Augalas

Augalai- dauguialąsčių autotrofinių eukaritų grupė su gerai išreikštais audiniais. Galėdami fotosintetinti augalai sausumoje gali gyventi įvairiomis sąlygomis- nuo vešlių miškų iki dykumų ar užšalusios tundros. Gyvenimas sausumoje augalams teikia kai kurių privalumų. Vienas iš jų- tai galėjimas gauti daug fotosintezei reikalingos šviesos. Netgi švarus vanduo sugeria šviesą. Be to, anglies dioksido ir deguonies ore yra žymiai daugiau negu vandenyje, šios dujos ten lengviau pasiskirsto.
Tačiau gyvenant sausumoje reikia turėti tam tikrų prisitaikymų , kad būtų galima kovoti su nuolatine išdžiūvimo grėsme. Daauguma augalų šaknimisgali siurbti vandenį iš substrato. Jam išsaugoti lapai ir stiebai padengti vandeniui nelaidžia vaškine katikule. Lapų paviršiuje yra žiotelių, kurios gali atsiverti ir užsiverti, reguliuodamos dujų apykaitą ir vandens garinimą. Kai kurie augalai turi indų sistemą, pernešančią vandenį į lapus, o maisto medžiagas iš lapų.Sumedėjusių augalų stiebuose yra negyvų laidžiųjų ir ir ramstininių audinių, kurie sudaro atramą, galinatlaikyti Žemės traukos jėgą ir iškeliančią lapus į šviesą. Visų augalų gemalas apsaugotas nuo išdžiūvimo, o kai kurių apsaugota visa gametofito karta. Augalų žiiedadulkes, kuriose yra spermių, vėjas arba gyvūnai nuneša prie kiaušialąstės. Po apvaisinimo vystosi sėkla su gemalu.
Manoma, kad augalai giminingi žaliadumbliams, nes abi šios grupės turi kai kurių bendr požymių. Ir vieni, ir kiti turi vienodų fotosintezėje dalyvaujančių pigmentų: hlorofilų A ir

r B bei karotinoidų. Pirmines maisto medžiagų atsargos yra krakmolas, kaupiamas plastidėse. Jų ląstelių sienelėse yra celiuliozės. Abiejų grupių organizmų besidalijančiai ląsteliai būdinga dalijončiosios plokštelės stadija.
Kodėl augalais nelaikomi tokie daugialąsčiai žaliadumbliai, kaip liūnė ( Ulva ) ? Tik augalai turi daugialąstes gametanges (lytinius organus) ir sporangias, kuriose lytines ląsteles supa keli nelytinių ląstelių sluoksniai. Susidaiusi zigota, o vėliau ir gemalas apsaugoti augalo kuno viduje. Kadangi dumblių apvaisinimas- išorinis, todėl jų gemalas lieka neapsaugotas nuo aplinkos poveikio.
Augalams ir kai kuriems dumbliams būdingas dviejų skirtingų kartų gyvenimo ciklas, vadinamas kartų kaita, su mojozės būdu susidarančiomis sporomis.

Augalų sandara

Augalas auga visa savo gyvenimą, nes jo stiebų ir šaknų viršūnėlėse yra meristemos (gaminamieji, gemaliniai audiniai). Trijų tipų meristemos nuolat formuoja tris specializuotus augalo audinių tipus: odapradį (pprotidermą)- išorinę pirminę meristemą, iš kurios išauga epidermis; pagrindinę meristemą, kuri duoda pradžią pagrindiniams audiniams; pradinį brazdą ( prokambį), iš kurio vystosi laidžiųjų audinių indų kūneliai.

Aptarsime šias tris specializuotas audinių grupes.
• Dengiamieji audiniai formuoja išorinę apsauginę augalo dangą.
• Pagrindiniai audiniai užpildo augalo vidų.
• Laidieji audiniai augalo viduje pergabena vandenį su maisto medžiagomis bei atlieka ramstinę funkciją.

