Sakne — definīcija, funkcijas un sakņu veidi
Auga saknes ir orgāni, kas parasti atrodas augsnē un nodrošina saikni starp augu un vidi zem zemes. Parasti saknes aug zem augsnes, taču dažos gadījumos tās var atrasties virs zemes — to sauc par virszemes sakni. Saknes atšķiras no stublājiem gan izskata, gan iekšējās uzbūves dēļ, lai gan arī stublāji dažkārt var atrasties zem augsnes (piemēram, kartupeļi). Saknēm nav lapu, un tās iekšēji satur citādu audu izvietojumu nekā stublājos.
Sakņu uzbūve īsumā
Saknes sākas ar saknes galu, kur atrodas saknes cepurīte, kas aizsargā ap augšanas zonu esošo apīškamolu (meristēmu). Tipiskas saknes daļas:
- saknes cepurīte — aizsargā augšanas zonu;
- apīškamols (meristēma) — vieta, kur rodas jaunas šūnas;
- pagarināšanās zona — šūnas palielinās, un sakne kļūst garāka;
- maturācijas zona — šeit veidojas sakņu matiņi, kas palielina virsmu ūdens un barības vielu uzņemšanai;
- vaskulārie audi (ksilema un floēma) — nodrošina ūdens un barības vielu transportu.
Sakņu galvenās funkcijas
Augiem saknes ir īpaši nepieciešamas vairāku iemeslu dēļ:
- uzsūkšana — saknes no augsnes uzņem ūdeni un barības vielas (minerālsāļus), kas nepieciešamas fotosintēzei un metabolisma procesiem; to var saukt arī par augu “pārtiku”;
- uzglabāšana — daudzas saknes glabā rezervvielas (piem., ogļhidrātus), ko izmanto periodos, kad fotosintēze ir ierobežota;
- iekārtošanās un atbalsts — saknes piestiprina augu pie zemes, nodrošinot stabilitāti pret vēju un citām ārējām ietekmēm;
- saikne ar mikroorganismiem — saknes veido simbiozi ar dažādiem sēnīšu veidiem (mikorizu) un ar slāpekli fiksējošām baktērijām.
Īpaši svarīga ir simbioze ar sēnītēm: vairums augu sakņu nestrādā tik efektīvi bez šo mikroorganismu palīdzības. Simbiozi starp saknēm un sēnēm sauc par mikorizu, un tā palielina sakņu spēju uzņemt ūdeni un minerālvielas. Dažas augsnes baktērijas (piem., rhizobiju grupas) veido mezgliņus uz pākšaugu saknēm, kur tiek fiksēts gaiss atmosfērā un pārvērsts pieejamā slāpekļa formā auga vajadzībām.
Sakņu sistēmas un veidi
Pastāv divu galveno tipu sakņu sistēmas:
- galvenā sakņu sistēma (pamata vai pamatne) — ir viena ļoti liela galvenā sakne, kas ieaug dziļi zemē, un no tās izaug daudz mazāku sānu sakņu; tipiska daudziem skujkokiem un daudzām dicotiledonām
- izkliedēta (šķiedrainā) sakņu sistēma — raksturīga daudzām zālēm un dažiem kokiem; ir daudz līdzvērtīgu sakņu, kas izplata sakņu tīklu plašā augsnes slānī.
Bez šīm pamatkategorijām pastāv arī īpašas sakņu formas un pielāgojumi:
- adventīzās saknes — rodas no stublāja vai lapas, nevis no primārās saknes (piem., mangrovēs prop‑saknes);
- gaisa (aerial) saknes un pneimatofori — saknes, kas aug virs ūdens vai piesaistītas gaisam, nodrošinot skābekļa piekļuvi sakņu audiem;
- rezerves (uzglabāšanas) saknes — biezas saknes, kuras glabā barības vielas (piem., burkāns, biete);
- iekārtotu vai piestiprinošu sakņu piemēri — daži augi attīsta spēcīgas šķiedras vai koriģētas saknes, kas var pat izjaukt akmeņus.
Dažas saknes var iesakņoties ļoti dziļi zemē. Piemēram, vienu no Arizonā (ASV) atrastajām saknēm atklāja 60 m zem zemes virsmas. Arī sakņu mehāniskā ietekme uz vidi ir ievērojama — dažkārt spēcīgas saknes var pārbīdīt vai pat lūzt akmeņus, atstājot redzamas plaisas un ietekmējot augsnes struktūru.
Sakņu fizioloģija un transportēšana
Sakņu šūnas aktīvi transportē jonu veidos minerālvielas, kas pēc tam kopā ar ūdeni ceļo caur ksilemu uz stublāju un lapām. Daļa ūdens uzņemšanas tiek veicināta ar kapilāro spēku un transpirācijas plūsmu no lapām. Vēl viena parādība — sakņu spiediens — var veicināt ūdens kustību uz augšu naktīs, kad transpirācija ir maza.
Sakņu vides nozīme
Uzturot sakņu veselību ir svarīgi augsnes apstākļi: struktūra, gaisa pieejamība, mitrums un barības vielu pieejamība. Sakņu veselību ietekmē arī slimības, augsnes piesārņojums un intensīva kultūraudzēšana. Tāpat sakņu izplatība un blīvums spēlē lomu erozijas ierobežošanā un augsnes stabilizācijā.
