KĀPĒC ŪDENS IR SVARĪGS SŪNĀM? - BIOLOĢIJA - 2025

Ūdenim ir liela nozīme sūnām, jo ​​šiem augiem nav asinsvadu audu vai specializētu orgānu absorbcijai. No otras puses, viņi nespēj regulēt ūdens zudumu un ir atkarīgi no tā seksuālai reprodukcijai.

Sūnas pieder pie brifītiem, kurus uzskata par pirmo augu grupu, kas kolonizē sauszemes vidi. Gametofīts veido veģetatīvo ķermeni, un sporofīts ir no tā atkarīgs.

Ūdens pilieni uz sūnas. Autors: publicdomainpictures.net

Šiem augiem ir ļoti plāna kutikula, un tiem nav stomu, kas regulē svīšanu. Viņi ir ļoti jutīgi pret mitruma izmaiņām, tāpēc ļoti ātri var dehidrēt.

Ūdens absorbcija var notikt visā augā vai caur rizoīdiem. Vadīšana var būt kapilāra, apoplastiska vai vienkāršota. Dažās grupās ir šūnas, kas specializējas ūdens (hidroīdu) pārvadāšanā.

Vīriešu dzimuma gametas (spermatozoīdi) tiek pārpludināti, un, lai nonāktu olšūnā (sieviešu dzimuma gametā), nepieciešama ūdens klātbūtne.

Daudzām sūnām ir lieliska spēja atgūties no dehidratācijas. Grimmia pulvinata herbārija paraugi ir izrādījušies dzīvotspējīgi pēc 80 gadu žāvēšanas.

Sūnu vispārīgais raksturojums

Sūnas pieder brifītu vai ne-vaskulāro augu grupai, kam raksturīgi tas, ka tiem nav specializētu audu ūdens vadīšanai.

Veģetatīvais ķermenis atbilst gametofītam (haploīdā fāze). Sporofīts (diploīdā fāze) ir vāji attīstīts, un tā uzturēšana ir atkarīga no gametofīta.

Parasti sūnas nesasniedz lielu izmēru. To garums var būt no dažiem milimetriem līdz 60 cm. Viņiem ir augšana ar foliozi, ar asu asi (caulidium), kas piestiprināta pie substrāta ar maziem pavedieniem (rizoīdiem). Viņiem ir lapām līdzīgas struktūras (filidijas).

Gametofīta veģetatīvais ķermenis

Kaulidijs ir stāvs vai ložņājošs. Rizoīdi ir daudzšūnu un sazaroti. Filidijas ir spirālveidīgi veidotas ap kaulidiju un ir sēdošas.

Sūnu ķermeni praktiski veido parenhīmas audi. Stomātiskas poras var atrasties dažu struktūru visattālākajos audu slāņos.

Filidijas ir saplacinātas. Parasti tajā ir šūnu slānis, izņemot centrālo zonu (krastu), kur tās var būt vairākas.

Reproduktīvās struktūras

Dzimumstruktūras veidojas uz gametofīta veģetatīvo ķermeni. Sūnas var būt viencilvēki (abiem dzimumiem uz vienas pēdas) vai divvienkāršie (dzimumi uz atsevišķām pēdām).

Antheridijs veido vīrieša seksuālo struktūru. Tās var būt sfēriskas vai iegarenas formas, un iekšējās šūnas veido spermu (vīriešu dzimuma gametas). Spermai ir divas flagellas, un tai jāpārvietojas pa ūdeni.

Sieviešu seksuālās struktūras sauc par arhegonijām. Tie ir veidoti kā pudele ar paplašinātu pamatni un garu šauru daļu. To ietvaros veidojas ocela (sieviešu dzimuma gameta).

Sporofīts

Kad arhegonijā notiek olšūnas apaugļošana, veidojas embrijs. Tas sāk sadalīties un veido diploīdu ķermeni. Tas sastāv no haustorija, kas piestiprināts pie gametofīta, kura funkcija ir ūdens un barības vielu absorbcija.

Tad ir pediklis un kapsula (sporangium) apikālā stāvoklī. Kad nobriedusi, kapsula rada archesporium. Tās šūnas iziet meioze un veidojas sporas.

Sporas atbrīvo un izkliedē vējš. Vēlāk tie dīgst, iegūstot gametofīta veģetatīvo ķermeni.