Augalų organai sudaryti iš audinių

Trijų tipų meristemos nuolat dalijasi ir formuoja specializuotus audinius. Iš protodermos formuojasi dengiamieji audiniai, iš pagrindinės meristemos- pagrindiniai audiniai, iš prokambio- pirminiai laidieji audiniai.
Įvairių au

ugalo organų dengiamieji audiniai skiriasi. Šaknyse iš epidermio ląstelių išauga šakniaplaukiai; lapų epidermyje yra varstomųjų ląstelių.
Pagrindinius audinius sudaro parenchimos ląstelės, kurių sienelės yra plonos. Tos, kurios turi chloroplastų, gali vykyti fotosintezę. Kolenchimos ląstelės turi storesnes sieneles ir sudaro lanksčius ramstinius audinius. Sklerenchimos ląstelės yra tuščiavidurės, negyvos, turi antrines sienels ir atlieka ramstinę funkciją.
Laidieji audiniai sudaryti iš karnienos ir medienos. Mediena susideda iš indų narelių(trachėjų) ir tracheidžių, kurios yra pailgos, su nusmailėjusiais ir porėtais galais. Mediena pernešamas vanduo ir mineralinės medžiagos. Karniena susideda iš rėtinių indų, kurių kiekviena ląstelė turi lydimąją ląstelę. Karniena pernašamos organinės maisto medžiagos.

Šaknų sandara

Šaknies galelyje matomos trys zonos: šaknies šalmeliu apsaugota zona, kur ląstelės dalijasi(viršūninė meristema), tįsimo zona ir siurbimo zona.
Dviskilčio augalo šaknies skersiniame pjūvyje matomas epidermis(apsaugantis šaknį), pirminė žievė(kaupianti maisto medžiagas), endodermis(reguliuojantis mineralinių medžiagų judėjimą)ir centrinis velenas(laidieji audiniai). Dviskilčių augalų centriniame velene mediena išsidėsto žvaigždės pavidalo figūra, o karniena randama atskirose salelėse tarp medienos spindulių. Vienskilčių augalų šaknyse laidieji audiniai išsidėstę ratu, kuriame aplink šerdį pakaitomis eina medienos ir karnienos kūleliai.
Yra trys šaknų tipai: liemeninės, kuokštinės ir pridėtinės šaknys.

Stiebų sandara

Pirminis stiebo augimas vyksta dėka ūglio viršūninės meristemos, kurią apsaugo viršūninis pumpuras. Viršūniniame pumpure yra bamblių su lapų pradmenimis, o tarp bamblių yra tarpubamblių. Stiebui augant, tarpubambliai il

lgėja.
Skersiniame pjūvyje matosi, kad nesumedėjusios dviskilčio augalo stiebas turi epidermį, pirminę žievę, ratu išsidėsčiusius indų kūlelius ir šerdį. Vienskilčių augalų stiebuose indų kūleliai išsibarstę netvarkingai visame stiebo skerspjūvyje, žievė ir šerdis juose nėra gerai išreikštos.
Antrinis sumedėjusio stiebo augimas vyksta dėka kūlelio brazdo, kuris kiekvienais metais gamina naują medieną ir karnieną, bei ląsteles. Sumedėjusiuose augaluose kamštinis audnys pakeičia epidermį. Sumedėjusio stiebo skersiniame pjūvyje matosi medžio žievė, mediena ir šerdis. Žievę sudaro kamštinis audinys ir karniena. Medieną sudaro medienos metinės rievės.
Yra įvairių pakitusių stiebų, pvz., gulsčių antžeminių(palaipos) ir požeminių(šakniastiebių). Gumbasvogūniai ir kai kurių augalų ūseliai- tai taip pat pakitę stiebai.

Lapų sandara

Skersiniame lapo pjūvyje matosi epidermis su varstomosiomis ląstelėmis, išsidėsčiusiomis daugiausia lapo apačioje. Lapų gyslose yra laidieji audiniai.
Lapai būna įvairiai pakitę. Kaktuso dygliai- tai pakitę lapai. Kiti sukulentai turi sultingus lapus. Svogūnas- tai trumpas stiebas, kurį supa mėsingi lapai. Žirnių ūseliai- taip pat pakitę lapai. Musėkautas lapais gaudo ir virškina vabzdžius.

