Augi
Augi ir viena no sešām lielajām dzīvo radību grupām (karaļvalstīm). Tie ir autotrofas eikarionti, kas nozīmē, ka tiem ir sarežģītas šūnas un tie paši ražo sev barību. Parasti tie nevar kustēties (neskaitot augšanu).
Augi ir tādi pazīstami veidi kā koki, garšaugi, krūmi, zālaugi, vīteņaugi, papardes, sūnas un zaļās aļģes. Augu zinātniskā pētniecība, ko dēvē par botāniku, ir identificējusi aptuveni 350 000 eksistējošu (dzīvu) augu sugu. Sēnes un ne zaļās aļģes nav klasificētas kā augi.
Lielākā daļa augu aug zemē, stublāji ir gaisā, bet saknes - zem zemes virsmas. Daži peld uz ūdens. Sakņu daļa uzsūc ūdeni un dažas barības vielas, kas augam nepieciešamas dzīvībai un augšanai. Tās kāpj pa stublāju un sasniedz lapas. Ūdens iztvaikošana no porām lapās izvada ūdeni cauri augam. To sauc par transpirāciju.
Lai fotosintēzes ceļā iegūtu barību, augam ir nepieciešama saules gaisma, oglekļa dioksīds, minerālvielas un ūdens. Augu zaļā viela, ko sauc par hlorofilu, uztver saules enerģiju, kas nepieciešama barības pagatavošanai. Hlorofils lielākoties ir atrodams lapās, plastīdos, kas atrodas lapu šūnās. Lapu var uzskatīt par pārtikas rūpnīcu. Augu lapas atšķiras pēc formas un lieluma, taču tās vienmēr ir augu orgāns, kas vislabāk piemērots saules enerģijas uztveršanai. Kad barība ir saražota lapās, tā tiek nogādāta uz citām auga daļām, piemēram, stublājiem un saknēm.
Vārds "stādīt" var nozīmēt arī darbību, ko veic, kaut ko iesējot zemē. Piemēram, lauksaimnieki sēj sēklas laukā.
Fotosintēze ir process, kas notiek auga lapās. Lapas ir vienīgās auga daļas, kas var veikt šo procesu (jo tās ir pielāgotas). Šo procesu var paātrināt, pievienojot vairāk CO2, gaismas un hlorofila.
Narcises auga zaļās lapas un dzeltenie ziedi
Augu veidi
Zaļās aļģes:
Sauszemes augi (embriofīti)
- Nevaskulārie augi (sūnu dzimtas augi):
- Akmeņsūnas
- Sūnas
- Gārsenes
- †Horneophytopsida
- Vaskulārie augi (traheofīti)
- Lycopodiophyta-clubmosses
- Pteridophyta: papardes
- Pteridopsida: tipiskās papardes
- Sphenopsida: mārdadži
- Marattiopsida: atšķirīga papardes grupa
- Psilotopsida: visu pārējo papardņu māsas grupa
- †Rhyniophyta-riniofīti
- †Zosterophyllophyta-zosterophylls
- †Trimerophytophyta-trimerophytes
- †Progymnospermophyta
- Sēklas augi (spermatofīti)
- †Pteridospermatophyta: sēklu papardes
- Pinophyta: skujkoki
- Cikādofīti: cikādes (Cycadophyta): cikādes
- Ginkgophyta: ginkgofīti
- Gnetophyta: māsas grupa blakussugām.
- Magnoliophyta jeb Angiosperms (ziedošie augi)
- Divdīgļlapji
- Viendīgļlapji
- †Nematofīti
Augu pārtikas rūpnīca
Vismaz dažās augu šūnās ir fotosintētiskas organellas (plastīdi), kas ļauj tām pašām ražot pārtiku. Izmantojot saules gaismu, ūdeni un oglekļa dioksīdu, plastīdi ražo cukurus - pamatmolekulas, kas nepieciešamas augam. Fotosintēzes blakusprodukts ir brīvais skābeklis (O2).
Vēlāk šūnas citoplazmā cukurus var pārvērst aminoskābēs olbaltumvielām, nukleotīdos DNS un RNS, kā arī ogļhidrātos, piemēram, cietē. Šim procesam nepieciešamas noteiktas minerālvielas: slāpeklis, kālijs, fosfors, dzelzs un magnijs.
Augu barības vielas
Augu barošana ir pētījums par ķīmiskajiem elementiem, kas nepieciešami augu augšanai.
