Augalų anatomija ir morfologija

XXI a. žmogus retai pastebi jį supančią aplinką. Jis pripratęs regėti nuolat “verdantį”, “skubantį”, “krutantį” savo pasaulį, bet juk egzistuoja ir kiti. Štai kodėl aš nusprendžiau išnagrinėti temą pavadinimu “Augalų judesiai”.

Augalų pasaulio nejudrumas yra tik tariamas. Nors jie neturi jutimo organų, nervų ir raumenų, tačiau visgi vykdo daugybę specifinių funkcijų. Daugelis pastebėjo, kad kambarinės gėlės sukasi į šviesą, vijokliniai augalai ropščiasi aukštyn medžiais ar krūmais. Kalnų šlaituose medžiai auga Žemės centro kryptimi. Žinomi taip pat tropinės mimozos greiti judesiai ir kt. Daauguma augalų turi tokį mechanizmą, kurio pagalba išbarsto sėklas. Šie pavyzdžiai rodo, kad daugumai augalų judėjimas yra gyvybiškai svarbus procesas.

Skirtingų organizmų judėjimo procesai nėra vienodi. Laisvai judėti erdvėje sugeba iš dalies tik gniūžuliniai augalai( mikroskopiškai smulkūs objektai ), kurie neturi nei rizoidų, nei šaknų. Jų judesiai vadinami lokomotoriniais. O stuomeniniai augalai, kurie auga prisitvirtinę prie substrato, gali keisti tik atskirų organų padėtį erdvėje. Lokomotorinius judesius atlieka tik atsiskyrusios nuo motininio organizmo stuomeninių augalų dalys: sporos, sėklos, žiedadulkės ir vaisiai. Reikia atkreipti dėėmesį ir į judėjimą ląstelių viduje.

Augalų judesiai gali būti pasyvūs ir aktyvūs. Pasyvūs judesiai atliekami su negyvosios gamtos jėgų pagalba: vėjo, vandens ir kt. O aktyvūs judesiai atliekami gyvų audinių ir jiems išjudinti reikalinga organizmo sutelkta ir jo reguliuojama energija. Beje, ak

ktyvūs judesiai taip pat yra kelių tipų. Vieni iš jų atsiranda dėl vienpusiško dirginimo, sukeliančio vienpusį augimą. Juk augaluose yra šviesai, drėgmei, šilumai, gravitacijos laukui jautrių ląstelių. Ir reaguodami į dirgiklius, stiebai, lapai, ūgliai, šaknys išlinksta, nes nevienodai auga skirtingos augalo pusės. Taigi augalo organų išlinkimai vadinami tropizmais, kurie būdingi tik jauniems augantiems augalams ar audiniams. Juk nuskurdę, energijos neturintys augalai beveik nereaguoja į dirgiklį.

Žemės traukos jėga sukelia gravitropizmą.. Dėl šio proceso augalai įsitvirtina šaknimis į žemę, jų antžeminė dalis užima palankią fotosintezei vykti erdvę, išgulę augalai vėl atsitiesia.

Augalo reagavimas į vienpusį apšvietimą vadinamas fototropizmu. Jie reaguoja tik į mėlyną arba baltą šviesą. Jautriausios jai yra jaunų augalų viršūnėlės. Fototropizmą sukelia dėl šviesos ir kitokių veiksnių nevienodai įvairiuose šonuose pasiskirstę auksinai.

Žiedadulkių dulkiadaigių ir šaknų reagavimas į chemines medžiagas vadinamas chemotropizmu. Jo dėka šaknys geriau apsirūpina mineralinėmis druskomis ir kitomis medžiagomis. Augalų reagavimas į vandenį vadinamas hidrotropizmu, į palietimą – tigmotropizmu.

Judesiai, kuriuos augaluose sukelia neapibrėžtos krypties dirgikliai, sklindantys iš visų pusių, vadinami nastijomis. Jos vyksta dėl augimo pobūdžio reiškinių arba skirtingo turgoro priešinguose judančios augalo dalies ar organo šonuose. Nastijos, kurias sukėlė šviesa, vadinamos fotonastijomis, o temperatura – termonastija. Reagavimai į mechaninius dirgiklius vadinama seismonastija, o visu kūnu – taksiai.

