ІІ бөлім. Морфология мен анатомия
Ағаш өсімдіктері сабағының анатомиялық құрылымын, камбий қызметін және сүрек түзілуінің биологиялық-физиологиялық механизмдерін ғылыми тұрғыдан түсіндіру.
Сабақ – өсімдіктің жерүсті бөлігінің тірек және өткізгіш қызмет атқаратын негізгі вегетативтік мүшесі болып табылады. Дендрологияда сабақ ерекше маңызға ие, себебі дәл осы мүшеде екіншілік өсу жүзеге асып, сүрек (ксилема) қалыптасады.
Ағаш өсімдіктерінде сабақ тек механикалық тірек қана емес, сонымен қатар су, минералдық және органикалық заттардың тасымалдануын қамтамасыз ететін күрделі анатомиялық жүйе болып саналады.
Сабақтың негізгі қызметтері:
Ағаш өсімдіктерінің сабағы анатомиялық тұрғыдан күрделі ұйымдасқан құрылым болып табылады және оның ішкі құрылысы өсімдіктің тіршілік әрекетін қамтамасыз ететін өзара байланысты бірнеше ұлпалық қабаттардан тұрады. Сабақтың көлденең кесіндісі арқылы қарастырғанда қабаттардың белгілі бір заңдылықпен орналасатыны байқалады.
Әрбір анатомиялық аймақ жеке қызмет атқарғанымен, олар бірігіп зат тасымалы, механикалық беріктік, қор жинау және өсу процестерін жүзеге асыратын біртұтас жүйе құрайды.
Ескерту: Сабақтың анатомиялық құрылымы сыртқы орта мен өсімдіктің ішкі физиологиялық жүйесі арасындағы байланысты қамтамасыз ететін интегративті биологиялық жүйе болып саналады.
Сабақтың ең сыртқы бөлігін қабық құрайды. Қабық өсімдікті температураның ауытқуынан, механикалық зақымданудан, патогенді микроорганизмдерден және ылғал жоғалтудан қорғайтын қорғаныш аймақ қызметін атқарады.
Оның құрамына перидерма және флоэма кіреді. Перидерма жасушалары суберинмен қаныққандықтан су өткізбейтін қасиетке ие және өсімдіктің сыртқы тұрақтылығын арттырады. Флоэма – тірі өткізгіш ұлпа. Ол фотосинтез нәтижесінде жапырақта түзілген органикалық заттарды өсімдіктің басқа мүшелеріне тасымалдайды. Бұл процесс ассимиляттардың қозғалысы деп аталады және өсімдіктің энергетикалық тепе-теңдігін сақтауда маңызды рөл атқарады.
Маңызды: Флоэма қызметі бұзылған жағдайда тамырлар мен жас ұлпалар қоректік заттармен қамтамасыз етілмейді, нәтижесінде өсімдік өсуі баяулайды.
Экологиялық тұрғыдан: қабық ағашты күн радиациясынан, аяздан және құрғақшылықтан қорғап, стресс факторларға қарсы алғашқы қорғаныс шебін құрайды.
Қабық пен сүрек арасындағы жұқа жасушалық қабат – камбий – ағаш өсімдіктерінің анатомиялық дамуындағы ең маңызды құрылымдардың бірі. Камбий меристемалық ұлпа болып табылады, яғни оның жасушалары үнемі бөлініп жаңа ұлпаларды түзеді.
Камбийдің қызметі екі бағытта жүзеге асады:
Камбий белсенділігі ағаш діңінің жуандап өсуін қамтамасыз ететін негізгі биологиялық механизм болып табылады.
Камбийдің жұмысы маусымдық сипатқа ие. Көктемде жасуша бөлінуі жылдам жүреді, нәтижесінде ірі өткізгіш элементтері бар ерте сүрек түзіледі. Жаздың соңында бөліну баяулап, тығыз кеш сүрек қалыптасады. Осы айырмашылықтар жылдық сақиналардың пайда болуына әкеледі.
Жылдық сақиналар арқылы: ағаштың жасы анықталады; климаттық жағдайлар бағаланады; өсу қарқындылығы талданады.
Сүрек – сабақтың негізгі массасын құрайтын және өсімдіктің тірек әрі өткізгіш жүйесі қызметін атқаратын ұлпа. Ол тамыр арқылы сіңірілген су мен минералдық заттарды жапырақтарға жеткізеді.
Сүрек жасушалық элементтері:
Сүректің негізгі қызметтері:
📌 Лигнинмен қаныққан сүрек жасушалары ағаштың қаттылығын арттырып, ұзақ өмір сүруіне мүмкіндік береді.
Экологиялық тұрғыдан: сүрек құрылымы өсімдіктің өсу жағдайларын көрсететін индикатор болып табылады. Қолайлы жылдары сүрек қабаты қалың қалыптасса, қолайсыз кезеңдерде жұқа сақиналар байқалады.
Сабақтың орталық бөлігінде өзек орналасады. Ол паренхималық жасушалардан құралған және әсіресе жас өсімдіктерде физиологиялық белсенді аймақ болып табылады. Өзек жасушалары қоректік заттарды уақытша жинақтап, өсімдіктің бастапқы даму кезеңінде метаболизм процестеріне қатысады.
Өзектің негізгі қызметтері:
Өсімдік жасы ұлғайған сайын өзектің физиологиялық белсенділігі төмендеп, құрылымдық маңызы басым бола бастайды.
Ағаш сабағының анатомиялық қабаттары бір-бірімен тығыз байланыста әрекет етеді. Қабық органикалық заттарды тасымалдаса, камбий жаңа өткізгіш ұлпаларды түзеді, сүрек су тасымалы мен тірек қызметін атқарады, ал өзек қор жинау жүйесін қамтамасыз етеді.
