Sut mae cennau'n bwyta? Nodweddion cennau, eu strwythur a'u hatgynhyrchu

Mae byd natur yn unigryw ac yn annhebygol o amrywiol. Bob blwyddyn, mae gwyddonwyr yn gwneud darganfyddiadau mwy a mwy sy'n datgelu inni y rhagolygon rhyfeddol o astudio'r byd o'n hamgylch. Ond mae organebau byw eithaf cyfarwydd, y mae'r person yn gwybod amdanynt o amser, yn dal yn gallu synnu. Cymerwch, er enghraifft, cennau. Maent yn syml, ond mae nodweddion eu gweithgaredd bywyd yn anarferol iawn.

Ydych chi'n gwybod sut mae cennau'n bwyta? Mae hwn yn broses unigryw iawn, sy'n werth ei ddisgrifio'n fanwl.

Anawsterau wrth wybod

Yn gyffredinol, maent yn eithaf anodd eu hastudio, gan eu bod yn cynrychioli symbiosis o organebau hollol wahanol. Mae pob cen yn cael ei ffurfio gan symbiosis algae awtoffroffig a ffwng heterotroffig. Mae'n amlwg bod yn rhaid inni astudio biocemeg a gweithgaredd hanfodol pob organeb ar wahân. Mae dull o'r fath o astudio eu ffisioleg yn rhoi llawer o wallau a gwallau, ac felly mae gan wyddonwyr nifer fawr o gwestiynau, nid oes gan bob un ohonynt atebion. Fodd bynnag, llwyddodd yr ymchwilwyr i adnabod patrymau cyffredin.

Strwythur mewnol

Yn gyffredinol, mae corff cyfan cen yn ymyrryd enfawr o hyffelau ffwngaidd, y tu mewn mae yna gytrefi o algâu awtoffroffig. Mae gwyddoniaeth heddiw yn gwahaniaethu rhwng y mathau canlynol o gennau:

• Amrywiaethau cartref (Collema). Mae celloedd y cytrefi photobiont (algâu) wedi'u gwasgaru ar hyd y corff mewn modd anhrefnus.
• Heteromeric (Canell Peltigera). Yn yr adran draws, mae'n bosibl gweld yr haenau thaloma (hyffei) ac algâu yn glir.

Yn bennaf oll mae cennau, y mae ei strwythur yn seiliedig ar yr egwyddor olaf. Yn yr achos hwn, mae'r haen uchaf gyfan yn cael ei ffurfio gan rwyll dwys o feinwe madarch, sy'n amddiffyn y corff cen rhag effeithiau negyddol yr amgylchedd allanol. Yn ogystal, mae'r ffwng yn atal sychu gormodol yn gyflym (ond nid yw bob amser yn helpu).

Mae'r haen nesaf yn cynnwys cytref o algae awtoffroffig. Yng nghanol y ganolfan yw craidd y cen, sy'n rhy dynn o hyffelau rhyngddynedig y ffwng a'r cytref awtroffig. Mae gan y "gwialen" hon swyddogaeth ddeuol: ar y naill law, mae'r cen yn storio dŵr yn y craidd. Ar y llaw arall, mae'n ysgerbwd arbennig o organeb benodol. Yn y rhan isaf mae rhizinau. Mae hwn yn fath o glymu, gan y mae'r cen yn cloi i'r swbstrad. Dylid cofio nad yw'r set lawn yn dod o hyd ym mhob rhywogaeth.

Nodweddir rhai rhywogaethau o gennau (sianolipers) gan y ffaith bod cytrefi cianhydradig iawn yn eu strwythur. Yn y rhywogaethau hyn, mae'r rhaniad mewn haenau yn arbennig o dda. Felly sut mae cennau'n bwyta? Mae'r ateb i'r cwestiwn hwn yn uniongyrchol gysylltiedig â natur arbennig y ffotosynthesis ynddynt.

Ar y broses ffotosynthesis

Mae miloedd o astudiaethau sy'n cael eu neilltuo'n benodol i nodweddion ffotosynthesis yn yr organebau symbiotig hyn. Gan fod alga yn meddu ar tua 10-15% o'u cyfaint, sy'n rhoi'r holl faetholion iddynt, mae yna lawer o gwestiynau am ddwysedd y broses. Yn rhyfedd ag y gallai ymddangos, mae'r mesuriadau symlaf wedi dangos yn anochel bod dwysedd ffotosynthesis mewn cennau yn llawer is o'i gymharu â phlanhigion awtroffig uwch. Felly, wrth wneud cyfatebiaeth â datws cyffredin, bydd y gymhareb yn 1:16.

Ond sut i esbonio bywyd eithaf cyfforddus mewn cyflyrau spartan o'r fath? Yn gyffredinol, nid oedd unrhyw beth yn arbennig o gymhleth yn hyn o beth. Y ffaith yw bod organeddau planhigion uwch awtoffroffig yn "effro" am y rhan fwyaf o'u bywyd, tra bod cennau mewn rhai ardaloedd bron bob blwyddyn mewn cyflwr hanner sych, mewn anabiosis. Wrth gwrs, mae ganddynt ddigon o ddigon o faetholion i gefnogi bywyd.