Taigi judesiai padeda augalams geriau prisitaikyti prie aplinkos, daugintis, pakęsti nepalankias sąlygas.

Pasyvius augalo judesius su

ukelia:
1. mechaniniai poveikiai, pvz., veikiant vėjui (anemofilija, kai išnešiojamos žiedadulkės; anemochorija, kai išnešiojami vaisiai ir sėklos); veikiant vandens srovei (hidrofilija, kai pernešamos žiedadulkės; hidrochorija, kai pernešami vaisiai ir sėklos);
2. nevienodu abiejų augalo šonų susitraukimu, lapeliams džiūstant, ir nevienodu tų šonų pailgėjimu, vaisiui šlampant, pvz., pušies kankorėžių prasiskėtimas (1. pav.), pupos ankščių prasiskėtimas (1.1 pav.), paprastojo dalgučio vaisių brinkimas (1.2pav.);
3. dėl vandens kohezijos jėgų. Tai toks reiškinys, kai ląstelėje mezoplazmos vanduo surišamas su ultraorganoidais.

Vienas iš svarbiausių augalų fiziologijoje judėjimų – dirglumas. Su šia sąvoka tenka susidurti ir kasdieniniame bendravime, tačiau moksline prasme tai reiškia vidinių ir išorinių faktorių pasikeitimus išaukiamus pas gyvas būtybes. Dirglumas yra gyvų organizmų sugebėjimas reaguoti į įvairius poviekius, pvz., jaudinantis dirginimas panašus į ginklo šūvį arba į skambučio mygtuko paspaudimą. Panašus procesas vyksta ir augaluose, kuriems energija būtina judesio vykdymui sklinda ne nuo dirgiklio, o aprūpinama medžiagų apykaita ląstelėje.
Taigi aktyvūs judesiai yra:
1. ląstelių viduje, pvz., citoplazmoje ( Ji ląstelėje juda nevienodai. Galimi judėjimo variantai: cirkuliacinis, rotacinis, fontaninis ir trūkčiojantis), branduolio ( Jis gali judėti kartu su citoplazma arba savistoviai. Paprastai branduolys juda link tų vietų, kuriose vyksta spartus augimas), chloroplastų (Juose, kaip žinome, vyksta fotisintezė. Esant silpnam apšvietimui, jie išsidėsto prie viršutinių ir apatinių ląstelių sienelių, o esant stipriam apšvietimui – tik prie šoninių sienelių ir tuo pačiu lieka “a

apsaugoti”. Tai rodo pozityvią ir negatyvią chloroplastų orientaciją. Tarp jų ir fotosintezės yra glaudūs ryšiai, o chloroplastų judėjimas ir citoplazmos judėjimas surištas su reakcijomis išlaisvinančiomis energiją) taip pat mikrovamzdelių, Goldžio pūslelių ir kt. judesiai;
2. lokomotoriniai arba taksiai, kuriuos sukelia įvairūs aplinkos dirgikliai, pvz., šviesa, elektra, temperatūra ir kt.;
3. atskiri esant augalui vietoje. Šie judesiai skirstomi į autonominius ir paratoninius.

Autonominiais vadinami tokie augalų judesiai, kuruos sukelia ne išoriniai dirgikliai, bet vidiniai fiziologiniai procesai. Jie skirstomi į dvi grupes – priklausančius nuo turgorinio slėgio skirtumų audiniuose ir priklausančius nuo augimo greičio skirtumo organo šonuose (2 pav.).

Turgoriniams autonominiams judesiams priklauso periodiniai kai kurių ankštinių augalų lapų judesiai, kurie atsiranda kintant turgorui lapų sąnariniuose kauburėliuose, pvz., pupelės ar vikmedžio.

