Ανατομία των φυτών
Παρόλο που κάποια υδρόβια φυτά δεν έχουν κεντρικό μίσχο και άλλα φυτά δεν βγάζουν ποτέ άνθος όπως η java moss, και τα φυτά της οικογένειας των φτερών, η ανατομία των περισσότερων φυτών χωρίζεται σε τέσσερα μέρη. Τις ρίζες, το μίσχο, τα φύλλα και τα άνθη. Όλα τα μέρη του φυτού παίζουν ζωτικό ρόλο για τις βασικές λειτουργίες του, όπως για την ανάπτυξή του, την αναπαραγωγή του, την ανθοφορία, την πρόσληψη των θρεπτικών συστατικών από το νερό και την αποθήκευσή τους στα μέρη του φυτού.
Ρίζες και τύποι ριζών
Οι ρίζες χρησιμοποιούνται από τα φυτά για να “γαντζώνονται” στο υπόστρωμα, για να απορροφούν ιχνοστοιχεία και σαν μέρος αποθήκευσης θρεπτικών συστατικών. Οι περισσότεροι τύποι ριζών δεν περιέχουν χρωστικές, όπως η πράσινη χλωροφύλλη ή οι κόκκινες καροτινοειδείς, με αποτέλεσμα να μην έχουν χρώμα και να φαίνονται λευκές. Οι ρίζες των υδρόβιων φυτών συνήθως αποτελούνται από ένα συνδυασμό κεντρικού ριζώματος όπου κάθε ρίζα έχει διάμετρο περίπου 1.5 mm και πολλά μικρά ριζίδια που διακλαδίζονται από το κεντρικό ρίζωμα. Μέσα στις ρίζες των φυτών υπάρχουν πολλά μικρά αγγεία, μέσα από τα οποία μεταφέρεται το νερό, τα θρεπτικά συστατικά και τα διάφορα αέρια από τις ρίζες προς το υπόλοιπο φυτό και ανάποδα. Για παράδειγμα, το οξυγόνο το οποίο απορροφάται από τα φύλλα κατά τη διαδικασία της αναπνοής ή που παράγεται κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, μεταφέρεται στις ρίζες του φυτού και από εκεί στο υπόστρωμα. Αυτό βοηθάει στην οξυγόνωση του υποστρώματος, στην μείωση των αναερόβιων περιοχών του, καθώς και τις ρίζες των φυτών ώστε να μην χαλάνε από το υπόστρωμα στο οποίο αναπτύσσονται όξινες συγκεντρώσεις διαφόρων συστατικών.
Τα μεγάλα και “ογκώδη” φυτά όπως αυτά της οικογένειας Echinodorus παράγουν πολλές μακριές ρίζες προκειμένου να “γαντζωθούν” καλά στο υπόστρωμα και για να μπορούν να παίρνουν θρεπτικά συστατικά από ένα μεγάλο μέρος του υποστρώματος. Στη φύση ο χώρος που πιάνουν οι ρίζες των φυτών αυτών είναι συγκριτικά μικρός σε σχέση με το περιβάλλον τους. Στο ενυδρείο όμως όπου ο χώρος είναι περιορισμένος χρειάζεται προσοχή όταν φυτεύουμε τέτοια φυτά, ώστε η απόστασή τους από τα υπόλοιπα φυτά να είναι τέτοια ώστε να μην πνίξουν οι ρίζες τους τις ρίζες των άλλων φυτών. Καλό είναι να βγάζουμε ανά κάποια διαστήματα τα φυτά αυτά από το υπόστρωμα και να κλαδεύουμε τις ρίζες τους ώστε να μην έχουμε τέτοιου είδους προβλήματα. Φυσικά, κλαδεύοντας τις ρίζες από ένα τέτοιο φυτό ανά διαστήματα έχει σαν συνέπεια να μην φτάσει ποτέ το τελικό του μέγεθος, το οποίο θα έφτανε στο φυσικό του περιβάλλον.
Στη δεξιά φωτογραφία βλέπετε μία Echinodorus bleheri της οποίας το μέγεθος είναι περίπου 50 εκατοστά και άλλα 55 εκατοστά το ρίζωμά της.