Fotosintezė

Vykstant fotosintezei, augalai ir dumbliai apsirūpina maistu ne tik patys, bet aprūpina jo ir visiems kitiems gyviesiems organizmams. Vandenynuose dumbliai, o sausumoje augalai yra maisto medžiagų gamintojai, kartu ir visų tipų mitybinių grandinių pirmoji grandis. Gyvūnai minta fotosintezę vykdančiais organizmais arba kitais gyvūnais, kurie savo ruožtu mito tais pačiais fotosintezės vykdytojais.
Vykstant fotosintezei, sugeriamas an

nglies dioksidas ir išskiriamas deguonis. Deguonis būtinas visiems organizmams, kurie yra aerobai (kvėpuoja oru). Ir aukštuose atmosferos sloksniuose yra deguonies, kur iš jo susidaro ozono skydas, saugantis žemėje gyvenančius organizmus nuo saulės ultravioletinių spindulių kenksmingo poveikio. Tai, kad vykstant fotosintezei sugeriamas anglies dioksidas, taip pat labai svarbu: jo perteklius atmosferoje nuodingas gyvūnams, be to, jis prisideda prie klimato globalaus atšilimo. Sodindami medžius ir tausodami miškus kartu gryniname orą ir saugome dirvas nuo erozijos- šaknys sutvirtina dirvožemio sluoksnį.
Žmonių populiacija priklauso nuo auginamų žemės ūkio augalų derliaus. Augalai yra ir audinių, popieriaus, medienos, kuro, vaistų šaltinis- be jų žmogus negalėtų išsiversti. Augalams turime būti dėkingi už tai, kad žmonija gali egzistuoti, tačiau kartu neužmirškime paprasčiausiai pasigrožėti pavasarį žydinčiomis obelimis ar didingai ošiančiomis sengirėmis.

Saulės radiacija yra energijos šaltinis

Fotosintezės metu susidaro angliavandianiai ir deguonis- tokios reikalingos didžizjai daugumai gyvųjų organizmų medžiagos. Fotosintezei naudojama regimosios spektro dalies saulės energija; šioje dalyje esantys fotonai turi reikiamą energijos kiekį elektronamas chlorofilo molekulėje sužadinti. Chlorofilai A ir B geriausiai sugeria violetinius, mėlynus ir raudonus spindulius. Dėl to chlorofilas mums atrodo žalias.

Fotosintezė vyksta chloroplastuose

Chloroplastus supa dviguba membrana. Jie sudaryti iš dviejų pagrindinių dalių: skystosios stomos ir membraninių granų, susiformavusių iš tilakoidinių maišelių. Nuo šviesos priklausančios reakcijos vyksta tilakoiduose, o nuo šviesos nepriklausančios- stromoje.

Saulės radiacija sugeriama

Kad vyktų nuo šviesos priklausančios reakcijos, turi būti 2 šviesą sugeriančios sistemos, vadinamos fotosistema I (FS I) ir fotosistema II (FS II). Fotosistemos pavadintos taip dėl jų atradimo eiliškumą, o ne pagal tilakuoidų išsidėstyma membranoje. Kiekviena fotosistema turi pigmentų kompleksą, kuris sudarytas iš chlorofilo A ir B (daugiausia žalieji pigmentai ) ir pagalbinių pigmentų, tokių kaip karotinoidai ( daugiausia oranžiniai ir geltoni pigmentai ). Šalia viena kitos glaudžiai išsidėsčiusios pigmentų molekulės fotosistemoje atlieka saulės šviesos energiją gaudančios „antenos“ vaidmenį. Saulės energija perduodama nuo vieno pigmento kitam, kol susikaupia vienoje iš kompleksą sudarančių chlorifilo A molekulių- reakcinio centro chlorofile. Reakcinio centro chlorofilo A molekulių elektronai yra taip sužadinti, kad atsipalaiduoja ir juda link šalia esančių elektronų akceptorių molekulių.