Semaforiško augalo jautriosios jakšūnės maži šoniniai lapeliai ritmiškai sukasi ratu: vienas kyla aukštyn, antras leidžiasi žemyn. Tokius judesius atlieka ir iš Lietuvos floros kiškio kopūsto ir raodonojo dobilo lapeliai.

Antrajai grupei priklauso nutacijos, kurias pirmasis aprašė Č. Darvinas. Jos yra

dvejopos: besisukančios ratu ir švytuojančios. Jei augalo organas yra spinduliškai

simetriškas, tai jo viršūnė augdama suksis ratu. Tai būdinga vijoklinių augalų stiebams. O jei bisimetriškas, tai jo nutacija bus panaši į lėtą švytuoklės svyravimą. Tai būdiga varpinių augalų koleoptilėms ir kai kurių augalų lapams.

Paratoniniais judesiais vadinami tokie, kuriuos sukelia aplinka. Tai tropizmai ir nastijos. Ši
ie judesiai yra skirstomi pagal juos sukeliančių dirgiklių prigimtį. Kiekvieną iš jų apžvelgsiu plačiau.

Tropizmais vadinami įvairių dirgiklių sukelti ir jų kryptimi orientuoti vienų ar kitų augalo organų judesiai – pakrypimas arba pasisukimas. Ortotropiniai augalų organai (pagrindinis stiebas ir šaknis) krypsta tiek į dirgiklio pusę, tiek tolyn nuo jo. Toks tropizmas atitinkamai vadinamas teigiamu arba neigiamu. O šoniniams lapams, šakoms ir kitiems plagiotropiniams organams būdingas skersinis tropizmas, kuriam veikiant organai dirgiklio veikimo krypties atžvilgiu pasisuka tam tikru kampu.

Taigi tropizmai klasifikuojami į gravitropizmus (geotropizmus), fototropizmus, chemotropizmus ir magnetotropizmus.

Gravitropizmas lemia įprastinę daigo dalių orientaciją erdvėje: šaknų augimą žemyn, o stiebų – aukštyn. Tai yra reakcija į Žemės traukos jėgą. Tą pirmasis įrodė A. Naitas, pritvirtinęs dygstanšias pupelių sėklas prie vandens sukamo malūno rato lanko. Kadangi pupelių daigai bandymo metu buvo vartaliojami, tai jie orientavosi pagal išcentrinę jėgą ir jų šaknys augo į ratlankio išorę, o stiebai – į jo vidų.

Į žemės traukos jėgą augalas reaguoja ir tada, kai jo daigas ne visą bandymo laiką paliekamas horizontalioje padėtyje, bet tik tam tikrą, vadinamąjį prezentacijos laiką, per kurį daigas gauna pakankamą dirginimo kiekį, sukeliantį gravitropinę reakciją (3pav.).

Dabar gravitropizmas tiriamas V. Pfeferio sugalvotu klinostatu. Tai toks aparatas, kuriuo galima gulsčiai paguldytą vazonėlį sukti aplink savo ašį. Klinostatas dezorientuoja augalus žemės traukos atžvilgiu, nes jame įstatytas augalas visą laiką vartaliojasi, tai vienu, tai kitu šonu nusisukdamas žemyn. Tokiu būdu jis gauna aibę impulsų, bet priešingos krypties impulsai vienas kitą anuliuoja.

Tokį prietaisą gali atstoti paprasčiausias laikrodis žadintuvas, prie kurio centrinės ašies pritvirtinamas platus mėgintuvėlis arba cilindras su daigais.(3.1 pav.)