Αντιθέτως, άλλα φυτά τα οποία είναι μικρότερα και ζουν σε μέρη όπου το υπόστρωμα δεν έχει μεγάλο ύψος και η κυκλοφορία του νερού είναι χαμηλή, δεν χρειάζεται να αναπτύξουν ούτε και μεγάλο αλλά ούτε και παχύ ρίζωμα. Αυτό συμβαίνει, γιατί και με μικρότερο ρίζωμα μπορούν να “γαντζωθούν” καλά στο υπόστρωμα. Επίσης, το ότι το ρίζωμά τους δεν είναι παχύ σημαίνει ότι τα αγγεία που υπάρχουν σε αυτό είναι αρκετά μικρότερα σε μέγεθος συγκριτικά με τα άλλα φυτά, γεγονός που δεν είναι αρνητικό για το φυτό, αφού οι ρίζες μπορούν να πάρουν πολύ πιο εύκολα τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά από το λεπτό υπόστρωμα, το οποίο έχει και καλύτερη οξυγόνωση από τα μεγάλα σε ύψος υποστρώματα.
Μερικές φορές το ρίζωμα από κάποια φυτά, μπορεί να ζει και να “γαντζώνεται” έξω από το υπόστρωμα, εκεί που άλλα φυτά δεν μπορούν. Χαρακτηριστικές οικογένειες τέτοιων φυτών είναι η Microsorum (βλ. κάτω αριστερή φωτογραφία), η Anubias και μερικά είδη της οικογένειας Bolbitis. Τα φυτά των οικογενειών αυτών μπορούν και μεγαλώνουν είτε παράλληλα, είτε κάθετα με το υπόστρωμα και “γαντζώνονται” πάνω σε ξύλα, διακοσμητικά που υπάρχουν στο ενυδρείο ή και πέτρες. Οι ρίζες των φυτών αυτών παίρνουν τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται για την ανάπτυξη του φυτού από το νερό του ενυδρείου.
Το φυτό στη φωτογραφία είναι το Microsorum pteropus narrow
Το φυτό στη φωτογραφία είναι το Nymphoides aquatica
©opyright “Center of aquatic plants, University of Florida”
Ένας άλλος τύπος ριζώματος που παρατηρούμε σε κάποια φυτά, είναι αυτός όπου το πάνω μέρος της ρίζας τους είναι μεγάλο και “φουσκωτό” σαν μικρές μπανάνες (βλ. πάνω δεξιά φωτογραφία). Αυτό το χώρο τον χρησιμοποιούνε για αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων θρεπτικών συστατικών. Χαρακτηριστικό φυτό με τέτοιο ρίζωμα είναι το Nymphoides aquatica ή αλλιώς και banana plant.
Τέλος, ένας ακόμα τύπος ριζών είναι αυτός που αναπτύσσεται στα φυτά που επιπλέουν στην επιφάνεια του νερού, όπως η Salvinia natans, η Azolla caroliniana, η Phyllanthus fluitans, η Limna minor κ.α. Οι ρίζες των φυτών αυτών είναι σχεδιασμένες με τέτοιο τρόπο ώστε τα φυτά να προσλαμβάνουν όλα τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται για να αναπτυχθούν και να μεγαλώσουν από το νερό του ενυδρείου. Οι ρίζες τους είναι συνήθως λεπτές, μακριές και με πολλά μικρά ριζίδια. Και ο λόγος που είναι λεπτές, είναι γιατί δεν χρειάζεται να “γαντζώσουν” το φυτό πάνω σε κάποιο σταθερό σημείο ή στο υπόστρωμα. Επίσης, επειδή επιπλέουν και παίρνουν τα αέρια συστατικά που χρειάζονται (διοξείδιο του άνθρακα, οξυγόνο) κατευθείαν από την ατμόσφαιρα, το σύστημα των αγγείων των ριζών αυτού του τύπου είναι πάρα πολύ απλό σε σχέση με τους υπόλοιπους τύπους ριζών. Τέλος, ο μεγάλος αριθμός ριζίδιων που έχουν τα φυτά αυτά, τους επιτρέπει να απορροφούν τα θρεπτικά συστατικά από το νερό πολύ πιο γρήγορα από τα υπόλοιπα φυτά.
Μίσχος
Σχεδόν όλα τα υδρόβια φυτά έχουν μίσχο. Ο ρόλος του είναι να υποστηρίζει τα φυτά και να χρησιμοποιείται ως μέσο μεταφοράς των διαφόρων ουσιών στο φυτό.