Sūnu veģetatīvā struktūra un to saistība ar ūdeni

Bryofīti tiek uzskatīti par pirmajiem augiem, kas kolonizēja sauszemes vidi. Viņiem neveidojās nedz atbalsta audi, nedz lignificētas šūnas, tāpēc tie ir mazi. Tomēr tiem ir dažas īpašības, kas ir veicinājušas to augšanu ārpus ūdens.

Aizsargapģērbi

Viena no galvenajām īpašībām, kas ļāva augiem kolonizēt sauszemes vidi, ir aizsargājošu audu klātbūtne.

Sauszemes augiem ir tauku slānis (kutikula), kas aptver auga ķermeņa ārējās šūnas. Tas tiek uzskatīts par vienu no visatbilstošākajiem pielāgojumiem, lai panāktu neatkarību no ūdens vides.

Sūnām vismaz vienā no filidijas virsmām ir plāna kutikula. Tomēr tā struktūra dažos apgabalos ļauj iekļūt ūdenī.

No otras puses, stomātu klātbūtne ir ļāvusi sauszemes augiem ar transpirācijas palīdzību regulēt ūdens zudumus. Sūnu gametofīta veģetatīvajā ķermenī stomata nav.

Šī iemesla dēļ viņi nevar kontrolēt ūdens zudumus (tie ir poikilohidrīdi). Viņi ir ļoti jutīgi pret mitruma izmaiņām vidē un nespēj noturēt ūdeni šūnās, ja ir ūdens deficīts.

Stomata ir novērota vairāku sugu sporofītu kapsulā. Tie ir saistīti ar ūdens un barības vielu mobilizāciju sporofīta virzienā, nevis ar ūdens zudumu kontroli.

Ūdens absorbcija

Asinsvadu augos ūdens uzsūkšanās notiek caur saknēm. Bryophytes gadījumā rizoīdiem parasti nav šīs funkcijas, bet gan tas, ka tie piestiprinās pie pamatnes.

Sūnām ir divas dažādas ūdens absorbcijas stratēģijas. Saskaņā ar viņu iesniegto stratēģiju tos klasificē:

Endohidriskās sugas : ūdeni ņem tieši no substrāta. Rizoīdi piedalās absorbcijā, un vēlāk ūdens tiek novadīts uz visu auga ķermeni.

Exhidriskās sugas : ūdens absorbcija notiek visā auga ķermenī un tiek transportēta difūzijas ceļā. Dažām sugām var būt vilnains apvalks (tomentum), kas veicina vidē esošā ūdens absorbciju. Šī grupa ir ļoti jutīga pret žāvēšanu.

Endohidrās sugas spēj augt sausākā vidē nekā exhidriskās sugas.

Ūdens vadīšana

Asinsvadu augos ūdeni vada ksilēma. Šo audu vadošās šūnas ir mirušas, un sienas ir ļoti sakārtotas. Ksilema klātbūtne padara tos ļoti efektīvus ūdens izmantošanā. Šī īpašība ļāva viņiem kolonizēt lielu skaitu dzīvotņu.

Sūnās nav lignificētu audu. Ūdens vadīšana var notikt četros dažādos veidos. Viens no tiem ir kustība no vienas šūnas (vienkāršotais ceļš). Citi veidi ir šādi:

Apoplastisks : ūdens pārvietojas caur apoplasti (sienām un starpšūnu telpām). Šis braukšanas veids ir daudz ātrāks nekā vienkāršotais. Tas ir efektīvāks tajās grupās, kurās ir biezas kameru sienas, pateicoties tā augstākajai hidrauliskajai vadītspējai.

Kapilāru telpas : ektohidriskās grupās ūdens mobilizēšanās notiek kapilāri dēļ. Starp filidijām un caulidium veidojas kapilāru atstarpes, kas atvieglo ūdens transportēšanu. Kapilāru kanālu garums var sasniegt 100 µm.

Hidrodi : endohidrās sugās ir novērota rudimentāras vadīšanas sistēmas klātbūtne. Tiek novērotas šūnas, kas specializējas ūdens vadīšanā un ko sauc par hidroīdiem. Šīs šūnas ir mirušas, bet to sienas ir plānas un ļoti caurlaidīgas ūdenim. Tās ir izkārtotas rindās viena virs otras un atrodas centrālā daļā kulinārijā.