Mityba ir medžiagų pernaša augaluose

Anglies (C), deguonies(O), vandeniolio(H), azoto(N), kalio(K), kalcio(Ca) ir kitų elementų įvairiais kiekiais reikia beveik visiems augalams. Dujos, kaip CO2 ir O2, į augalą patenka pro lapus, o šaknys siurbia vandenį (H2O) ir mineralines druskas NO3, K+ ir Ca2+ jonų pavidalu. Augalai, priešingai negu dauguma gyvūnų, pasižymi nepaprastu gebėjimu kaupti mineralines medžiagas, t.y. imti iš aplinkos tol, kol jų kiekis augale daug kartų viršija aplinkoje esantį kiekį. Kai kurie, pvz., ankštinių šeimos, augalai turi šaknis, kuriose gyvena bakterijos. Jos fiksuoja oro azotą ir jį padaro prieinamą augalui( pvz., NH4). Jam azoto reikia baltymams gaminti. Ši simbiozė leidžia ankštiniams( pvz., pupelėms) pagaminti didelį baltymų kiekį.
Žmogaus organizme kraują, kuriame yra druskų, maisto ir kitų medžiagų, varinėja širdis. Augalai centrinio varomojo mechanizmo neturi, tačiau įvairios medžiagos juda iš šaknų į lapus ir atvirkščiai. Kaip tai pasiekiama? Vanduo dėl savo ypatingų savybių gali judėti mediena, tuo tarpu karnienoje vykstančiame medžiagų judėjime svarbų vaidmenį vaidina osmosas.

Augalams reikia neorganinių maisto medžiagų

Augalams reikalingi būtinieji ir naudingieji elementai .Anglis, vandenilis ir deguonis su daro 96% sausos augalo masės. Kitus būtinuosius elementus šaknys siurbia jonų pavidalu. Net ir azotas (N), kurio yra atmosferoje, dažniausiai siurbiamas NO3 jonų pavidalu.

Poreikį mineralinėms medžiagoms galima nustatyti vandenės kultūros( hidroponikos) metodu, t.y. auginant augalus vandeniniuose mineralinių medžiagų tirpaluose. Į skirtinguose induose esančius tirpalus neįdedama po vieną elementą. Jei augalas auga blogai, trūkstamoji medžiaga yra būtina jo augimui.
Šaknys gali siurbti tik tas medžiagas, kurių yra dirvožemyje. Rūgštūs krituliai mažina augalų galimybes siurbti kai kurias mineralines medžiagas, tačiau didina kitų medžiagų prieinamumą. Kai dirvožemio dalelėse vandenilio jonai (H+) pakeičia tokius jonus, kaip kalcio (Ca2+), kalio (K+) ir magnio (Mg2+), jie iš dirvožemio išsiplauna. Rūgštūs krituliai didina aliuminio (Al3+) ir geležies (Fe3+) tirpumą, o tada augalai jų siurbia tiek, kad net apsinuodija.

Mineralų jonai pro plazminę membraną praeina chemoosmoso mechanizmo dėka. Protonų siurblys išneša H+ jonus iš ląstelės. Tai sukuria elektrocheminį gradientą, kurio dėka teigiamą krūvį turintys jonai ima tekėti į ląsteles. Neigiamą krūvį turintys jonai pernešami kartu su H+ jonais, kurie juda pagal savo koncentracijos gradientą.

Augalai įvairiais prisitaikė, kad galėtų geriau suirbti maisto medžiagas. Ankštiniais augalai ant šaknų turi gumbelių, užkrėstų Rhizobium genties bakterijomis, kurios azoto junginius padaro prieinamus šiems augalams. Daugeliui kitų augalų būdinga mikorizė, arba grybašaknė. Grybas iš dirvožemio siurbia maisto medžiagas,o augalo šaknys aprūpina grybą cukrumis ir aminorūgštimis. Kai kurių augalų šaknys silpnai išvystytos. Dauguma apifitų gyvena ant medžių, jų neparazituodami, tuo tarpu amalas ir kai kurie kiti augalai yra parazitiniai.

