežastis – skirtingų šaknų šaknų buvimas arba nebuvimas, taip pat įvairus išsivystymo laipsnis ir sunkumas.
Priklausomai nuo šio veiksnio, yra keletas šaknų sistemų tipų.
- Bakstelėkite šaknų sistemą. Pavadinimas kalba pats už save. Pagrindinė šaknis veikia kaip ašis. Jis gerai apibrėžtas dydžiu ir ilgiu. Šaknies struktūra pagal šį tipą būdinga dviskilčiams augalams. Tai rūgštynės, morkos, pupelės ir kt.
- Skaidulinė šaknų sistema. Šis tipas turi savo ypatybes. Išorinė šaknies struktūra, kuri yra pagrindinė, niekuo nesiskiria nuo šoninių. Jis neišsiskiria iš minios. Susiformavęs iš gemalinės šaknies, auga labai trumpai. Šlapimo šaknų sistema būdinga vienakilčiams augalams. Tai grūdai, česnakai, tulpės ir kt.
- Mišri šaknų sistema. Jo struktūra sujungia dviejų aukščiau aprašytų tipų ypatybes. Pagrindinė šaknis yra gerai išvystyta ir išsiskiria iš bendro fono. Bet tuo pat metu labai išvystytasatsitiktinės šaknys. Tipiška pomidorams, kopūstams.
Istorinė šaknies raida
Jei galvojate apie šaknies filogenetinį vystymąsi, tai jos atsiradimas įvyko daug vėliau nei susiformavo stiebas ir lapas. Greičiausiai postūmis tam buvo augalų atsiradimas sausumoje. Norint įsitvirtinti kietame substrate, senovės floros atstovams reikėjo kažko, kas galėtų pasitarnauti kaip atrama. Evoliucijos procese pirmiausia susiformavo į šaknis panašios požeminės šakos. Vėliau jie paskatino šaknų sistemos vystymąsi.
Šaknies dangtelis
Šaknų sistemos formavimasis ir vystymasis vyksta visą augalo gyvenimą. Augalo šaknies struktūra nenumato lapų ir pumpurų buvimo. Jo augimas atliekamas didinant ilgį. Augimo vietoje jis yra padengtas šaknies dangteliu.
Augimo procesas yra susijęs su lavinamojo audinio ląstelių dalijimusi. Būtent ji yra po šaknies dangteliu, kuris atlieka subtilių besidalijančių ląstelių apsaugos nuo pažeidimų funkciją. Pats korpusas yra plonasienių gyvų ląstelių rinkinys, kuriame nuolat vyksta atsinaujinimo procesas. Tai yra, kai šaknis juda dirvožemyje, senos ląstelės palaipsniui pleiskanoja, o jų vietoje auga naujos. Taip pat esančios išorinėje dangtelio ląstelės išskiria specialias gleives. Tai palengvina šaknų išplitimą kietame dirvožemio substrate.
Gerai žinoma, kad priklausomai nuo aplinkos augalų struktūra labai skiriasi. Pavyzdžiui, vandens augalai neturi šaknų kepurėlės. ATEvoliucijos procese jie suformavo kitą įrenginį – vandens kišenę.
Augalų šaknų struktūra: padalijimo zona, augimo zona
Ląstelės, atsirandančios iš ugdymo audinio, laikui bėgant pradeda skirtis. Tokiu būdu susidaro šaknų zonos.
Skilimo zona. Jį atstovauja ugdymo audinio ląstelės, iš kurių vėliau atsiranda visų kitų tipų ląstelės. Zonos dydis – 1 mm.
Augimo zona. Jį vaizduoja lygus plotas, kurio ilgis yra nuo 6 iki 9 mm. Seka iš karto po padalijimo zonos. Ląstelėms būdingas intensyvus augimas, kurio metu jos stipriai pailgėja, ir laipsniška diferenciacija. Reikėtų pažymėti, kad padalijimo procesas šioje zonoje beveik nevykdomas.
