KODĖL SAMANOMS SVARBUS VANDUO? - BIOLOGIJA - 2025

Vanduo turi didelę reikšmę samanoms, nes šie augalai neturi kraujagyslių audinių ar specializuotų organų absorbuoti. Kita vertus, jie nesugeba sureguliuoti vandens netekimo ir nuo jo priklauso lytinis dauginimasis.

Samanos priklauso bryofitams, kurie laikomi pirmąja augalų grupe, kolonizuojančia sausumos aplinką. Gametofitas formuoja vegetatyvinį kūną ir nuo jo priklauso sporofitas.

Lašai vandens ant samanos. Autorius: publicdomainpictures.net

Šie augalai turi labai ploną odelę ir neturi skrandžio, reguliuojančio prakaitavimą. Jie labai jautrūs drėgmės pokyčiams, todėl labai greitai gali dehidratuoti.

Vandens absorbcija gali vykti visame augale arba per rizoidus. Laidumas gali būti kapiliarinis, apoplastinis ar supaprastintas. Kai kuriose grupėse yra ląstelių, kurios specializuojasi vandens (hidroksidų) transportavimui.

Patinų lytinės ląstelės (spermatozoidai) pleiskanoja ir joms reikalingas vanduo, kad būtų pasiekta kiaušinio ląstelė (moteriškoji gameta).

Daugelis samanų turi puikų sugebėjimą atsigauti po dehidratacijos. Grimmia pulvinata herbario mėginiai pasirodė gyvybingi po 80 metų džiovinimo.

Bendros samanų savybės

Samanos priklauso bryofitų arba ne kraujagyslių augalų grupei, kuriai būdingi tai, kad neturi specializuotų audinių vandeniui pravesti.

Vegetatyvinis kūnas atitinka gametofitą (haploidinę fazę). Sporofitas (diploidinė fazė) yra silpnai išsivystęs ir jo priežiūra priklauso nuo gametofito.

Apskritai samanos nepasiekia didelio dydžio. Jie gali būti nuo kelių milimetrų iki 60 cm ilgio. Jie turi foliozinį augimą su stačia ašimi (caulidium), kuri prie substrato yra pritvirtinta mažais siūlais (rhizoidais). Jie turi į lapus panašias struktūras (filidijas).

Vegetatyvinis gametofito kūnas

Kauliumas yra stačias arba šliaužiantis. Rizoidai yra daugialąsčiai ir šakoti. Filidijos yra spiralės formos aplink caulidium ir yra sėdimos.

Samanų kūnas yra praktiškai sudarytas iš parenchiminio audinio. Kai kurių struktūrų išoriniuose audinių sluoksniuose gali būti į gimdymą panašios poros.

Filidijos yra išlygintos. Paprastai jame yra ląstelių sluoksnis, išskyrus centrinę zoną (pakrantę), kur jų gali būti kelios.

Lytinės struktūros

Lyties struktūros formuojasi ant vegetatyvinio gametofito kūno. Samanos gali būti viengysliai (abiejų lyčių toje pačioje kojoje) arba dviašmenės (lytys atskirose kojose).

Atheridiumas sudaro vyro seksualinę struktūrą. Jie gali būti rutulio arba pailgos formos, o vidinės ląstelės sudaro spermą (lytines lytines ląsteles). Sperma turi dvi žvynelines ir turi judėti per vandenį.

Moteriškos lyties struktūros vadinamos archegonijomis. Jie yra formos kaip butelis su išplėstu pagrindu ir ilga siaura dalimi. Jų metu susidaro ocelė (moteriška gametra).

Sporofitas

Kai kiaušialąstelė apvaisinama archegoniume, susidaro embrionas. Taip pradedamas dalijimasis ir formuojamas diploidinis kūnas. Jį sudaro haustoriumas, prijungtas prie gametofito, kurio funkcija yra vandens ir maistinių medžiagų įsisavinimas.

Tada yra kojelė ir kapsulė (sporangium) yra viršūninėje padėtyje. Kai subręsta, kapsulė gamina archesporiumą. Jo ląstelėse vyksta mejozė ir susidaro sporos.

Sporas išlaisvina ir išsklaido vėjas. Vėliau jie sudygsta, kad gautų vegetatyvinį gametofito kūną.