Kaip vanduo juda augalu

Augalų laidžiųjų audinių sistema yra prisitaikymas gyventi sausumoje. Laidžiaisiais audiniais pernešamas vanduo ir mineralinės medžiagos iš lapus, o fotosintezės produlktai priešinga kryptimi. Laidieji audiniai yra mediena ir karniena.
Vanduo gali patekti į šaknisjudėdamas tarp ląstelių, kol pasiekia Kaspario juostelę, po to, prieš pasiekdamasmedieną, turi patekti į endotermio ląstelių vidų. Be to , vanduo gali patekti pro šakniaplaukius, praeiti žievės ir endodermio ląstelės ir galiausiai pasiekia medieną.
Vanduo siurbiamas į šaknų ląsteles, kadangi jose yra mažesnis vandens potencialas. Šaknyse, ypač naktį, gali susidaryti slėgio potencialas , vadinamas šaknų skėgiu. Tačiau šis slėgis tik nežymiai prisideda prie vandens tekėjimo medienos audiniais.
Daug dirvožemyje esančio vandens augalai negali panaudoti. Smėlinguose dirvožemiuose jis greitai susigeria, o molyje sukimba su smulkiomis dirvožemio dalelėmis. Vandentalpa- tai vandens kiekis susilaikantis dirvožemyje. Vandens kiekiui dirvožemyje pasiekus vytimo koeficientą, vanduo tampa augalams neprieinamas.
Pagal medienoje vykstančios pernašos kohezijos- įtempimo modelį transpiracija sukuria įtempimą- neigiamą slėgio potencialoą, kurio dėka vanduo mediena kyla aukštyn. Ši pernaša veikia tik dėl vandens molekulių tarpusavio kohezijos, bei adhezijos su medienos sienelėmis.
Didžioji augalų įsiurbto vandens dalis prarandama pro žioteles vykstant transpiracijai. Žioteles būna atviros tik tuomet. Kai yra pakankamai vandens. Tada į lapus patenka anglies dioksidas ir vyksta fotosintezė.
Žiotelės atsidaro, kai į varstomąsias ląsteles priteka vandens. Los išsiplėčia į ilgį ir išsislenkia, atidarydamos žiotelės plyšį. Vanduo teka į varstomąsias ląsteles po to, kai į jas priteka kalio jonų (K+) . šviesa yra signalas žiotelėms atsidaryti, o didelis anglies dioksido (CO2) kiekis – joms užsidaryti. Vystančiuose lapuose susidaranti rūgštis taip pat yra signalas žiotelėms užsidaryti.

Kaip pernešamos organinės maisto medžiagos

Pagal slėgio sukelto medžiagų judėjimo karnienoje modelį teigiamas slėgio potencialas traukia karnienos sultis iš lapų bet kuria reikiama kryptimi. Chemoosmoso dėka sacharozė aktyviai pernešama į karnieną iš susidarymo vietų. Jai iš paskos į karnieną priteka vandens, kadangi susidaro mažesnis osmosinis potencialas. Dėl padidėjusio slėgio potencialo vanduo ir sacharozė ima tekėti į jų panaudojimo vietą. Tai gali būti šaknys ar bet kuri kita augalo vieta, kuriai reikia maisto medžiagų.

Augalų augimas ir vystymasis

Visi organizmai reaguoja į aplinkos dirgiklius. Dirginimas paverčiamas organizmui suprantamu signalu, į kurį tam tikru būdu reaguojama. Augalai reaguoja į tokius dirgiklius, kaip šviesa, Žemės trauka ir sezoniniai pokyčiai. Pavasarį, jei tik dirvoje pakanka šilumos ir drėgmės, dygsta sėklos, ir saulės šviesoje pradeda augti daigas. Rudenį, orui atšalus, šaknys ir ūgliai nustoja augti.

Augalai neturi akių, ausų ir sudėtingos nervų sistemos, kad galėtų greitai reaguoti į aplinkos dirgiklius. Augalai įvairių hormonų dėka reaguoja į dienos šviesą- rudenį meta lapus, nutraukia sėklų ramybės periodą ir pasižymi kitokiomis reakcijomis. Aki kurios jų- trumpalaikės, pvz.,augalai per kelias dienas palinksta į šviesos šaltinį, nes hormonas, kurį gamina auganti viršūnėlė, pernešamas iš apšviestos stiebo pusės į esančią šešėlyje. Stiebas išlinksta, nes šešėlyje esančios ląstelės pailgėja labiau negu apšviestoje pusėje. Panašiai išlinks augalas, jei jį su vazonu paguldysime an šono. Augalo stiebas išlinks į viršų priešinga Žemės traukai kryptimi mažiau negu per 24 valandas.