Augalas Žemės traukos jėgą junta dėka šaknies šalmelio vidurinėje dalyje esančių ląstelių su stambiais krakmolo grūdeliais.(B. Nemeco statolitinė augalų pusiausvyros jutimo teorija pagal kurią, krakmolo grūdeliai priklausomai nuo šaknies erdvinės orientacijos, keičia savo padėtį ląstelėje ir veikia kaip statolitai: į šonus nubyrėję dirgina citoplazmą ir duoda impulsą šakniai reaguoti atitinkamu geotropiniu judesiu. Taip pat reaguoja ir viršūnėlės bei dviskilčių augalų stiebai, kuriuose Žemės trauką junta endodermis. Jame irgi yra krakmolo grūdelių. Tačiau ši teorija pripažinta ne visų, nes geotropiškai reaguoja ir augalai neturintys ląstelėse krakmolo grūdelių. Dėl į Žemės traukos jėgą reaguojančių augalų yra daug pasvarstymų. Vieni mano, kad tai turi įtakos ląstelėse pakitusios citoplazmos fizinės ir cheminės savybės (A. Merkys), kiti, kad elektros potencialų skirtumas (L. Brauneris) ir kt. Dabar manoma, kad šaknies gravitropizmui svarbus ir augimo inhibitorius abscisinė rūgštis, ne tik auksinas.

Fototropizmas – šviesos sukelti augalų organų judesiai. Didžiausią poveikį turi mėlynieji spinduliai. Jis būna trejopas: teigiamas, neigiamas ir skersinis.

Iš vieno šono apšviesti daigai paprastai krypsta į šviesos pusę – rodo teigiamą fototropizmą. Šis nukrypimas įvyksta maksimalaus augimo zonoje dėl abiejų daigo šonų nevienodo augimo greičio. Tai rodo varpinių augalų koleoptilės (3.2 pav.), dviskilčių augalų hipokotiliai, jaunos stiebų viršūnės.

Neigiamą fototropizmą turi laipiojančių augalų (pvz., gebenės lipikės) kibiosios šaknys, kai kurių augalų pagrindinė šaknis, paparčių polaiškių ir kerpsamanių rizoidai, penkialapio vinvyčio ūseliai.

Vidutinio stiprumo šviesoje lapams būdingas skersinis fototropizmas. Kitaip dar vadinamas heliotropizmu, pvz., saulėgrąžos pasisuka į Saulės pusę, eukalipto lapai pasisuka į Saulę kraštu.

Fototropiniai judesiai susiję su auksinu, dėl kurio skirtingos koncentracijos apvalaus organo abu šonai auga nevienodu greičiu, todėl jie išlinksta. Auksinas gali nevienodai pasiskirtyti todėl, kad jis sintetinamas skirtingu tempu (pavėsyje greičiau, o apšviestoje vietoje lėčiau) arba šviesa nukreipia auksino transportą iš viršūnės į šešėlinę organo pusę, arba šviesa suardo dalį auksino apšviestajame šone.

Chemitropizmas yra augalų reagavimas į cheminių dirgiklių skirtingą koncentraciją toje terpėje, kurioje bandomasis augalas auginamas. Jis būdingas žiedadulkių dulkiadaigiams ir augalų šaknims. Šiais judesiais augalai suranda tinkamesnį maisto substratą.

Šaknų chemotropizmas turi reikšmės augalo mitybai. Šiuo būdu šaknys suranda granuliuotų trąšų grūdelius ir juos aprėpia, taigi jos augdamos nukrypsta ir gausiau iškeroje tuose dirvožemio sluoksniuose, kuriuose randa daugiau maisto. Skiriamas teigiamas chemotropizmas, kurį sukelia anijonai ir neigiamas, kuri sukelia katijonai. Žinoma, kad šaknų augimo kryptis priklauso ir nuo kitų aplinkos veiksnių, tokių kaip vandens (hidrotropizmas, kuris gali būti teigiamas, pvz.: žirnių sėklų daigai šliaužiantys drėgnu rėčio dugnu, viršydami šaknų neigiamą gravitropizmą ir neigiami, pvz., lino, bulvės daigų stiebeliai – jie auga į priešingą pusę nuo šlapio substrato), deguonies (aerotropizmas), ir kt.

Žiedadulkių dygimą pagreitina ir dulkiadaigių augimo kryptį lemia to augalo purkose esanšios medžiagos. Skirtingos augalų rūšys turi specifinius chemotropinius dirgiklius, išskiriamus iš jų sėklapradžių. Svetimos žiedadulkės, patekusios ant purkos, blogai dygsta ir dažniausiai neapvaisina.

