Dygimas (botanika): kaip sudygsta sėklos ir sporos

Sužinokite, kaip sudygsta sėklos ir sporos: ramybės pabaiga, reikalavimai, skirtumai ir tinkamos sąlygos augimui — aiškios ir praktinės botanijos gairės.

Dygimas – procesas, kai pradeda augti sporos arba sėklos. Šis terminas vartojamas botanikoje. Kai sporos ar sėklos sudygsta, iš jų išauga ūgliai, daigai arba (grybų atveju) hifai. Sporų biologija skiriasi nuo sėklų ir kiekvieno tipo dygimo eiga bei reikalavimai taip pat yra skirtingi.

Sporų dygimas

Sporos sudygsta tik tada, kai susidaro tinkamos išorinės ir vidinės sąlygos. Dėl savo paprastesnės sandaros sporos paprastai gyvuoja trumpiau nei sėklos ir yra jautrios aplinkai. Žemesnieji augalai ir grybai – pavyzdžiui, samanos, paparčiai ir grybai – gamina daugybę sporų; tai kompensuoja saugumo stoką: iš didelio kiekio sporų tik nedidelė dalis ras tinkamas sąlygas ir sudygs. Sporų dygimą lemia:

• drėgmė ir vandens prieinamumas;
• temperatūra;
• šviesos intensyvumas ir trukmė (kai kurioms rūšims svarbu tam tikras apšvietimo ciklas);
• substrato cheminės savybės (pvz., pH, maistinių medžiagų kiekis);
• biologiniai veiksniai (konkurencija, patogenai, simbiotinės sąlygos).

Sėklų dygimas

Sėklose yra embrionas, maisto atsargos (endospermas) ir apsauginis apvalkalas. Sėkliniams augalams priskiriami gimusieji (pvz., spygliuočiai) ir žiediniai (pvz., žydintys augalai). Sėklos gali išlikti gyvybingos daug ilgiau nei sporos – kartais šimtus metų – nes jų struktūra saugo embrioną ir atsargas. Dėl to sėkliniai augalai gali investuoti daugiau energijos į atskirų sėklų kokybę ir išvystyti sudėtingesnius plitimo (dispersijos) mechanizmus, o ne vien tik masinį gaminimą, pavyzdžiui, platinimą vėju, gyvūnų pagalba ar vandeniu. ^p98

Kuo skiriasi sėklos dygimas nuo sporų

• Sėkloje yra paruoštas embrionas ir maisto atsargos, taigi pradinių augimo stadijų medžiaga yra savyje; sporos dažnai turi pradėti pasisavinti maistines medžiagas iš aplinkos.
• Sėklos dažnai turi sudėtingesnę „ramybės“ (dormancijos) kontrolę – cheminius ir fiziologinius mechanizmus, kurie neleidžia dygti net ir palankiomis išorinėmis sąlygomis.
• Sporos priklauso nuo išorinės aplinkos impulsų greičiau ir paprasčiau.

Ramybės periodas ir „žiemos miegas“

Sėklos nedygsta tol, kol nebus patenkinti jų poreikiai. Vienas svarbiausių mechanizmų yra ramybės periodas – į vidų susijusi būklė, kurią lemia cheminiai ir fiziologiniai pokyčiai sėklos audiniuose. Kiekviena rūšis turi savo trukmės ramybės periodą, ir sėkla nedygsta tol, kol jis nesibaigia. Tai apsaugo nuo ankstyvo dygimo nepalankiomis sąlygomis (pvz., rudenį prieš žiemą).

Žiemos miegas (vernalinė arba žemų temperatūrų reikalaujanti dormancija) turi pasibaigti, kad dalis sėklų pradėtų dygti. Žiemos miego pabaigą gali sąlygoti:

• ilgas šalčio periodas (stratifikacija), kurio metu vyksta biocheminiai pokyčiai;
• tam tikra temperatūros svyravimų seka;
• dėmėtas ugnies veikimas ar aukštesnė temperatūra po jo (kai kuriems augalams, pvz., kai kurioms pievų arba miško rūšims, liepsna padidina galimybes dygti);
• mechaninė arba cheminė pažeida (pvz., peristaltinė skurmė arba skrandžio fermentai, jeigu sėkla praeina pro gyvūno virškinimo traktą).

Aplinkos veiksniai, lemiantys dygimą

Dygimą paprastai inicijuoja keli veiksniai kartu. Pagrindiniai iš jų:

• Drėgmė: vanduo aktyvuoja metabolinius procesus, minkština sėklos apvalkalą ir leidžia embrionui pradėti augimą.
• Temperatūra: kiekvienai rūšiai optimalus dygimo diapazonas; per aukšta arba per žema temperatūra stabdo procesus.
• Šviesa: kai kurioms sėkloms reikalinga šviesa dygimui (fotoblastinės sėklos), kitos dygsta geriau tamsoje.
• Deguonis: kvėpavimui reikalingas deguonis; vandenslogged (perlaistytose) dirvose deguonies stoka gali užkirsti kelią dygimui.
• Cheminės signalai: fitohormonai (pvz., auksinai, giberelinai, abscizinė rūgštis) reguliuoja dormancy ir dygimo pradžią.

Vaisiai ir sėklos

Reikalavimai vaisiams dažniausiai sutampa su sėklų reikalavimais. Vaisius yra sėklos apvalkalas ar struktūra, dažnai turinti papildomus sluoksnius, susiformavusius iš žiedo dalių ir (arba) kitos augalo audinių. Kai kuriuose vaisiuose yra cheminiai arba fiziniai užraktai, trukdantys sėklai sudygti, kol vaisius nesubręs arba kol nebus pašalintas tam tikras sluoksnis (pvz., valgant gyvūnams).

Praktinės pastabos

• Sodininkams ir miškininkams svarbu suprasti konkrečios rūšies ramybės ir žiemos miego reikalavimus prieš sėklų daiginimą.
• Daiginti laukines rūšis dažnai reikia stratifikacijos (šalto ir drėgno periodo) arba cheminių bei mechaninių procedūrų apvalkalui pažeisti.
• Grybų sporoms ir sėkloms laboratorinėse sąlygose reikalinga sterilizuota terpė ir kontroliuojami parametrai, kad būtų išvengta konkurencijos su bakterijomis ar pelėsiu.

Apibendrinant, dygimas yra sudėtingas biologinis procesas, kuriam reikalingas tinkamas sąlygų derinys: vidiniai biologiniai signalai (ramybė, hormonai) turi sutapti su išoriniais veiksniais (vanduo, temperatūra, šviesa ir kt.). Skirtingos rūšys evoliuciškai išsivystė skirtingomis strategijomis užtikrinti, kad dygimas prasidėtų tada, kai jauni augalai turi didžiausią tikimybę išgyventi.

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kas yra dygimas?

K: Kuo sporos skiriasi nuo sėklų?

Klausimas: Kas turi įvykti, kad sėklos sudygtų?

K: Ar vaisiai dygimo požiūriu panašūs į sėklas?

Paieška pagal raidę