Netgi ilgalaikės augalų reakcijos į aplinkos sąlygas tėra augimo ir vystymosi kitimas. Tos pačios rūšies augalai, augantys skirtingomis sąlygomis, gali užaugti labai skirtingos išvaizdos. Pvz., ąžuolai, išaugę vietovėse, kur pučia stiprūs vėjai,, būna stori ir labai šakoti, o išaugę užuovėjoje- aukštesni ir nelabai šakoti.

Augalų reagavimas į dirgiklius

Augalų, panašiai, kaip ir gyvūnų reakcijos i dirgiklius grandinę sudaro recepcija, signalo perdavimas ir atsakas.
Kai augalai reaguoja į dirgiklius, atsiranda augimo pokyčių ir ( arba) augalas ima judėti. Tropizmas yra augimo reakcijos, nukreiptos vienašališko dirgiklio link arba nuo jo. Teigiamo stiebų fototropizmo rezultatas yra išlinkimas į šviesos šaltinio pusę, neigiamo stiebų gravitropizmo rezultatas- jų atsilenkimas priešinga Žemės traukai kryptimi. Šaknų, išlinkstančių Žemės traukos kryptimi gravitropizmas yra teigiamas. Tigmotropizmas pasireiškia augalo daliai prisilietus prie kokio nors objekto, pvz., kai ūseliai vyniojasi aplink kuolą.

Nastijų judesiai nėra kryptingi. Keisdami turgoro slėgį, kai kurie augalai reaguoja į prisilietimą, o kai kurie atlieka miego judesius.

Augaluose pasireiškia cirkadinis ritmas, manoma, kad jį kontroliuoja biologinis laikrodis. Baltagyslės marantos miego judesiai, žiotelių varstymasis ir kai kurių žiedų išsiskleidimas ir susiglaudimas paros metu vyksta 24 valandų ritmu.

Augalų reagavimą derina hormonai

Augalų hormonai- tiek skatinantys augimą, tiek jį slopinantys, kontroliuoja augalų augimą. Augimo stimuliatoriai yra auksinai, giberelinai ir citokininai, augimo inhibitoriai- abscizo rūgštis ir etilenas.

Auksino kontroliuojamas ląstelių ilgėjiams vyksta fototropizmo ir gravitropizmo atveju. Augalą pastačius į šviesą, auksinas nuteka iš apšviestos stiebo pusės į esančią šešėlyje. Čia ji aktyvuojama protonų (H+) siurblį, kurio dėka į ląstelę ima tekėti tirpios medžiagos, padidėja turgono slėgis, ir todėl toje stiebo pusėje ląstelės pailgėja.

Giberelino tyrimo rezultatai parodė, kad hormonui prisijungus prie plazminės membranos receptoriaus, kitas cheminis signalas ląstelės viduje aktyvuoja transkripciją ir baltymo sintezę.
Citokininai priverčia ląsteles dalytis. Jų poveikis ypač gerai matomas tiriant augalų audinių kultūras.
Abscizo rūgštis ( ABR) ir etilenas yra augimo inhibitoriai. Gera žinoma, kad ABR priverčia užsidaryti žioteles, o etilenas skatina vaisių nokimą.

Fotoperiodas kontroliuoja sezoninius pokyčius

Fotoperiodizmas būdingas daugeliui augalų. Pvz., trumpadieniai augalai žydi tik tada, kai būna trumpesnė negu kritinio ilgio, o ilgadieniai augalai žydi tik tuomet, kai dienos ilgis viršija kritinį ilgį. Tyrimai parodė, kad svarbu ne tiek kritinis šviesos periodo ilgis, kiek kritinio tamsos periodo trukmė. Pertraukus tamsos periodą trumpu šviesos blyksniu, galima paskatinti žydėti ilgadienius augalus, tuo tarpu trumpadieniai augalai nepražys.
Fitochromos yra pigmentas, reaguojantis į trumpabangius ir ilgabangius raudonus šviesos spindulius. Jis svarbus augalų žydėjimui.dienos šviesoje fitochromas egzistuoja Pir forma, tačiau naktį metabolizmo procesų metu jis virsta į Pr forma. Pir formos fitochromas aktyvuoja baltymus reaguliatorius, kurie jungiasi su genais.
Bet dalyvavimo žydėjimo procese, Pir skatina sėklų dygima, lapu platėjimą ir stiebų šakojimąsį. Kai dominuoja Pr forma, stiebas ilgėja ir krypsta saulės šviesos link.