Сабақтың анатомиялық құрылысы – ағаш өсімдігінің ұзақ өмір сүруін, биіктікке өсуін және экологиялық бейімделуін қамтамасыз ететін негізгі құрылымдық негіз. Осы қабаттардың үйлесімді қызметі нәтижесінде ағаш өсімдіктері сыртқы орта өзгерістеріне төзімді болып, орман экожүйелерінің тұрақты компоненті ретінде қалыптасады.
Сүрек түзілуі немесе ксилогенез – сүректі өсімдіктердің тіршілігін қамтамасыз ететін күрделі морфофизиологиялық процесс болып табылады. Бұл құбылыс өсімдіктің екіншілік өсуімен тікелей байланысты және ағаш діңінің жуандап, механикалық беріктігінің артуын қамтамасыз етеді.
Ксилогенез барысында камбий қабатында түзілген жас жасушалар біртіндеп маманданып, толыққанды өткізгіш және тірек ұлпаларына айналады. Нәтижесінде ағаштың су тасымалдау жүйесі қалыптасып, ұзақ мерзімді тіршілік ету қабілеті қамтамасыз етіледі. Сүрек түзілу процесі үздіксіз жүретін динамикалық құбылыс болғанымен, ол бірнеше бірізді даму кезеңдерінен тұрады.
Камбий – сабақтағы меристемалық белсенді аймақ, оның жасушалары митоз арқылы жаңа элементтер түзеді. Бұл бөліну нәтижесінде ішкі бағытта болашақ ксилема жасушалары, ал сыртқы бағытта флоэма элементтері қалыптасады. Камбийдің белсенділігі өсімдік физиологиясына ғана емес, температура, ылғал және фотопериод сияқты сыртқы факторларға да тәуелді.
Жаңадан түзілген жасушалар көлемін ұлғайтып, ұзынша пішінге ие болады. Бұл кезеңде вакуольдердің ұлғаюы және жасуша ішіндегі су мөлшерінің артуы маңызды рөл атқарады. Созылу нәтижесінде өткізгіш элементтердің ұзындығы анықталып, болашақ су тасымалдау тиімділігі қалыптасады.
Бұл кезде целлюлоза мен гемицеллюлоза қабаттары біртіндеп жиналып, жасуша қабырғасы механикалық тұрғыдан күшейеді. Қабырғаның құрылымы спиральды немесе торлы түрде орналасып, ағаштың серпімділігі мен беріктігін арттырады.
Лигнин – фенолдық табиғаты бар күрделі полимер, ол жасуша қабырғасына сіңіп, оны қатайтады. Лигнификация нәтижесінде жасушалар су өткізбейтін әрі механикалық тұрғыдан төзімді құрылымға айналады. Дәл осы процесс ағаш сүрегінің қаттылығы мен ұзақ сақталуын қамтамасыз етеді.
Бұл уақытта трахеялар мен трахеидтер жетіліп, олардың ішкі цитоплазмалық құрамдары жойылады. Нәтижесінде су еркін қозғала алатын қуыс түтікшелер пайда болады. Осылайша ксилема толық функционалдық жүйеге айналады.
Камбий қызметі жыл мезгіліне байланысты өзгеріп отырады. Вегетациялық кезеңнің басында өсімдік белсенді өсу фазасына өтеді, ал маусым соңында өсу баяулайды. Осы физиологиялық айырмашылықтар сүрек құрылымында айқын көрінеді.
Көктем айларында су мен қоректік заттардың мол болуына байланысты түзіледі. Бұл кезеңде жасушалар ірі, қабырғалары жұқа және өткізгіштік қабілеті жоғары болады. Ерте сүрек өсімдіктің көктемгі қарқынды су тасымалдауын қамтамасыз етеді.
Температураның өзгеруі мен ылғалдың азаюы камбий белсенділігін төмендетеді. Оның жасушалары ұсақ, қабырғалары қалың және тығыз орналасқан. Кеш сүрек ағашқа механикалық беріктік береді.
Ерте және кеш сүрек арасындағы айырмашылықтардың нәтижесінде ағаш діңінде айқын көрінетін жылдық сақиналар пайда болады. Әрбір сақина бір жылдық өсуді көрсетеді.
Сүрек қалыптасуы тек өсімдіктің генетикалық бағдарламасымен ғана анықталмайды. Қоршаған орта жағдайлары камбий белсенділігіне тікелей әсер етіп, жылдық сақиналардың ені мен құрылымын өзгертеді.
Ағаш діңіндегі жылдық сақиналар өткен кезеңдердің табиғи жағдайлары туралы құнды ақпарат сақтайды. Осы ерекшелік дендрологияда дендрохронология әдісінің дамуына негіз болды.
Дендрохронология – ағаш сақиналарын зерттеу арқылы өткен климаттық және экологиялық жағдайларды қалпына келтіруге мүмкіндік беретін ғылыми бағыт. Сақиналардың ені, тығыздығы және химиялық құрамы белгілі бір жылдағы температура, жауын-шашын мөлшері немесе стресс факторлары туралы мәлімет береді.
Бұл әдіс арқылы:
Осылайша сүрек тек құрылымдық ұлпа ғана емес, табиғи ортаның «биологиялық архиві» болып саналады. Ағаш діңінде сақталған ақпарат дендрологиялық зерттеулерде, климатологияда және экологиялық мониторингте кеңінен қолданылады.
Теориялық бөлімді оқып болсаңыз, білімді бекіту тапсырмаларына өтіңіз:
Практикалық тапсырмалар (2.6)