Evoliucijos procese augalai, nuolat veikiami Žemės magnetinio lauko, aktyviai reaguoja į jį. Augalų šaknys krypsta į pietų polių arba į šalia padėtą magneto gabalą. Sėklos išdėliotos lėkštelėse, atsukant šakneles į Žemės pietų polių, greičiau sudygsta, greičiau auga šaknys ir antžeminė dalis. Sėklos, kurių šaknys orientuotos į šiaurės polių, sudygsta visa para vėliau ir augalai lėčiau auga. Šis reiškinys vadinamas magnetotropizmu (3.3 pav.).

Lianos savo viršūnėmis atlieka sukamuosius judesius, vadinamus cirkumnutacija. Jų jauni daigai tarytum ieško atramos, suradę tinkamą atramą, apsivynioja aplink ją lanksčiu stiebu arba ūseliais. Tokie stiebo judesiai yra tigmotropizmai. Stiebai dažniausiai sukasi į kairę pusę( prieš laikrodžio rodyklę), pvz., laipiojančios pupelės (3.4 pav). O ūseliais apsivynioja vynmedinių, moliūgų ir ankštinių šeimų laipiojantieji augalai.

Nastijomis vadinami aplinkos veiksnių sukelti augalų judesiai, kurių kryptis nepriklauso nuo dirgiklio veikimo krypties. Tokie judesiai visada vyksta vienoje plokštumoje.

Nastijos gali būti augimo greičio arba turgorinio slėgio pakitimas priešinguose augalo organuose. Jos taip pat skirstomos pagal sukeliantį aplinkos veisnį, taigi yra fotonastijos, chemonastijos, termonastijos, tigmonastijos, higronastijos, seismonastijos ir kt.

Judesiai vyktantys atėjus nakčiai ir jai baigiantis, vadinasi niktinastijomis. Naktį kinta šviesos, temperatūros, oro drėgnumo režimas. Taigi niktinastijos skirstomos į fotonastijas, termonastijas ir higronastijas.

Fotonastija yra kai kurių augalų žiedų ir žiedynų judesiai, susiję su šviesos intensyvumo kitimu, pvz., vandens lelijos, kiaulpienės. Daugoma augalų savo žiedus išskleidžia ryte, o suskleidžia vakare. Tai jų prisitaikymas apsidulkinti padedant dieniniams vabzdžiams. Tačiau yra tokių augalų, kurie žiedus išskleideia naktį, pvz., nakviša.

Žiedų fotonastiniai judesiai yra vainiklapių viršutinio ir apatinio šono skirtingo augimo greičio padarinys, būdingas jauniems žiedams. O lapų lapalakščiai nulinksta naktį ir atsitiesia rytą priklausomai nuo turgoro svyravimo sąnariniuose kauburėliuose, taigi lapų fotonastija būdinga ir nustojusiems augti lapams(4pav.).

Kartu su fotonastiniais judesiais periodiškai lapų epidermyje varstosi žiotelės. Jos prasiveria ryte vos šviesai palietus lapus ir užsiveria temstant.

Termonastija – augalo judesiai priklausantys nuo temperatūros kitimo per parą. Žinomiausias pavyzdys yra tulpių žiedų prasiskleidimas šiltoje patalpoje (4.1 pav.)

Šis reiškinys būdingas augalų žiedams ir kai kuriems žiedynams. Jis išryškėja dieną pradėjus lyti. Kai apsiniaukia dangus, sumažėja šviesos ir padidėja drėgmės, taigi žiedai susiskleidžia. Naktį susivėrę žiedai apsaugo žiedadulkes nuo rasos, o apsiniaukus nuo lietaus, kadangi sušlapusios žiedaulkės gali perplyšti dėl staiga padidėjusio turgoro.

