Augu stomāti ir poras, kas atrodas epidermas slāņos. Tie kalpo liekā ūdens iztvaikošanai un zieda apmaiņai ar apkārtējo vidi.
Pirmo reizi par viņiem kļuva zināms 1675. gadā, kaddabaszinātnieks Marčello Malpighi savu atklājumu publicēja Anatome plantarum. Tomēr viņš nevarēja saprast to patieso mērķi, kas kalpoja par impulsu turpmāko hipotēžu un pētījumu attīstībai.
Studiju vēsture
Tālāk stafeti pārņēma Marčello laikabiedrs Nehemija Gru. Viņš ierosināja, ka stomātu loma augu elpošanā ir līdzīga trahejas lomai kukaiņos, un dažos gadījumos viņa pieņēmums bija tuvu patiesībai.
19. gadsimtā izpēte bija atzinīgi vērtējama. Pateicoties Hugo fon Mollam un Simonam Švendeneram, kļuva zināms stomu darbības pamatprincips un to klasifikācija pēc struktūras veida.
Šie atklājumi deva spēcīgu impulsu pagātnes funkcionēšanas izpratnei, taču daži pagātnes pētījumu aspekti joprojām tiek pētīti līdz šai dienai.
Lapu struktūra
Augu daļas, piemēram, epiderma un stomāti, ir saistītas ar lapas iekšējo struktūru, bet vispirms jums vajadzētu izpētīt tās ārējo struktūru. Tātad, lapa sastāv no:
- Lapu plāksne ir plakana un elastīga daļa, kas ir atbildīga par fotosintēzi, gāzes apmaiņu, ūdens iztvaikošanu un veģetatīvo reprodukciju (noteiktām sugām).
- Bāze, kas satur izglītības audus, kas kalpo plāksnes un kātiņa augšanai. Tas arī piestiprina lapu pie kāta.
- Stipulis ir sapārots veidojums pamatnē, kas aizsargā paduses pumpurus.
- Lapu kāts ir konusveida lapas daļa, kas savieno asmeni ar kātu. Viņš ir atbildīgs par vitāli svarīgām funkcijām: orientāciju uz gaismu un izaugsmi caur audu audiem.
Lapas ārējā struktūra var nedaudz atšķirties atkarībā no tās formas un veida (vienkārša / sarežģīta), taču visas iepriekš minētās daļas vienmēr ir klāt.
Iekšējā struktūra ietver epidermu un stomatus, kā arī dažādus veidojošos audus un vēnas. Katram no elementiem ir savs dizains.
Piemēram, lapas ārpuses integumentārie audisastāv no dzīvām šūnām, kurām ir atšķirīgs izmērs un forma. Pavisam virspusējam no tiem ir caurspīdīgums, ļaujot saules gaismai iekļūt lapā.
Mazākas šūnas atrodas vairākasdziļāk, tie satur hloroplastus, kas lapām piešķir zaļu krāsu. To īpašību dēļ tos sauca par slēgšanu. Atkarībā no mitruma pakāpes tie vai nu saraujas, vai arī veido stomatālas spraugas savā starpā.
Struktūra
Stomātu garums augā maināsatkarībā no tā saņemamā apgaismojuma veida un pakāpes. Lielākās poras var sasniegt 1 cm. Aizsardzības šūnas veido stomatus, kas regulē tā atvēršanās līmeni.
Viņu kustības mehānisms ir diezgan sarežģīts un mainīgs.dažādām augu sugām. Lielākajā daļā no tiem, atkarībā no ūdens piegādes un hloroplastu līmeņa, šūnu audu turgors var vai nu samazināties, vai palielināties, tādējādi regulējot stomatītu atvēršanos.
Stomatālās spraugas mērķis
Droši vien nav jāpievēršasaspekts, piemēram, lapas funkcijas. Pat skolnieks par to zina. Bet par ko atbild stomāti? Viņu uzdevums ir nodrošināt transpirāciju (ūdens pārvietošanās procesu caur augu un tā iztvaikošanu caur ārējiem orgāniem, piemēram, lapām, kātiem un ziediem), kas tiek panākta aizsargslāņu darba dēļ. Šis mehānisms pasargā augu no izžūšanas karstā laikā un novērš puves procesa sākšanos pārmērīga mitruma apstākļos. Tās darbības princips ir ārkārtīgi vienkāršs: ja šķidruma daudzums šūnās nav pietiekami liels, spiediens uz sienām samazinās un stomatāla sprauga aizveras, saglabājot mitruma saturu, kas nepieciešams vitālās aktivitātes uzturēšanai.
Un gluži pretēji, tā pārpilnība izraisa pieaugumuspiediens un poru atvēršanās, caur kurām iztvaiko liekais mitrums. Tāpēc stomatiem ir liela nozīme arī dzesēšanas iekārtās, jo gaisa temperatūra apkārtnē precīzi samazinās, veicot transpirāciju.
Zem spraugas ir arī gaisa dobums,kalpo gāzes apmaiņai. Gaiss augā iekļūst caur porām, lai turpinātu fotosintēzes un elpošanas procesu. Pēc tam skābekļa pārpalikums atmosfērā izplūst caur to pašu stomatālo spraugu. Turklāt augu klasificēšanai bieži izmanto tā klātbūtni vai neesamību.
Lokšņu funkcijas
Lapa ir ārējs orgāns, caur kurutiek veikta fotosintēze, elpošana, transpirācija, gutācija un veģetatīvā reprodukcija. Turklāt tas spēj uzkrāt mitrumu un organiskās vielas caur stomātiem, kā arī nodrošina augu lielāku pielāgošanās spēju sarežģītos vides apstākļos.