Augalų dauginimasis

Daugelis augalų gali daugintis tiek lytiškai, tiek nelytiškai. Nelytiškai dauginantis visi palikuonys būna identiški tėviniams augalams. Toks būdas pranašesnis, kai aplinka nekinta. Lytiškai dauginantis palikuonys skiriasi nuo tėvų ir kai kurie jų gali geriau prisitaikyti prie kitokios arba besikeičiančiosaplinkos. Žiediniai, arba gaubtasėkliai augalai, pasižymi didžiausia įvairove ir labiausiai paplitę iš visų augalų skyrių. Taip yra tikriausiai todėl, kad jų lytinio dauginimosi organai gerai prisitaikę prie sausumos sąlygų. Žiedadulkė apsaugo spermius iki apvaisinimo, o sėkla saugo gemalą iki sudygimo. Žiedas lemia tai, kad gaubtasėklių sėklos formuojasi vaisiuje. Nekelia abejonių, akd žiedo evoliucija ir kiti prisitaikymo būdai padėjo gaubtasėkliams taip sėkmingai įsivyrauti Žemėje. Gaubtasėklius gali apdulkinti ne tik vėjas, bet ir gyvūnai. Gaubtasėkliai susiję su gyvūnais, kurie juos padulkina ir su kuriais augalai palaiko mutualistinius satykius. Žiede gaminamos gyvūnui, kuris jį apdulkina ( bitei, musei, vabalui, paukščiui ir netgi šikšnosparniui), reikalingos maisto medžiagos. Savo ruožtu gyvūnai, net to ir nenorėdami, perneša žiedadulkes nuo vieno augalo ant kito ir taip juos apdulkina.

Žiediniams augalams būdinga kartų kaita

Žiediniai augalai turi žiedus; tarp jų ir gyvūnų apdulkintojų dažnai yra išsivystę mutualistiniai santykiai. Augalai taip pat užaugina sėklas, kurias gaubia vaisiai.
Žiediniams augalams būdinga kartų, kurių viena yra gametofitas, gyvenimo ciklų kaita. Žiedadulkė- tai mikrogametofitas, o sporofite išaugintas gemalinis maišelis- megagametofitas.
Paprastai žiedas susideda iš taurėlapių, kurie dažniausiai būna žali ir supa žiedą iš išorės; vainiklapių, kurie dažnai būna ryškių spalvų ir išsidėstę viduriniame rate; centre esančios iš vaislapėlių sudarytos piestelės kuri turi purką, liemenėlį ir mezginę; ir piestelę supančių kuokelių, kurių kiekvienas turi kotelį ir dulkinę. Mezginėje yra sėklapradžių.

Kiekviename sėklapradyje yra megasporocitas, ląstelė, kuriai dalijantis mejozės būdu susidaro keturios haploidinės megasporos, iš kurių vėliau lieka viena. Ši megaspora dalijasi mitozės būdu ir susiformuoja megagametofitas(gemalinis maišelis), kuriame paprastai būna aštuoni branduoliai. Centrinė ląstelė turi du polinius branduolius, o veina iš trijų šalia mikropilės esančių ląstelių- tai kiaušialąstė.

Dulkinėse yra mikrosporocitų, ląstelių, kurių kiekviena dalijasi mejozės būdu ir susidaro po keturias haploidines mikrosporas. Kiekviena jų vėliau dalijasi mitozės būdu ir susiformuoja iš dviejų ląstelių sudaryta žiedadulkė. Viena ląstelė yra vegetatyvinė, iš jos formuojasi dulkiadaigis, o kita- generatyvinė, kuriai pasidalijus susidaro du spermiai. Žiedadulkė yra mikrogametofitas. Po apdulkinimo žiedadulkė sudygsta ir, augant dulkiadaigiui, spermio ląstelės atslenka į gemalinį maišelį. Apdulkinimas- tai tik žiedadulkės patekimas nuo dulkinės ant purkos.
Žiediniams augalams būdingas dvigubas apvaisinimas. Vieno spermio branduolys susilieja su kiaušialąstės branduoliu ir susiformuoja 2n chromosomų rinkinį turinti zigota, o kito spermio branduolys susijungia su poliniais branduoliais ir susidaro 3n chromosomų rinkinį turinti endospermio ląstelė.
Po apvaisinimo endospermio ląstelė dalijasi ir susiformuoja maisto medžiagas kaupiantis sėklos audinys- endospermas. Iš zigotos vystosi sporofito gemalas. Iš sėklapradžio išsivysto sėkla ( jo apdangalai virsta sėklos luobele ). Iš mezginės formuojasi vaisius.