Makrouzturvielas:
- N = slāpeklis (ogļhidrāti)
- P = fosfors (ATP un enerģijas cikls)
- K = kālijs (ūdens regulēšana)
- Ca = kalcijs (citu barības vielu transportēšana)
- Mg = magnijs (enzīmi)
- S = sērs (dažas aminoskābes)
- Si = silīcijs (šūnu sieniņas)
Mikroelementi (mikroelementi):
- Cl = hlors (osmoze un jonu līdzsvars)
- Fe = dzelzs (fotosintēzes un enzīmu kofaktors)
- B = bors (cukura pārnese un šūnu dalīšanās)
- Mn = mangāns (veido hloroplastus)
- Na = nātrijs (dažādi)
- Zn = Cinks (daudzi enzīmi)
- Cu = varš (fotosintēze)
- Ni = niķelis (ferments)
- Mo = molibdēns (enzīmu kofaktori)
Plagiomnium affine šūnās redzamie hloroplasti
Saknes
Augu saknes veic divas galvenās funkcijas. Pirmkārt, tās nostiprina augu zemē. Otrkārt, tās uzsūc no augsnes ūdeni un dažādas ūdenī izšķīdušas barības vielas. Augi izmanto ūdeni, lai gatavotu barību. Ūdens arī nodrošina augam atbalstu. Augi, kuriem trūkst ūdens, kļūst ļoti vārgi, un to stublāji nespēj noturēt lapas. Augus, kas specializējušies tuksnešu teritorijās, atkarībā no sakņu augšanas veida sauc par kserofītiem vai fretofītiem.
Ūdens no saknēm uz pārējo auga daļu tiek transportēts pa īpašiem auga traukiem. Kad ūdens sasniedz lapas, daļa no tā iztvaiko gaisā. Daudziem augiem ir nepieciešama sēņu palīdzība, lai saknes darbotos pareizi. Šo augu un sēņu simbiozi sauc par mikorizu. Dažiem augiem slāpekli palīdz sagādāt Rhizobia baktērijas, kas atrodas sakņu bumbuļos.
Ziedošu augu vairošanās
Ziedi un apputeksnēšana
Ziedi ir tikai ziedaugu (Angiosperms) vairošanās orgāns. Ziedu ziedlapiņas bieži ir koši krāsotas un smaržīgas, lai piesaistītu kukaiņus un citus apputeksnētājus. Kātiņš ir auga vīrišķā daļa. To veido pavediens (kātiņš), kurā atrodas putekšņlapiņa, kas ražo putekšņus. Ziedputekšņi ir nepieciešami, lai augi varētu ražot sēklas. Karpelis ir zieda sievišķā daļa. Vārpiņas augšējā daļā ir dzeltenums. Stublājs ir kārpiņas kakliņš. Koljēde ir uzbriedusi vieta kārpiņas apakšdaļā. No olnīcas rodas sēklas. Dzemdes lapa ir lapa, kas aizsargā ziedu kā pumpuru.
Procesu, kurā putekšņi no viena zieda pāriet uz citu, sauc par apputeksnēšanu. Šī pārnese var notikt dažādos veidos. Kukaiņus, piemēram, bites, piesaista spilgti, smaržojoši ziedi. Kad bites dodas uz ziedu vākt nektāru, dzeloņainie ziedputekšņi pielīp pie to aizmugurējām kājām. Kad bite nolaižas vai lido tā tuvumā, ziedputekšņus uzķer uz cita zieda esošā lipīgā stigma.
Daži ziedi ziedputekšņu pārnēsāšanai izmanto vēju. To karājas stiebriņi, kas rada daudz ziedputekšņu, kuri ir pietiekami viegli, lai vējš tos pārnestu. To ziedi parasti ir mazi un mazkrāsaini. Šo ziedu stiebriņi ir spalvaini un karājas ārpus zieda, lai notvertu krītošos putekšņus.
Sēklu ceļotāji
Augs izdala daudz sporu vai sēklu. Zemākie augi, piemēram, sūnas un papardes, ražo sporas. Sēkļainie augi ir ģimnospermi un angiospermi. Ja visas sēklas nokristu zemē līdzās augam, platība varētu kļūt pārblīvēta. Visām sēklām varētu nepietikt ūdens un minerālvielu. Sēklām parasti ir kāds veids, kā nokļūt jaunās vietās. Dažas sēklas var izkliedēt vējš vai ūdens. Sēklas, kas atrodas sulīgos augļos, izkliedējas pēc apēšanas. Dažreiz sēklas pieķeras dzīvniekiem un izplatās šādā veidā.
Fosilijas
Jautājums par agrākajām augu fosilijām ir atkarīgs no tā, kas tiek saprasts ar vārdu "augs".