Ο μίσχος των υδρόβιων φυτών αποτελείται από κύτταρα που περιέχουν διάφορα αέρια ή και οξυγόνο. Αυτό δίνει τη δυνατότητα στο φυτό να στέκεται όρθιο μέσα στο νερό λόγω άνωσης. Ο μίσχος των υδρόβιων φυτών είναι πολύ πιο μαλακός και εύκαμπτος σε σχέση με τα αερόβια φυτά που έχουν σκληρούς και σχετικά άκαμπτους κορμούς, κι αυτό γιατί το νερό που τα περιβάλλει βοηθάει πολύ στο να στέκονται όρθια τα φυτά. Επίσης, με την ευκαμψία που έχει ο μίσχος των υδρόβιων φυτών, τα κάνει να κινούνται μαζί με τα ρεύματα που υπάρχουν στο νερό, χωρίς να κινδυνεύουν να σπάσουν.
Όπως και οι ρίζες, έτσι και ο μίσχος περιέχει ένα σύστημα αγγείων το οποίο χρησιμοποιείται από τα φυτά για τη μεταφορά των θρεπτικών συστατικών και των διαφόρων αερίων σε όλο το φυτό. Το μήκος του μίσχου σε κάθε φυτό ποικίλει. Μπορεί να είναι από λίγα εκατοστά έως και αρκετά μακρύς. Στα φυτά που έχουν μίσχο, ως μίσχος χαρακτηρίζεται το κομμάτι του φυτού που ξεκινάει αμέσως μετά τις ρίζες του φυτού μέχρι την υψηλότερη κορυφή του φυτού. Στο μίσχο του φυτού υπάρχουν ανά διαστήματα κόμποι, από τους οποίους βγαίνουν τα φύλλα. Στο υψηλότερο σημείο του μίσχου το οποίο λέγεται και βλαστικός κώνος, φυτρώνουν και μεγαλώνουν τα νέα φύλλα. Στα φυτά με κοντό μίσχο, όπου ο μίσχος είναι μόλις μερικών εκατοστών, τα φύλλα που βγαίνουν έχουν σπειροειδή μορφή. Τα φυτά αυτά φαίνεται πολλές φορές να μην έχουν καθόλου μίσχο και συχνά αποκαλούνται ως φυτά ροζέτες (π.χ. φυτά της οικογένειας Echinodorus).
Σχέδιο ανάπτυξης φυτού ροζέτα.
Σε πολλά φυτά, η βάση του μίσχου είναι με τέτοιον τρόπο διαμορφωμένη ώστε να μπορούν να αποθηκεύονται μεγάλες ποσότητες θρεπτικών συστατικών και φαίνεται σαν μέρος του συστήματος ριζών των φυτών. Τα ριζώματα και οι βολβοί που βρίσκονται σε φυτά όπως αυτά της οικογένειας Anubias, Echinodorus, Aponogeton κ.α. αποτελούν τυπικό παράδειγμα προέκτασης του μίσχου ως χώρου αποθήκευσης θρεπτικών συστατικών. Σε αυτά τα μέρη τα φυτά αποθηκεύουν τις απαραίτητες ουσίες που χρειάζονται για την επιβίωσή τους κατά την περίοδο του χειμώνα, μέχρι να βρουν πάλι τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά την άνοιξη και να ξεκινήσουν πάλι να αναπτύσσονται.
Φύλλα
Ο ρόλος που έχουν τα φύλλα σε ένα φυτό είναι για να συλλέγουν την ηλιακή ακτινοβολία (φως) το οποίο χρησιμοποιούν κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Επίσης, τα φυτά χρησιμοποιούν τα φύλλα τους για να συλλέγουν ποσότητες θρεπτικών συστατικών και για ανταλλαγή αερίων με το περιβάλλον τους, όπως το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα.
Τα φύλλα των επίγειων φυτών έχουν συνήθως ένα παχύ, γυαλιστερό εξωτερικό περίβλημα το οποίο βοηθάει το φυτό ώστε να μην ξεραίνονται τα φύλλα του. Αντιθέτως, στα ενυδρειακά φυτά το περίβλημα αυτό είναι πολύ πιο λεπτό ώστε να επιτρέπει να περνάνε τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά από το νερό στο φυτό πιο εύκολα. Πολλά ενυδρειακά φυτά όταν φτάσουν στην επιφάνεια του ενυδρείου μας, αρχίζουν και μεγαλώνουν και έξω από το νερό, στην ατμόσφαιρα. Συχνά, τα αερόβια φύλλα των φυτών έχουν διαφορετική υφή και σχήμα από τα υδρόβια φύλλα του ίδιου του φυτού. Αυτό οφείλεται στο ότι τα διαφορετικά αυτά φύλλα μεγαλώνουν και αναπτύσσονται κάτω από διαφορετικές συνθήκες (μέσα στο νερό ή στην ατμόσφαιρα) και γι’ αυτό έχουν και διαφορετικό περίβλημα.