No ūdens atkarīga seksuālā reprodukcija

Sūnām ir pārsegtas vīriešu dzimuma gametas (spermatozoīdi). Kad anteridijs nogatavojas, tā atvēršanai ir nepieciešama ūdens klātbūtne. Tiklīdz atdalīšanās notiek, sperma paliek peldoša ūdens plēvē.

Lai apaugļošanās notiktu, ir nepieciešama ūdens klātbūtne. Sperma var palikt dzīvotspējīga ūdens vidē apmēram sešas stundas un sasniegt līdz 1 cm attālumu.

Vīriešu dzimuma gametu nokļūšanu anteridijās veicina ūdens pilienu ietekme. Kad tie izšļakstās dažādos virzienos, tie pārvadā lielu skaitu spermas. Tam ir liela nozīme divvientulību grupu reproducēšanā.

Daudzos gadījumos antheridijas ir kausa formas, kas atvieglo spermas izkliedi, kad rodas ūdens ietekme. Sūnas ar ložņu ieradumu veido vairāk vai mazāk nepārtrauktus ūdens slāņus, caur kuriem pārvietojas gametas.

Sūnu izturība pret dehidratāciju

Dažas sūnas ir obligāti ūdens iedarbībai. Šīs sugas nav izturīgas pret žāvēšanu. Tomēr citas sugas ir spējīgas augt ekstremālā vidē ar izteiktiem sausuma periodiem.

Tā kā tie ir poikilohidrīdi, tie var ļoti ātri zaudēt un iegūt ūdeni. Kad vide ir sausa, tie var zaudēt līdz 90% ūdens un atgūties, palielinoties mitrumam.

Tortula ruralis sugas ir uzglabātas ar mitruma saturu 5%. Rehidrējoties, viņa spēja atgūt vielmaiņas spēju. Vēl viens interesants gadījums ir Grimmia pulvinata. Herbārija paraugi, kas vecāki par 80 gadiem, ir izrādījušies dzīvotspējīgi.

Šī daudzu sūnu dehidratācijas tolerance ietver stratēģijas, kas ļauj tām saglabāt šūnu membrānu integritāti.

Viens no faktoriem, kas veicina šūnu struktūras saglabāšanu, ir olbaltumvielu, ko sauc par rehidrīniem, klātbūtne. Viņi iejaucas dehidratācijas laikā bojāto membrānu stabilizācijā un atjaunošanā.

Dažās sugās novērots, ka vakuols dehidratācijas laikā sadalās daudzos mazos vakuolos. Palielinoties mitrumam, tie saplūst un atkal veido lielu vakuolu.

Augiem, kas ir izturīgi pret ilgstošu žāvēšanu, ir antioksidantu mehānisms, jo oksidatīvie bojājumi palielinās līdz ar dehidratācijas laiku.

Atsauces

1. Glime J (2017) Attiecības ar ūdeni: Augu stratēģijas. 7-3 nodaļa. In: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology I. sējums. Fizioloģiskā ekoloģija. Ebook sponsorēja Mičiganas Tehnoloģiskā universitāte un Starptautiskā Bryologa asociācija. 50.pp.
2. Glime J (2017) Attiecības ar ūdeni: biotopi. 7.-8.nodaļa. In: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology I. sējums. Fizioloģiskā ekoloģija. Ebook sponsorēja Mičiganas Tehnoloģiskā universitāte un Starptautiskā Bryologa asociācija. 29.pp.
3. Green T, L Sancho un A Pintado (2011) Sūnu un ķērpju izžūšanas / rehidratācijas ciklu ekofizioloģija. In: Lüttge U, E Beck un D Bartels (red.) Augu žāvēšanas tolerance. Ekoloģiskie pētījumi (analīze un sintēze), Vol 215. Springer, Berlīne, Heidelberga.
4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera un B Valdés (1997) Botánica. McGraw Hill - Interamericana no Spānijas. Madride Spānija. 781 lpp.
5. Montero L (2011) Sūnu Pleurozium schreberi dažu fizioloģisko un bioķīmisko aspektu raksturojums, kas saistīts ar tā spēju panest dehidratāciju. Promocijas darbs jāpiesakās lauksaimniecības zinātņu doktora nosaukumam. Kolumbijas Nacionālās universitātes Agronomijas fakultāte, Bogota. 158 lpp.