Vegetatyvinė samanų struktūra ir jų santykis su vandeniu

Bryofitai laikomi pirmaisiais augalais, kolonizavusiais sausumos aplinką. Jie nesukūrė atraminių audinių ar pameluotų ląstelių, todėl yra mažo dydžio. Tačiau jie turi tam tikrų savybių, kurios paskatino jų augimą iš vandens.

Apsauginiai audiniai

Viena pagrindinių savybių, leidusių augalams kolonizuoti sausumos aplinką, yra apsauginiai audiniai.

Sausumos augalai turi riebalinį sluoksnį (odelę), dengiantį išorines augalo kūno ląsteles. Tai laikoma viena iš aktualiausių adaptacijų, kad būtų pasiekta nepriklausomybė nuo vandens aplinkos.

Jei yra samanų, ant mažiausiai vieno filidijos paviršiaus yra plona odelė. Tačiau dėl jo struktūros kai kuriose vietose galima patekti į vandenį.

Kita vertus, buvimas stomata leido sausumos augalams sureguliuoti vandens nuostolius per transpiraciją. Stomatų nėra vegetatyviniame samanų gametofito kūne.

Dėl šios priežasties jie negali kontroliuoti vandens nuostolių (jie yra poilohidridiniai). Jie yra labai jautrūs aplinkos drėgmės pokyčiams ir nesugeba išlaikyti vandens ląstelių viduje, kai yra vandens trūkumas.

Stomata buvo pastebėta kelių rūšių sporofitų kapsulėse. Jie buvo siejami su vandens ir maistinių medžiagų telkimu sporofito link, o ne su vandens nuostolių kontrole.

Vandens absorbcija

Kraujagyslių augaluose vanduo absorbuojamas per šaknis. Bryofitų atveju rizoidai paprastai neturi šios funkcijos, o greičiau prisitvirtina prie substrato.

Samanos pateikia dvi skirtingas vandens absorbavimo strategijas. Pagal jų pateiktą strategiją jie skirstomi į:

Endohidrinės rūšys : vanduo imamas tiesiai iš substrato. Rizoidai dalyvauja absorbcijoje, o vėliau vanduo patenka į visą augalo kūną.

Ekshidrinės rūšys : vanduo absorbuojamas visame augalo kūne ir yra transportuojamas difuzijos būdu. Kai kurios rūšys gali turėti vilnonį dangtelį (tomentumą), kuris skatina aplinkos esančio vandens absorbciją. Ši grupė yra labai jautri sausinimui.

Endohidrinės rūšys yra pajėgios augti sausesnėje aplinkoje nei exhidrinės rūšys.

Vandens laidumas

Kraujagyslių augaluose vandenį veda ksilemas. Šio audinio laidžiosios ląstelės yra negyvos, o sienos yra labai išryškėjusios. Ksilemų buvimas daro juos labai efektyvius naudojant vandenį. Ši savybė leido jiems kolonizuoti daugybę buveinių.

Samanose nėra lignified audinių. Vandens laidumas gali vykti keturiais skirtingais būdais. Vienas iš jų yra judėjimas iš vienos ląstelės į kitą (supaprastintas kelias). Kiti būdai yra šie:

Apoplastika : vanduo juda per apoplastą (sienas ir tarpląstelines tarpus). Šis vairavimo būdas yra daug greitesnis nei paprastas. Dėl didesnio hidraulinio laidumo jis yra efektyvesnis tose grupėse, kuriose yra storos ląstelių sienos.

Kapiliariniai tarpai : ektohidrinėse grupėse vanduo mobilizuojamas dažniausiai dėl kapiliarumo. Tarp filidijų ir caulidiumų susidaro kapiliarų tarpai, kurie palengvina vandens transportavimą. Kapiliarinių kanalų ilgis gali būti iki 100 µm.

Hidroidai : endohidrinėse rūšyse pastebėta pradinio laidumo sistema. Stebimos ląstelės, kurių specializacija yra vandens pralaidumas, vadinamas hidroidais. Šios ląstelės yra negyvos, tačiau jų sienos yra plonos ir labai pralaidžios vandeniui. Jie yra išdėstyti eilėmis vienas virš kito ir yra centre, esančiame caulidium.