Το σχήμα των φύλλων των διαφόρων φυτών ποικίλει και πολύ συχνά είναι τέτοιο ώστε να βοηθήσει το φυτό να αναπτυχθεί και να προσαρμοστεί στο περιβάλλον που βρίσκεται. Όλα τα φύλλα περιέχουν φωτοσυνθετικές χρωστικές και συνήθως αυτές οι χρωστικές είναι κατά πολύ περισσότερες στην πάνω πλευρά του φύλλου. Αυτό μπορούμε να το διαπιστώσουμε αν παρατηρήσουμε το χρώμα των δύο πλευρών των φύλλων ενός φυτού, το οποίο πολλές φορές έχει όχι μόνο πιο “αχνό” χρώμα από την κάτω πλευρά, αλλά και διαφορετικό. Tρανό παράδειγμα είναι τα φύλλα του φυτού Alternathera reineckii ‘rosaefollia’ που φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία, του οποίου τα φύλλα από την μία πλευρά είναι κόκκινα ενώ από την άλλη πράσινα.
Άνθη-Λουλούδια
Υποβρύχιο άνθος από φυτό της οικογένειας Anubias
Το αποκορύφωμα στην ικανοποίηση ενός χομπίστα που έχει και μεγαλώνει υδρόβια φυτά στο ενυδρείο του, είναι να τα δει κάποια στιγμή να ανθίζουν. Παρόλο που υπάρχουν κάποια είδη υδρόβιων φυτών που δεν βγάζουν άνθη, τα περισσότερα είδη ανθίζουν είτε κάτω από το νερό, είτε στην επιφάνεια. Συνήθως, τα περισσότερα από τα φυτά που ανθίζουν βγάζουν το λουλούδι τους στην επιφάνεια του νερού. Κάποια από τα φυτά δημιουργούν σπόρους από τα λουλούδια τους, οι οποίοι στη φύση μεταφέρονται με τα ρεύματα του νερού και έτσι πολλαπλασιάζονται. Βέβαια υπάρχουν και είδη φυτών τα οποία πολλαπλασιάζονται με δρομείς, διαχωρισμό του ριζώματος ή και άλλους τρόπους.
Φυτά που δεν βγάζουν λουλούδια είναι αυτά της κατηγορίας των φτερών όπως τα είδη των Microsorum pteropus, η Java moss κ.α. Από τα είδη που βγάζουν λουλούδια υποβρυχίως και που συναντάμε πιο συχνά στα ενυδρεία μας είναι αυτά της οικογένειας Anubias. Πληροφοριακά, μερικά από τα υδρόβια φυτά που βγάζουν λουλούδι στην επιφάνεια του νερού είναι η Sagittaria subulata, η Alternathera reineckii ‘rosaefolia’, η οποία βγάζει μικρά λουλουδάκια από τους κόμπους που βγαίνουν τα φύλλα και τα οποία γονιμοποιούνται από έντομα, η Nymphaea lotus, το φυτό Nuphar japonica κ.α.
Άνθος στην επιφάνεια από το φυτό Sagittaria subulata
Κυτταρική δομή
Όλες οι απαραίτητες ζωτικές διεργασίες των φυτών, όπως η φωτοσύνθεση, η αναπνοή, η μεταφορά αερίων κατά μήκος του φυτού και η μεταφορά θρεπτικών συστατικών, συμβαίνουν μέσα σε ξεχωριστά κύτταρα στα φυτά. Όλα αυτά τα κύτταρα αποτελούνται από τα ίδια δομικά συστατικά, αλλά χωρίζονται ανάλογα με τη λειτουργία του κάθε κυττάρου.
- Cell Wall (κυτταρικό τοίχωμα) – Τα κύτταρα των φυτών περικλύονται από ένα τοίχωμα το οποίο περιβάλλει την μεμβράνη πλάσματος (plasma membrane) και αποτελείται από δυνατά πολυσακχαρικά υλικά. Ο ρόλος του είναι αρκετά σύνθετος, από το να προστατεύει το κύτταρο μέχρι και να ρυθμίζει τον κύκλο ζωής του οργανισμού του φυτού.
- Chloroplasts (χλωροπλάστες) – Η λειτουργία που έχουν τα φυτά να φωτοσυνθέτουν λαμβάνει χώρα στους χλωροπλάστες. Μέσα σε κάθε χλωροπλάστη υπάρχουν οι πράσινες χρωστικές χλωροφύλλης, οι οποίες βρίσκονται με τη μορφή πλακιδίων και μετακινούνται προς το φως προκειμένου να το συλλέξουν για να φωτοσυνθέσουν (θα μπορούσαν να παραλληλιστούν με τους ηλιακούς συλλέκτες).