Gemalo vystymosi stadijos

Iš sėklapradžio formuojantis sėklai zigota virsta gemalu. Jau po kelių pirmųjų jos apsidalijimų galima išskirti gemalą ir pakabą. Gemalą sėklapradyje prilaiko pakaba, per kurią atiteka gemalui reikalingų maisto medžiagų. Dviskilčių augalų gemalas iš pradžių būna širdies, vėliau- torpedos formos. Kai susiformuoja dvi sėklaskiltės, jau galima išskirti stiebo ir šaknies augimo kūgelius, kuriuose yra viršūninės meristemos. Dviskilčių augalų sėklose maisto medžiagos dažnai būna ne endosperme, bet sėklaskiltėse.

Sėklas gaubia vaisius

Žiedinių augalų sėklas gaubia vaisiai. Jų gali būti įvairių tipų. Paprastieji vaisiai išsivysto iš atskiros mezginės ( vienalizdės arba daugializdės). Kai kurie paprastieji vaisiai būna sultingi, pvz. Persikų kauliavaisis arba obuolys , kiti – sausi , pvz. Žirnių ankštys , riešutai ar grūdvaisiais. Iš daugeliovieno žiedo mezginių išauga sutelktiniai vaisiai, o iš kelių atskirų žiedų mezginių- sudėtiniai vaisiai.
Žiediniai augalai sėklas paskleidžia labai įvairiai. Jas gali išplatinti vėjas , vanduo, gyvūnai, kai jos prisikabina prie kailio, arba , jeigu jas suėdę gyvūnai vėliau su išmatomis pašalina toli nuo motininio augalo.
Prieš sudykstant pupelės (dviskilčio augalo) sėkloje galima matytin dvi sėklaskiltes ir gemelinį pumpurėlį, kuriame yra ūglys su lapu pradmenimis. Be tu galima įžiurėti antskiltį, poskiltį ir gemelinę šaknelę. Kukurūzo (vienaskilčio augalo) grūde matyti endospermas, viena sėklaskiltę, gemelinis pumpurėlis ir gemalinė šaknelė.

Nelytinis augalų dauginimasis

Daugelis žiedinių augalų gali daugintis nelytiniu būdu, pvz. ,iš stiebų (antžeminių arba požeminių ) bamblių išauga nauji augalai arba šaknys išleidžia atžalas.
Hodroponika ir augalinių ląstelių totipotencijos nustatymus leido išvystiti audinių kultūrų metodą, kuris dabar plačiai taikomas įvairiose srityse.
Mikrodauginimas- augalų klonavimas iš meristemų- dabar plačiai naudojamas ir jau turi komercinę reikšmę. Iš žiedų meristemų kultūros gaunami somatiniai gemalai, kuriuos apgaubus gelio apvalkalu galima platinti po visą pasaulį. Iš dulkinių kultūros gaunami homozigotiniai augalai, turintys recesyvinių genų nulemtų požymių. Iš lapų, stiebų ir šaknų ląstelių kultūrų gaunamos ląstelių suspensijos, kurias auginant dideliuose rezervuaruose galima gauti augalinių cheminių medžiagų. Auginant augalus iš protoplastų pasireiškia somakloninis kintamumas, dėl kurio gali atsirasti nuajų augalų atmainų.
Protoplastai ypač tinka augalų geninėje inžinerijoje. Be to, svetimiems genams perkelti į augalų ląsteles, iš kurių vėliau išsivyto tam tikrų požymių turintys augalai, gali būti panaudotos Agrobacterium genties bakterijos arba dalelių patrankos.

Leave a Comment