Nuo vandens priklausoma lytinė reprodukcija

Samanose yra išsiskleidusių vyriškų lytinių organų (spermatozoidų). Kai antheridiumas subręsta, jam atidaryti reikalingas vanduo. Kai tik šis vaisius nudžiūsta, spermatozoidai lieka plūduriuoti vandens plėvelėje.

Norint tręšti, būtinas vandens buvimas. Sperma gali išlikti gyvybinga vandeninėje terpėje maždaug šešias valandas ir nukeliauti iki 1 cm atstumu.

Lytinių lytinių organų patekimas į anteridijas yra palankiausias dėl vandens lašų poveikio. Sprogdami skirtingomis kryptimis, jie perneša daugybę spermos. Tai turi didelę reikšmę atkuriant dvišales grupes.

Daugeliu atvejų anteridijos yra puodelio formos, o tai palengvina spermos pasklidimą, kai atsiranda vandens poveikis. Samanos su šliaužiančiu įpročiu sudaro daugiau ar mažiau ištisinius vandens sluoksnius, per kuriuos juda lytinės ląstelės.

Samanų tolerancija dehidratacijai

Kai kurios samanos yra būtinos vandens organizmams. Šios rūšys netoleruoja išsausėjimo. Tačiau kitos rūšys gali augti ekstremalioje aplinkoje, kur yra ryškūs sausi periodai.

Kadangi jie yra poilohidrauliniai, jie gali greitai prarasti ir įgyti vandens. Kai aplinka sausa, jie gali prarasti iki 90% vandens ir atsigauti padidėjus drėgmei.

Tortula ruralis rūšys buvo laikomos 5% drėgnumo. Rehidratuodama ji sugebėjo atgauti medžiagų apykaitą. Kitas įdomus atvejis yra „Grimmia pulvinata“ atvejis. Herbario mėginiai, senesni nei 80 metų, pasirodė gyvybingi.

Šis daugelio samanų toleravimas dehidratacijai apima strategijas, leidžiančias išlaikyti ląstelių membranų vientisumą.

Vienas iš veiksnių, prisidedančių prie ląstelių struktūros palaikymo, yra baltymai, vadinami rehidrinais. Jie įsikiša į dehidratacijos metu pažeistų membranų stabilizavimą ir atstatymą.

Pastebėta, kad kai kurių rūšių vakuolė dehidratacijos metu dalijasi į daugelį mažų vakuolių. Didėjant drėgmės kiekiui, jie susilieja ir vėl sudaro didelę vakuolę.

Augalai, toleruojantys ilgą džiovinimo periodą, turi antioksidacinius mechanizmus, nes oksidacinė žala didėja dehidratacijos metu.

Nuorodos

1. Glime J (2017) Santykiai su vandeniu: augalų strategijos. 7-3 skyrius. In: Glime J (red.) Bryophyte Ecology I. tomas. Fiziologinė ekologija. Ebook remia Mičigano technologijos universitetas ir Tarptautinė Bryologist asociacija. 50.pp.
2. Glime J (2017) Santykiai su vandeniu: buveinės. 7-8 skyrius. In: Glime J (red.) Bryophyte Ecology I. tomas. Fiziologinė ekologija. Ebook remia Mičigano technologijos universitetas ir Tarptautinė Bryologist asociacija. 29.pp.
3. Žalioji T, L Sancho ir A Pintado (2011) samanų ir kerpių džiovinimo / rehidratacijos ciklų ekofiziologija. In: Lüttge U, E Beck ir D Bartels (red.) Augalų džiovinimo tolerancija. Ekologiniai tyrimai (analizė ir sintezė), tomas 215. Springeris, Berlynas, Heidelbergas.
4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera ir B Valdés (1997) Botánica. „McGraw Hill“ - „Interamericana“ iš Ispanijos. Ispanija, Madridas. 781 psl.
5. Montero L (2011) Pleurozium schreberi samanų kai kurių fiziologinių ir biocheminių aspektų apibūdinimas, susijęs su jo gebėjimu toleruoti dehidrataciją. Disertacija pretenduoti į žemės ūkio mokslų daktaro vardą. Kolumbijos nacionalinio universiteto Agronomijos fakultetas, Bogota. 158 psl.