Sarežģītās vielmaiņas reakcijas augos ir izskaidrojamas ar to ķermeņa daļu īpašo uzbūvi: sakni, stublāju, lapām, ko sauc par veģetatīviem orgāniem. Viņi ir atbildīgi par fotosintēzes, transpirācijas, osmozes procesiem. Šajā rakstā mēs pētīsim tādu augu elementu kā sakņu matiņu struktūru un funkcijas. Tās ir svarīgas struktūras, kas nosaka ūdens un minerālsāļu uzsūkšanos no augsnes.
Sakne – sēklaugu veģetatīvā orgāns
Gimnosēklu un ziedaugu pazemes daļu pārstāv divu veidu sakņu sistēma: mietsakne un šķiedraina. Tās sastāv no galvenajām, sānu, nejaušajām (viendīgļlapju augiem) saknēm un liela skaita mazu struktūru, ko sauc par sakņu matiņiem.
Tie ir izaugumi, ko attēlo atsevišķas epiblemas (rizodermas) šūnas. Tos sauc par trihoblastiem. Būt par atbalstu un pildot organisko vielu uzglabāšanas, uzsūkšanās un vairošanās funkcijas (tā sauktie ķiršu, kārklu sakņu pēcnācēji),sakne ir netieši iesaistīta tādos vielmaiņas procesos kā transpirācija, elpošana, fotosintēze.
Iesūkšanas zona
Galvenajai saknei ir sarežģīta anatomiska struktūra, un tās dažādās daļas pilda dažādas funkcijas. Šajā sakarā tās sauc par zonām. Pamatojoties uz sakņu matiņu funkciju (virs izstiepuma zonas, kas iekļauta augšanas zonā), tiek konstatēta pārklājuma audu izaugumu uzkrāšanās. Šo zonu sauc par sūkšanas zonu. Tas ir no viena līdz trim centimetriem. Šajā zonā var būt no 200 līdz 1500 vai vairāk iegarenas epiblemas šūnas. Viņi nedzīvo ilgi: no vairākām stundām līdz 20 dienām un pēc tam mirst. Vienlaikus no rizodermas veidojas jaunas struktūras. Sakņu matšūna, saskaroties ar augsni, spēj absorbēt ūdens molekulas un no tās izšķīdušos sāļus nātrija, hlora, magnija jonu, nitrātu, nitrītu un fosfātu skābju skābju atlikumu veidā.
Epibleme un tās struktūras iezīmes
Šie augu audi pieder primāro meristēmu grupai. Piedaloties dalīšanā, tās šūnas nodrošina tādu elementu kā sakņu matiņu veidošanos. Tas notiek saknes izglītības audu ārējā slānī - fellogēnā. Veģetācijas periodā izveidojusies sakneņa atmiršana. Tā vietā veidojas jaunas peridermas šūnas - sekundārie iekšaudi, kas nespēj absorbēt augsnes šķīdumus. No epiblemas pārklājošās daļas veidojas jauns sakņu matiņš, kura funkcija ir ūdens un minerālsāļu uzsūkšana.
Matu sakņu funkcijas
Šīs struktūras veidojas no rizodermas izvirzījumiem un ir atsevišķas primārās meristēmas šūnas, kas spēj absorbēt augsnes šķīdumu. Laika gaitā tie stiepjas, un šūnu membrāna kļūst spējīga izlaist iekšā gan hipotoniskus, gan ļoti koncentrētus sāls šķīdumus. Lietojot minerālmēslus, piemēram, slāpekļa un kālija mēslojumu, augsnē palielinās amonija, kālija un nitrātu jonu saturs. Tas notiek pavasarī, jo šis ir labākais laiks šāda veida mēslošanas līdzekļu izmantošanai. Augsnes šķīdums, kas satur iepriekšminētos jonu veidus, pasīvās difūzijas ceļā iekļūst trihoblastu citoplazmā.