Noslēgumā — saknes ir daudzfunkcionāls auga orgāns: tās uzņem un glabā ūdeni un barības vielas, nodrošina mehānisku atbalstu, veido attiecības ar mikroorganismiem un demonstrē plašas pielāgošanās iespējas dažādām vides niansēm. Saknes parasti nav zaļas, jo to šūnās nav hlorofila, tāpēc fotosintēze saknēs nenotiek.
Koriandra saknes
Atklātas saknes
Jauna Pōhutukawa koka (Metrosideros excelsa) gaisa sakne, Velingtonas kalns, Oklenda, Jaunzēlande.
Mangu audzes Rietumbalijas nacionālajā parkā, Indonēzijā. Ievērojiet virszemes saknes
Sakņu augšana
Saknes aug visu auga mūžu. Tās aug garākas no galotnes, katras saknes galā pievienojot šūnas. Saknes papildina galus ar šūnām, un tās kļūst resnākas, jo ap to cauruļveida ķermeni pievienojas šūnas.
Katras saknes galotnē ir neliela stingru, atmirušo, cieto šūnu grupa, ko sauc par saknes vāciņu. Saknes vāciņš ir spēcīgākā saknes galotnes daļa, un tā uzdevums ir virzīties cauri augsnei, meklējot mitrumu un barības vielas un aizsargājot augu.
Gaisa saknes
Saknes parasti atrodas zem zemes, bet dažos gadījumos tas tā nav. Lietus mežos gaiss ir silts un mitrs (tajā ir daudz ūdens). Daži lietus mežu augi, ko sauc par epifītiem, aug tieši uz kokiem. To saknes karājas gaisā vai ietiecas sūnās, kas aug uz kokiem. Daudzas virszemes saknes izmanto, lai saņemtu ūdeni un barības vielas tieši no gaisa, no miglas, rasas vai mitra gaisa.
Dažu koku saknes ir gan virs zemes, gan zem zemes. Mangožu kokiem ir gaisa saknes (saknes, kas paceļas gaisā). Tās veic gāzu apmaiņu ar atmosfēru tāpat kā lapas. Tās ir pielāgojums sliktajam skābekļa līmenim mangrovju purva pārmitrajā augsnē.
Banjānu kokam ir pazemes sakņu sistēma, taču saknes sākas arī tā zaros un aug uz leju, virzienā uz zemi. Šīs saknes ne tikai uzņem ūdeni un barības vielas no augsnes, bet arī palīdz balstīt garos banjānu koka zarus. Šī papildu atbalsta dēļ banjānu koka zari var būt patiešām gari. Lahainā, Maui salā, kuru 1873. gadā iestādīja vīrs vārdā Viljams Ouens Smits, banjantkoka zari ir tik gari, ka šis viens koks aizņem veselu pilsētas kvadrātkvartālu.
Daudz kas par gaisa saknēm joprojām nav zināms.
Sakņu sistēmas
Pastāv divi galvenie sakņu sistēmu veidi: sakņu sistēmas un šķiedrainās sakņu sistēmas. Stīpveida sakņu sistēmai ir viena bieza galvenā sakne, kas izaug no auga stublāja, un no tās atzarojas daudzas mazākas sekundārās saknes. Stīpveida sakņu sistēma parasti ir dziļāka nekā plata. Bieži vien mēs ēdam sakņu saknes, piemēram, burkānus un rāceņus.
Šķiedrainā sakņu sistēmā ir daudz sakņu, kas aug daudzos virzienos. Nav vienas galvenās saknes. Šķiedraina sakņu sistēma parasti ir plašāka nekā dziļa.
Sakņu sūknēšana
Parasti tiek pieņemts, ka parastās (ne virszemes) sauszemes saknēs barības vielas tiek iepludinātas kopā ar ūdeni un ka ūdens saknēs tiek iepludināts osmozes ceļā. Nesenie pētījumi ar lieliem kokiem, piemēram, milzu sekvojām, parādīja, ka lielu daļu sūknēšanas jaudas pēc sākotnējās augšanas iegūst ar hidraulisko sūknēšanu, ko izraisa transpirācija - ūdens iztvaikošana no lapām, papildus spēcīgai kapilāru darbībai auga sazarotajā ksilēmā stublājā un lapās.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir auga saknes?
A: Auga saknes ir tā daļa, kas parasti atrodas augsnē.
J: Vai saknes var atrasties virs zemes?
A: Jā, saknes var atrasties virs zemes, un to sauc par virszemes saknēm.
J: Kāpēc augiem ir vajadzīgas saknes?
A: Augiem saknes ir īpaši vajadzīgas trīs iemeslu dēļ: 1) lai uzņemtu ūdeni un barības vielas no augsnes, 2) lai uzkrātu barību un 3) lai piestiprinātu augus pie zemes.
J: Kas ir mikoriza?
A: Mikoriza ir simbioze starp saknēm un sēnīti, kas palīdz vairumam augu sakņu strādāt pēc iespējas labāk.
J: Cik ir sakņu sistēmu tipi?
A: Pastāv divu veidu sakņu sistēmas: sakņu sistēma un izkliedētā sakņu sistēma.
J: Cik dziļi zemē var iedziļināties dažas saknes?
A: Dažas saknes var iedziļināties ļoti dziļi zemē, un viena sakne, kas tika atrasta Arizonā, ASV, atradās 60 m zem zemes virsmas.
J: Kāpēc saknes nav zaļas?
A: Saknes nav zaļas, jo šūnās nav hlorofila.