Dyma sut i fwyta cennau. Gall 7fed gradd mewn ysgolion bioleg astudio'r pwnc hwn yn fwy manwl, ond yn yr achos hwn nid yw'r rhaglen addysgol safonol yn darparu atebion i lawer o gwestiynau pwysig. Er enghraifft, pan fydd y broses o ffurfio sylweddau organig ar gyfer bwyd yn arafach, a phryd - ychydig yn gyflymach?

Beth sy'n pennu dwysedd ffotosynthesis mewn cennau?

Dylid nodi bod dwysedd y broses hon yn dibynnu ar amrywiaeth o ffactorau amrywiol iawn. Mae hefyd yn bwysig bod cloroplastau, yn cael eu gorchuddio â haen ddwys o hyffeiaid, yn derbyn llawer llai o ysgafn na ffurfiadau tebyg mewn planhigion awtroffig uwch a hyd yn oed algâu. Mewn egwyddor, nid yw'r gwahaniaeth mor arwyddocaol.

Dylid nodi bod gwerth uchaf y broses ffotosynthesis yn cael ei arsylwi pan fo'r goleuo o fewn 4000-23000 o lu. Gellir dod o hyd i hyn ym mhrif gynefinoedd cennau: tundra, coedwig-papa, goedwigoedd gogleddol ysgafn. Yn yr ardaloedd hynny lle mae dwysedd goleuo yn cynhyrchu llawer o ddwys o pigment organig tywyll (parietin) yn llawer uwch, yn dechrau yng nghorff yr organeb symbiotig, yn ogystal â sylweddau sy'n benodol ar gyfer cennau (atranorin, er enghraifft).

Mae'r sylweddau organig a geir o ganlyniad i ffotosynthesis yn hollol gyfatebol â rhai planhigion uwch. Fe'u defnyddir at ddibenion troffig. Dyma sut i fwyta cennau. Mae 7fed gradd yr ysgol addysg gyffredinol yn astudio prosesau eu gweithgarwch bywyd arwynebol iawn, er bod y pwnc hwn yn fawr ac yn hynod o ddiddorol. Rydym yn dod â'ch sylw at wybodaeth estynedig a all fod nid yn unig yn ddiddorol, ond hefyd yn ddefnyddiol.

Y broses o anadlu

Mae'n hawdd dyfalu bod cynhyrchu maetholion yn dibynnu'n uniongyrchol ar yr anadl. Mewn cyferbyniad â ffotosynthesis mewn cennau, mae'n ddwys: mae 0.2-2.0 mg CO₂ yr awr yn cynhyrchu dim ond un gram o organeb symbiotig. Os ydych chi'n darllen y wybodaeth ar frig yr erthygl yn ofalus, mae'n debyg y gwnaethoch sylweddoli bod tua 85-90% o'r màs cen ym mhwysau'r mycobiotic. Er mwyn ei roi yn syml, mewn ocsigen, mae'r rhan ffwngaidd yn fwy anghenus na'r alga awtoffroffig. Gan fod cennau'n bwyta o dan amodau arferol yn rhy aml (mae'r achos yn gyflyrau hinsoddol difrifol), mae rhan helaeth o'r maetholion yn cael eu storio yn eu meinweoedd.

Fel ffotosynthesis, mae'r broses o anadlu'n uniongyrchol yn dibynnu ar ganran y dŵr.

Dylech wybod bod y lefel isaf o anadlu, sy'n angenrheidiol i gael rhywfaint o egni o faetholion, mae'r cen yn dal bron o dan unrhyw amodau (yn addas ar gyfer bywyd, wrth gwrs). Mae'r broses hon yn bosibl gyda'r ystodau tymheredd canlynol: -15 i +30, +50 ° C. Ond mae'r gyfundrefn dymheredd gorau posibl yn yr ystod o +15 i +20 ° С. Gyda'r oeri, mae'r defnydd o ocsigen yn dechrau'n bennaf. A phan godir y tymheredd uwchben +35 gradd, mae'r ddwy broses yn cael eu cyfateb yn gyfartal.

Ceir achos hysbys lle mae cen (llun o'r rhywogaeth hon yn yr erthygl), a ddygwyd i un o amgueddfeydd Moscow gan daith o'r Gymdeithas Archaeolegol Frenhinol, wedi adfer ei weithgarwch hanfodol yn dawel, gan un o'r cyflogeion mewn pot blodau gyda thir ychydig yn llaith. Ond erbyn hynny bu mewn blwch hollol sych, caeedig ar gyfer arddangosfeydd ers bron i 90 mlynedd ac roedd y rhan fwyaf o'r amser yn cael ei amddifadu hyd yn oed yn ysgafn!