Rudens fosfātu mēslošanas līdzekļu izmantošana, kuru izšķīdināšanai nepieciešams vairāk laika, izraisa fosfātu un metafosforskābes skābo atlikumu jonu uzsūkšanos sakņu matiņos. Sākoties sulas plūsmai februāra beigās - marta sākumā, gandrīz viss rizodermālo šūnu tilpums ir piepildīts ar vakuoliem, kodols tiek pārvietots uz sakņu matu augšdaļu. Pati šūna spēj izdalīt organisko skābju molekulas: skābeņskābi, ābolskābi. Tie izšķīdina humusa daļiņas, uzlabojot absorbcijas procesu. Sakņu matiņu veidošanās notiek diezgan ātri. Neskatoties uz to īso kalpošanas laiku, tie spēj absorbēt lielu daudzumu augsnes šķīduma. Piemēram, koksnes augā sūkšanas laukums ir aptuveni 120 līdz 640 m22.
Kas ir trihoblasti
Agrāk mēs pētījām primāro audu struktūras un funkciju iezīmesaugu pārsegi. Tas sastāv no viena šūnu slāņa un tiek saukts par epiblemu, kas atrodas uz jaunām sānu saknēm, kas aug no galvenajām vai nejaušajām saknēm. Sakņu matiņi ir sasaistes audu izaugumi, kas ir ļoti iegarenas struktūras. Jāatceras, ka visas epiblemas šūnas ir pluripotentas, tas ir, spēj veidot sakņu matiņus. Bet tie veidojas tikai no trihoblastiem - epiblemas izvirzījumiem, kas izskatās kā mikroskopiski tuberkuli.
Integumentārajiem audiem, kas ir atbildīgi par trihoblastu veidošanos, ir citoloģiskas struktūras iezīmes: piemēram, tā šūnām trūkst kutikulas un biezas celulozes sieniņas. Citoplazmā ir liels skaits organellu, kas sintezē ATP molekulas - mitohondrijas. Tie ir nepieciešami, jo ūdens un minerālsāļu uzsūkšanai ir nepieciešama enerģija. Trihoblastiem nav arī stomatītu - to veidojošo audu elementu, kas ir atbildīgi par augu elpošanas un transpirācijas procesiem - ūdens iztvaikošanu.
Kā sāls šķīdumi iekļūst augu saknēs
Trichoblastu un no tā veidoto sakņu matiņu, kura funkcija ir ūdens un minerālsāļu uzsūkšana no augsnes, var uzskatīt par osmotisku sistēmu. Stingras šūnu sienas trūkums un membrānas elastība veicina molekulu transportēšanu no ārējās vides uz citoplazmu. Īpašās sakņu matu organellās - vakuolās uzkrājas glikozes, fruktozes, ābolskābes, citronskābes un skābeņskābes hipertoniskie šķīdumi.
Gan šūnas membrānai, gan tonoplastam ir selektīvspuscaurlaidība. Tāpēc augsnes šķīdums, būdams mazāk koncentrēts nekā šūnu sula, iekļūst sakņu matos saskaņā ar osmozes likumiem. Šķīdumu ūdens potenciāls, kas nāk no augsnes, ir augstāks par šo indikatoru tonoplastā, un osmotiskais potenciāls ir mazāks. Ūdens un minerālsāļi tiek transportēti no sakņu matu šūnas uz ksilēmu. Tie ir vadoši audi, kas veido augu traukus - traheju vai traheīdus. Caur tiem augsnes šķīdums virzās augšup pa stublāju uz lapām un citām auga daļām.
Izvēle un tās nozīme
Lai palielinātu sakņu sistēmas sūkšanas laukumu, jāpalielina sānu sakņu skaits. Viņu epiblema, kas satur trihoblastus, veidos papildu sakņu matiņus. Šim nolūkam tiek izmantota mehāniska saknes gala noplūkšanas metode, kas iznīcina sadalīšanas zonu, kas atrodas virs saknes cepures. To sauc par picking. Šis paņēmiens stimulē sānu daļu augšanu, uz kurām veidojas liels skaits sakņu matiņu. Šajā gadījumā galvenās saknes augšana garumā apstājas. Lielais sūkšanas zonas laukums pozitīvi ietekmē auga augšanu un attīstību, palielinot tā ražu un vitalitāti.
Šajā rakstā mēs izpētījām segsēklu sakņu absorbcijas zonas struktūras īpatnības, kā arī noskaidrojām, kādu funkciju veic no epiblemas veidojas sakņu matiņš.