Siurbimo sritis
Ši kelių centimetrų ilgio šaknų sritis taip pat dažnai vadinama šaknies plaukų zona. Šis pavadinimas atspindi šios srities šaknies struktūrines ypatybes. Yra odos ląstelių ataugų, kurių dydis gali svyruoti nuo 1 mm iki 20 mm. Tai šaknų plaukai.
Siurbimo zona – tai vieta, kurioje aktyviai įsisavinamas vanduo, kuriame yra ištirpusių mineralų. Šaknies plaukų ląstelių veiklą šiuo atveju galima palyginti su siurblių darbu. Šis procesas reikalauja daug energijos. Todėl absorbcijos zonos ląstelėse yra daug mitochondrijų.
Labai svarbu atkreipti dėmesį į dar vieną root savybęplaukeliai. Jie sugeba išskirti specialias gleives, kuriose yra anglies, obuolių ir citrinų rūgščių. Gleivės skatina mineralinių druskų tirpimą vandenyje. Dėl gleivių atrodo, kad dirvožemio dalelės yra prilipusios prie šaknų plaukelių, taip palengvindamos maistinių medžiagų įsisavinimą.
Šaknų plaukų struktūra
Įsiurbimo zonos plotas padidėja būtent dėl šaknų plaukelių. Pavyzdžiui, jų skaičius rugiuose siekia 14 milijardų, o bendras ilgis siekia iki 10 000 kilometrų.
Dėl šaknų plaukų išvaizdos jie atrodo kaip b alti pūkai. Gyvena neilgai – nuo 10 iki 20 dienų. Naujoms formuotis augalo organizme užtrunka labai mažai laiko. Pavyzdžiui, jaunų obelų sodinukų šaknų plaukeliai susiformuoja per 30–40 valandų. Vieta, kurioje šios neįprastos ataugos nunyko, kurį laiką gali sugerti vandenį, o paskui ją uždengia kamštis, ir šis gebėjimas prarandamas.
Jei kalbėtume apie plauko lukšto struktūrą, tai visų pirma reikėtų pabrėžti jos subtilumą. Ši savybė padeda plaukams pasisavinti maistines medžiagas. Jo ląstelė beveik visiškai užimta vakuolės, apsuptos plonu citoplazmos sluoksniu. Šerdis yra viršuje. Erdvė šalia ląstelės yra speciali gleivinė, kuri skatina šaknų plaukelių sulipimą su smulkiomis dirvožemio substrato dalelėmis. Tai padidina dirvožemio hidrofiliškumą.
Skersinė šaknies struktūra siurbimo zonoje
Šaknies plaukelių zona taip pat dažnai vadinama diferenciacijos (specializacijos) zona. Tai nėra atsitiktinumas. Būtent čia skerspjūvyje matomas tam tikras sluoksniavimasis. Taip yra dėl sluoksnių ribų šaknyje.
Lentelė "Šaknies struktūra skerspjūvyje" pateikta žemiau.
| Sluoksnis | Struktūra, funkcijos |
| Rhizoderma | Vienas vientiso audinio ląstelių sluoksnis, galintis formuoti šaknų plaukelius. |
| Pirminė žievė | Keli pagrindinių audinių ląstelių sluoksniai, kurie dalyvauja pernešant maistines medžiagas iš šaknų plaukelių į centrinį ašinį cilindrą. |
| Pericycle | Laukojamojo audinio ląstelės, dalyvaujančios pirminiame šoninių ir atsitiktinių šaknų susidaryme. |
| Centrinės ašies cilindras | Laidūs audiniai (karštas, mediena), kurie kartu sudaro radialinį laidų pluoštą. |
Pažymėtina, kad žievės viduje taip pat yra skirtumas. Išorinis jo sluoksnis vadinamas egzoderma, vidinis – endoderma, o tarp jų – pagrindinė parenchima. Būtent šiame tarpiniame sluoksnyje vyksta maistinių medžiagų tirpalų nukreipimo į medienos indus procesas. Taip pat parenchimoje sintetinamos kai kurios augalui gyvybiškai svarbios organinės medžiagos. Taigi, vidinė šaknies struktūra leidžia visiškai įvertinti kiekvieno sluoksnio atliekamų funkcijų reikšmę ir svarbą.