- Ja ar augiem saprotam fototrofus, kas izmanto hlorofilu, tad cianobaktērijas stromatolītos ir pirmās fosilijas pirms 3450 miljoniem gadu (mya) arheoloģiskajā eonā. Šī ievērojamā precizitāte ir iespējama, jo fosilijas bija ievietotas starp lavas plūsmām, kuras varēja precīzi datēt pēc iestrādātiem cirkona kristāliem.
- Ja ar augiem saprotam visus aļģu veidus, tad pirmās zināmās sarkanās aļģes dzīvoja pirms 1,6 miljardiem gadu. To fosilijas nesen tika atrastas Indijā.
- Ja ar augiem saprotam zaļos augus, Viridiplantae, tad pirmās fosilijas ir zaļās aļģes. Iespējams, ka profesionālu botāniķu vidū tā ir vairākuma nostāja. Ir pārliecinoši pierādījumi par zaļģu un embriofītu monofīliju. Vēl ir divas iespējas:
- Akritarhi (organisku sienu mikrofosiliju grupa) var būt zaļo aļģu reproduktīvās cistas. Ja tas tā ir, tad tās ir sastopamas neoproterozoja ērā, 1000 mlj. gadu mijā.
- Pretējā gadījumā kambrijā ap 540 mija mijā ir vērojams liels planktonisko aļģu skaita pieaugums.
- Ja ar augiem saprotam sauszemes augus, tad pirmās fosilijas ir silūrā.
Silūrā ir saglabājušās veselu augu fosilijas, ieskaitot likofītu Baragwanathia. Devonā ir atrastas detalizētas riniofītu fosilijas. Šo seno augu agrīnajās fosilijās redzamas atsevišķas augu audu šūnas. Devona periodā attīstījās arī pirmais koks fosiliju liecībās - Wattezia. Šim papardēm līdzīgajam kokam bija stumbrs ar lapotnēm, un tas ražoja sporas.
Akmeņogļu slāņi ir galvenais paleozoja augu fosiliju avots, un šajā laikā ir sastopamas daudzas augu grupas. Ogļu raktuvju izgāztuves ir vislabākās vietas, kur vākt; ogles pašas par sevi ir fosilizētu augu atliekas, lai gan augu fosiliju strukturālās detaļas oglēs reti kad ir redzamas. Fosiliju mežā Viktorijas parkā Glāzgovā atrodami Lepidodendru koku celmi to sākotnējās augšanas vietās.
Filoģenētiskais augu koks, kurā parādītas galvenās klades un tradicionālās grupas. Monofilētiskās grupas attēlotas melnā krāsā, parafilētiskās - zilā krāsā. Diagramma atbilstoši augu šūnu simbiotiskajai izcelsmei un aļģu, mijaugu, vaskulāro augu un ziedošo augu filoģenēzei.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir augi?
A: Augi ir viena no piecām lielajām dzīvo radību grupām (valstībām). Tie ir autotrofi eikarioti, kas nozīmē, ka tiem ir sarežģītas šūnas un tie paši ražo sev barību. Parasti tie nevar kustēties (neskaitot augšanu). Pie augiem pieder tādi pazīstami veidi kā koki, garšaugi, krūmi, zālaugi, vīteņaugi, papardes, sūnas un zaļās aļģes.
Jautājums: Cik augu sugu ir identificētas?
A: Zinātniski pētot augus, ir apzinātas aptuveni 350 000 eksistējošu (dzīvu) augu sugu.
J: Kur aug lielākā daļa augu?
A: Lielākā daļa augu aug zemē, stublāji ir gaisā, bet saknes zem zemes virsmas. Daži peld uz ūdens.
J: Kas augam ir nepieciešams, lai dzīvotu un augtu?
A: Augam ir nepieciešama saules gaisma, oglekļa dioksīds, minerālvielas un ūdens, lai fotosintēzes ceļā iegūtu barību.
J: Kas ir hlorofils?
A: Hlorofils ir zaļa viela, kas atrodama augos un kas uztver saules enerģiju, kas nepieciešama barības ražošanai. Tas lielākoties ir atrodams lapās plastīdos, kas atrodas lapu šūnās.
J: Kas ir transpirācija?
A: Transpirācija ir ūdens iztvaikošana no porām lapās, kad ūdens tiek izvadīts cauri augam.
J: Ko nozīmē vārds "augs", ja neskaita dzīvu organismu veidu?
A: "Augs" var nozīmēt arī darbību, ko veic, kaut ko ievietojot zemē, piemēram, lauksaimnieki, kas sēj sēklas laukā.