- Endoplasmic Reticulum (ενδοπλασματικό δικτύωμα) – Το ενδοπλασματικό δικτύωμα είναι ένα δίκτυο από θύλακες οι οποίοι κατασκευάζουν, επεξεργάζονται και μεταφέρουν χημικά συστατικά για χρήση εντός και εκτός του κυττάρου. Είναι ενωμένο με το διπλής επίστρωσης περίβλημα του πυρήνα, παρέχοντας δίοδο επικοινωνίας μεταξύ του πυρήνα και του κυτοπλάσματος. Στα φυτά, το ενδοπλασματικό δικτύωμα συνδέει τα κύτταρα μεταξύ τους μέσω των πλασμοδεσμάτων.
- Golgi Vesicles (Golgi Apparatus) (μηχανισμός Golgi) – O μηχανισμός Golgi σχετίζεται με τη διανομή των χημικών παραγώγων των κυττάρων. Μετατρέπει τις πρωτεΐνες και τα λίπη που δημιουργούνται στο ενδοπλασματικό δικτύωμα και τα ετοιμάζει για την εξαγωγή τους εκτός του κυττάρου.
- Mitochondria (μιτοχόνδρια) – Τα μιτοχόνδρια έχουν στενόμακρο σχήμα και είναι όργανα τα οποία βρίσκονται στο κυτόπλασμα όλων των ευκαρυωτικών κυττάρων. Στα κύτταρα των φυτών διασπούν τα μόρια υδρογονανθράκων και ζάχαρης προκειμένου να δώσουν ενέργεια στο φυτό, ειδικότερα όταν υπάρχει απουσία φωτός, όπου οι χλωροπλάστες δεν μπορούν να παράγουν ενέργεια με τη φωτοσύνθεση. Επίσης, η διαδικασία της αναπνοής λαμβάνει χώρα στα μιτοχόνδρια.
- Nucleus (πυρήνας) – Ο πυρήνας είναι ένα εξειδικευμένο όργανο στο κύτταρο. Ο σκοπός του είναι διαχειριστικός, αφού όλες οι πληροφορίες και οι εντολές προς το κύτταρο πρώτα επεξεργάζονται και κατόπιν δίνονται από αυτόν. Οι βασικές λειτουργίες του είναι δύο: αποθηκεύει το κληρονομικό υλικό του κυττάρου ή αλλιώς DNA και συντονίζει τις δραστηριότητες του κυττάρου, οι οποίες αφορούν την ανάπτυξή του, τον ενδιάμεσο μεταβολισμό του, τη σύνθεση πρωτεϊνών και την αναπαραγωγή του (διαχωρισμός κυττάρου).
- Plasmodesmata (πλασμοδέσματα) – Τα πλασμοδέσματα είναι μικροί σωλήνες που συνδέουν τα κύτταρα μεταξύ τους, παρέχοντας με αυτόν τον τρόπο ζωντανές διόδους μεταφοράς οργανικών ουσιών μεταξύ τους.
- Plasma Membrane (μεμβράνη πλάσματος) – Όλα τα ζωντανά κύτταρα έχουν μία μεμβράνη πλάσματος που περικλύει το περιεχόμενό τους. Στα φυτά, η μεμβράνη είναι το εσωτερικό στρώμα προστασίας του κυττάρου, το οποίο περικλύεται από ένα σκληρό κυτταρικό τοίχωμα. Επίσης, η μεμβράνη πλάσματος είναι αυτή που ρυθμίζει την ανταλλαγή μορίων προς και από το κύτταρο.
- Ribosomes (ριβοσώματα) – Όλα τα ζωντανά κύτταρα περιέχουν ριβοσώματα τα οποία είναι μικροσκοπικά όργανα που αποτελούνται από περίπου 60% RNA και 40% από πρωτεΐνη.
- Vacuole (χυμοτόπιο) – Κάθε κύτταρο από ένα φυτό έχει ένα μεγάλο χυμοτόπιο, στο οποίο αποθηκεύει συστατικά, βοηθάει στην ανάπτυξη του φυτού και παίζει βασικό δομικό ρόλο για το φυτό.
Βιβλιογραφία
– Center of Aquatic plants, University of Florida, Gainesville
– Encyclopedia of Aquarium Plants by Peter Hiscock
– Plant Basics – Plant Shapes and Types by Anchor Sarslow