Konferencijų zona
Yra virš siurbimo srities. Didžiausias ilgio ir labiausiaistipri šaknų sritis. Būtent čia vyksta augalų organizmo gyvybei svarbių medžiagų judėjimas. Tai įmanoma dėl gero laidžių audinių išsivystymo šioje zonoje. Vidinė šaknies struktūra laidumo zonoje lemia jos gebėjimą transportuoti medžiagas abiem kryptimis. Kylanti srovė (aukštyn) – tai vandens judėjimas su jame ištirpusiais mineraliniais junginiais. O organiniai junginiai pristatomi žemyn, kurie dalyvauja gyvybinėje šaknų ląstelių veikloje. Laidumo zona yra vieta, kur susidaro šoninės šaknys.
Pupų daigų šaknų struktūra aiškiai iliustruoja pagrindinius augalo šaknų formavimosi etapus.
Augalo šaknies struktūros ypatumai: antžeminių ir požeminių dalių santykis
Daugeliui augalų būdingas toks šaknų sistemos išsivystymas, dėl kurio ji vyrauja virš antžeminės dalies. Pavyzdys – kopūstas, kurio šaknis gali užaugti iki 1,5 metro gylio. Jo plotis gali būti iki 1,2 metro.
Obels šaknų sistema užauga tokia didelė, kad užima erdvę, kurios skersmuo gali siekti 12 metrų.
O liucernos augale antžeminės dalies aukštis neviršija 60 cm. O šaknies ilgis gali būti didesnis nei 2 metrai.
Visi augalai, gyvenantys smėlingose ir uolėtose vietose, turi labai ilgas šaknis. Taip yra dėl to, kad tokiuose dirvožemiuose vanduo ir organinės medžiagos yra labai giliai. Augalų evoliucijos eigojeprisitaikęs prie tokių sąlygų, šaknies struktūra palaipsniui kito. Dėl to jie pradėjo pasiekti gylį, kuriame augalo organizmas gali sukaupti augimui ir vystymuisi būtinų medžiagų. Taigi, pavyzdžiui, kupranugario spygliuočio šaknis gali būti 20 metrų gylio.
Šaknų plaukeliai kviečių šakose taip stipriai, kad bendras jų ilgis gali siekti 20 km. Tačiau tai nėra riba. Neribotas viršūninių šaknų augimas, kai nėra stiprios konkurencijos su kitais augalais, ši vertė gali padidėti kelis kartus.
Šaknų modifikacijos
Kai kurių augalų šaknų struktūra gali keistis, susidarant vadinamiesiems pakitimams. Tai savotiškas augalų organizmų prisitaikymas prie specifinių buveinių sąlygų. Toliau pateikiamas kai kurių modifikacijų aprašymas.
Šakniagumbiai būdingi jurginams, chistyak ir kai kuriems kitiems augalams. Susidaro sustorėjus atsitiktinėms ir šoninėms šaknims.
Ivy ir campsis skiriasi ir šių vegetatyvinių organų struktūrinėmis savybėmis. Jie turi vadinamąsias galines šaknis, leidžiančias prilipti prie netoliese esančių augalų ir kitų atramų, kurias jie gali pasiekti.
Orinės šaknys, kurios yra ilgos ir sugeria vandenį, randamos monstrose ir orchidėjose.
Vertikaliai augančios kvėpavimo šaknys dalyvauja kvėpavimo funkcijoje. Yra pelkinis kiparisas, trapūs gluosniai.
Kai kurie floros atstovai, sudarantys atskirą parazitinių augalų grupę, turi adaptacijų, kuriospadedantis prasiskverbti į šeimininko stiebą. Tai vadinamosios atžalų šaknys. Būdingas b altajam amalui, dygliuočiui.
Daržovės, tokios kaip morkos, burokėliai, ridikai, turi šaknis, kurios susiformavo dėl pagrindinės šaknies augimo, kurios viduje kaupiasi maistinės medžiagos.
Taigi, augalo šaknies struktūrinės ypatybės, lemiančios pakitimų susidarymą, priklauso nuo daugelio veiksnių. Buveinė ir evoliucinis vystymasis yra pagrindiniai.