Tā kā ūdens ir galvenā intracelulārā vide,šķidruma izvadīšana un cirkulācija koka vai zieda iekšienē ir vienlīdz svarīga tā dzīvībai. Tajā pašā laikā augs asimilē tikai 0,2% no visa mitruma, kas iet caur to, pārējais nonāk transpirācijā un iztukšošanā, kuru dēļ notiek izšķīdušo minerālsāļu kustība un atdzišana.
Bieži notiek veģetatīvā reprodukcijasagriežot un sakņojot ziedu lapas. Daudzi istabas augi tiek audzēti šādā veidā, jo tikai tā var saglabāt šķirni tīru.
Kā minēts iepriekš, modificētas lapaspalīdzēt pielāgoties dažādiem dabas apstākļiem. Piemēram, pārveidošana par ērkšķiem palīdz tuksneša augiem samazināt mitruma iztvaikošanu, ūsiņas uzlabo kāta funkcijas, un lielie izmēri bieži kalpo šķidruma un barības vielu saglabāšanai vietās, kur klimatiskie apstākļi neļauj regulāri papildināt krājumus.
Un to saraksts ir bezgalīgs. Tajā pašā laikā ir grūti nepamanīt, ka šīs funkcijas ziedu un koku lapām ir vienādas.
Kuriem augiem nav stomatu?
Tā kā stomatāla sprauga ir raksturīga augstākaiaugiem, tas ir sastopams visās sugās, un ir kļūdaini uzskatīt, ka tā nav, pat ja kokam vai ziedam nav lapu. Vienīgais izņēmums no noteikuma ir brūnaļģes un citas aļģes.
Stomātu struktūra un viņu darbs skujkokos,papardes, kosa, pludinātāji un bryophytes atšķiras no ziedaugiem. Lielākajā daļā no tām laika nišas ir atvērtas dienas laikā un aktīvi iesaistās gāzes apmaiņā un transpirācijā; izņēmums ir kaktusi un sukulenti, kuru poras naktī ir atvērtas un no rīta aizveras, lai saglabātu mitrumu sausajos reģionos.
Augu stomāti, kuru lapas peld tālākūdens virsma, atrodas tikai epidermas augšējā slānī, un "sēdošās" lapās - apakšējā. Citās šķirnēs šie spraugas atrodas plāksnes abās pusēs.
Stoma atrašanās vieta
Divdīgļlapu augos atrodas stomatāla spraugasabās loksnes plāksnes pusēs to skaits apakšējā daļā tomēr ir nedaudz lielāks nekā augšējā. Šī atšķirība ir saistīta ar nepieciešamību samazināt mitruma iztvaikošanu no labi apgaismotas lapas virsmas.
Viendīgļlapu augiem nav specifikas.attiecībā uz stomatu atrašanās vietu, jo tas ir atkarīgs no plākšņu augšanas virziena. Piemēram, vertikāli orientētu augu lapu epidermā ir vienāds poru skaits gan augšējā, gan apakšējā slānī.
Kā minēts iepriekš, peldošās lapas arstomatālo spraugu apakšpusē nav, jo tie absorbē mitrumu caur kutikulu, tāpat kā pilnīgi ūdens augi, kuriem šādu poru nemaz nav.
Skujkoku koku stomāti atrodas dziļi zem endodermas, kas veicina transpirācijas spējas samazināšanos.
Arī poru atrašanās vieta atšķirasepidermas virsma. Spraugas var būt vienā līmenī ar pārējām "ādas" šūnām, iet augstāk vai zemāk, veidot regulāras rindas vai arī haotiski izkaisītas pa integumentāriem audiem.
Kaktusos, sukulentos un citos augos, kuru lapu nav vai tie ir mainījušies, pārveidojoties par adatām, stomāti atrodas uz kātiem un gaļīgām daļām.
Veidi
Augu stomāti ir sadalīti daudzos veidos atkarībā no pavadošo šūnu atrašanās vietas:
- Anomocītisks - tiek uzskatīts par visizplatītāko, kur sānu daļiņas epidermā neatšķiras no citām. Viena no tās vienkāršajām modifikācijām ir laterocītiskais tips.
- Paracītisks - to raksturo pavadošo šūnu paralēla pievienošanās attiecībā pret stomatāla spraugu.
- Diacītisks - ir tikai divas sānu daļiņas.
- Anizocīts - tips, kas raksturīgs tikai ziedošiem augiem, ar trim pavadošām šūnām, no kurām viena ievērojami atšķiras pēc izmēra.
- Tetracītisks - tipisks vienšūņiem, satur četras pavadošās šūnas.
- Enciklocītisks - tajā sānu daļiņas ir noslēgtas gredzenā ap noslēdzošajām.
- Pericītisks - to raksturo stomāti, kas nav savienoti ar pavadošo šūnu.
- Desmocītisks - atšķiras no iepriekšējā veida tikai ar spraugas saķeres klātbūtni ar sānu daļiņu.
Šeit ir tikai populārākie veidi.
Vides faktoru ietekme uz lapas ārējo struktūru
Par auga izdzīvošanu, tā pakāpipielāgošanās spēja. Piemēram, mitrām vietām raksturīgas lielas lapu plāksnes un liels skaits stomu, savukārt sausajos reģionos šis mehānisms darbojas atšķirīgi. Ne ziedi, ne koki neatšķiras pēc izmēra, un, lai novērstu pārmērīgu iztvaikošanu, poru skaits ir ievērojami samazināts.
Tādējādi ir iespējams izsekot, kā laika gaitā mainās augu daļas, kas atrodas apkārtējās vides ietekmē, kas ietekmē arī stomātu skaitu.