Chemonastija – tai į augalus patekusių cheminių medžiagų sukeliami nastiniai judesiai, kurie būdingi vabzdžiaėdžių augalų lapams. Pavyzdžiui, saulašarė (4.2 pav.), musėkautas ar tuklė vabzdžiui nutūpus ant jų lapų, atlieka tam tikrus judesius, kad juos sulaikytų. Šie judesiai yra reakcija į dvejopą dirginimą – lietimą ir cheminį poveikį. Tai tigmonastijos ir chemonastijos derinys.

Visų minėtų augalų reagavimas į mechaninį dirgiklį yra silpnas ir trumpalaikis, o į cheminį – intensyvesnis.

Dirginimas perduodamas parenchiminėmis ląstelėmis.

Šis augalo judesys yra reakcija į mechaninį dirginimą (lietimą). Lietaus lašų ir oro srovių poveikis tigmonastijos nesukelia.

Tokius judesius atlieka saulašarės plaukeliai ( 4.2 pav. )

Seismonastija – tai augalų reagavimas greitu judesiu į palietimą, purtymą, suspaudimą, stiprią oro srovę. Ji būdinga kai kuriems augalų lapams arba žiedo dalims ir nuo tigmonastijos skiriasi tuo, kad ji susijusi tik su reaguojančio audinio turgoro kitimu. Ramybės būklėje audinio sienelės yra išsitempusios, o sudirginus jų turgoras krinta, ląstelių tūris padirgintoje vietoje sumažėja, ir organas į tą šoną palinksta.

Šis judesys būdingas mimozinių šeimos augalų lapams.

Lėčiau reaguoja rūgštelinių šeimos augalų ir kai kurių

ankštinių augalų, pvz., liucernos lapai. Tap pat kai

kurių augalų jautrūs lietimui kuokeliai, pvz., mahonijos.

Visi gyvi šios Žemės gyventojai yra prisitaikę prie aplinkos sąlygų, dauginasi, maitinasi. Ne išimtis ir augalai, kurie užima daugiausia jos paviršiaus. Augalams, galima sakyti, kad tarnauja visi: žmonės, kurie negalėtų išgyventi be deguonies, gyvūnai, kuriems augalai suteikia prieglobstį, maistą (o atsidėkodami už tai išnešioja jų sėklas) ir smulkesi organizmai sudarantys su augalais abiem pusėm naudingas “sutartis”. Mes visi kartu sudarom neatsiejamas grandis.

Šiame referate aš trumpai apibūdinau visus mums žinomus augalų judesius, kurių dėka augalai gali reaguoti į aplinkos veiksnius, apsisaugoti nuo galimų pavojų, išsimaitinti. Yra pateikti pavyzdžiai, padedantys įsivaizduoti ir išnagrinėti tai, ko kartais mes net nepastebime. Ir kad geriau pažintume paslaptingą augalų pasaulį, privalome žinoti, kaip jie prisitaiko gyventi pasitelkdami judesių sistemą.

Literatūra

1. Вайнар Рейнхольд “Движения у ростений”, 1987
2. Stasė Stašauskienė “Augalų fiziologijos labaratoriniai ir laukobandymai”, 1999

3. A. Traitakas ir kt. Biologija. Informacinė medžiaga, 1987

4.J. Dagys “Augalų anatomija ir morfologija”, 1969

1. Įvadas ............... ...... 1

2. Pasyvūs judesiai ................ 2

3. Aktyvūs judesiai ............... 3

3.1. Tropizmai ............... 4

3.1.1. Gravitropizmas s ............... 4

3.1.2. Fototropizmas .............. 5

3.1.3. Chemotropizmas as ............ ..... ..... 5

3.1.4. Magnetropizmas ............. 5

3.1.5. Tigmotropizmas ............. 6

3.2. Nastijos ................. 6

3.2.1. Niktinastija ................. 6

3.2.2. Fotonastija ................. 6

3.2.3. Termonastija ................ 6

3.2.4. Higronastija ................ 7

3.2.5. Chemonastija ................. 7

3.2.6. Tigmonastija ................. 7

3.2.7. Seismonastija ................. 7

Iliustracijos ................. 8

Išvados ..................... 10

Literatūra .....................

Leave a Comment