Nid yw'n syndod bod gan fioleg fodern ddiddordeb yn yr organebau hyn. Mae'n debyg y bydd gan y cennau lawer mwy o gyfrinachau, a bydd eu datgeliad, efallai, yn ysgogi datblygiad meddygaeth yn sylweddol.

Mae gwyddonwyr wedi profi bod egwyddorion sylfaenol cennau anadlu yn amodol ar yr un patrymau ag yn achos planhigion awtroffig uwch. Ond mae gwahaniaethau hefyd, y mae'r prif un ohonynt yn flaenoriaeth ychydig yn wahanol rhwng amsugno ocsigen a rhyddhau carbon deuocsid. Yn ychwanegol, maen nhw'n gwrthsefyll effeithiau tymheredd sychu, isel ac uchel. Heb reswm, gall mwsoglau a cennau dyfu hyd yn oed yn amodau'r Arctig.

Amodau tymheredd

Mae'r tymheredd mwyaf ffafriol ar gyfer ffotosynthesis mewn cennau o +10 i +25 gradd Celsius. Ond mae'r gallu i amsugno carbon deuocsid ynddynt yn cael ei gynnal hyd at -25 gradd. Mae hon yn nodwedd hynod nodedig o gen, sy'n eu gwahaniaethu o blanhigion uwch a hyd yn oed algâu. Ar dymheredd o -5 i -10 gradd, mae dwysedd cymathu carbon deuocsid bron yn fwy nag mewn amodau mwy cyfforddus. Mewn llawer o blanhigion, yn yr achos hwn, mae rhew yn ffurfio yn y gofod rhyngular, sy'n syml yn torri'r celloedd.

Mewn cyferbyniad, mae cennau ar goed, y mae eu tyllau yn torri'n llythrennol yn yr hinsawdd gogleddol difrifol (croesi), yn teimlo'n wych ar ddechrau tymor cynnes.

Nodweddion cyfnewid dŵr

Daeth ymchwilwyr i'r casgliad bod cennau'n wahanol mewn math arbennig o arbennig o gyfnewid dŵr. Y ffaith yw bod y dŵr yn eu corff wedi'i gynnwys mewn mannau rhwng hyffelau cryf. Pan fydd yn rhewi, nid yw'n dod â llawer o niwed, ac mae'r broses ffotosynthesis a maeth yn parhau i ddigwydd. Fodd bynnag, hyd yn oed gyda chynnydd mewn tymheredd i +35 gradd Celsius neu fwy, mae'r broses ffotosynthesis yn atal yn ymarferol, sy'n hollbwysig gwahaniaethu cennau o blanhigion.

Bydd faint o ddŵr a fydd yn ddigon ar gyfer bywyd arferol yn dibynnu ar y teulu. Felly, mae cennau brwyn yn gallu ffotosynthesis a chynhyrchu sylweddau organig ar gyfer bwyd sy'n cael ei ddadhydradu bron yn gyfan gwbl. Y corff trwchus, y lleithder mwy y gall ei gronni ynddo, y lleiaf mae'n anweddu.

Mae hyn yn arbennig o bwysig i gennau, fel yn y rhan fwyaf o achosion maent yn tyfu mewn cyflyrau anodd iawn, pan nad yw cyflenwad dŵr mwy neu lai rheolaidd yn sicr o gwbl. O dan amodau o'r fath, byddai unrhyw blanhigyn wedi marw. Mae cen hefyd yn teimlo'n dda hyd yn oed mewn amodau anialwch go iawn a'r Arctig.

Rheoleiddio cyfnewid hylif

Gall un ddeall bod trefniadaeth reoleiddiol metabolaeth dŵr yn yr organebau hyn yn cael ei drefnu mewn ffordd gwbl wahanol nag mewn planhigion uwch. Gan nad oes ganddynt bron systemau arbenigol ar gyfer hyn. Er enghraifft, mae amsugno dŵr ynddynt yn digwydd yn gyflym iawn, ond dim ond oherwydd ei amsugno arferol gan arwyneb cyfan y corff. Gallwch gynnal arbrawf syml: arllwyswch ychydig o ddŵr ar y bwrdd a rhowch darn o feinwe neu bapur toiled ar y pwdl.

Fel y gwelwch, mae'r dŵr yn cael ei amsugno ar unwaith, gan fod gan y strwythur papur allu addawol da. Mae'r un peth yn digwydd yn achos cennau. Felly, ystyriasom y bennod gyda sbesimen wedi'i sychu'n hir, a gyflwynwyd unwaith eto gan yr alltaith. Pan roddodd y gweithiwr y cen mewn pot blodau, dim ond yn syth amsugno cymaint o hylif, a oedd ganddo ddigon i adfer bywyd.

Mae rhai cennau prysur yn gallu amsugno llawer iawn o hylif, ac mae eu pwysau hyd at 300% ohonynt. Mae mathau eraill (colegau, leptogiums) yn cynyddu mewn maint erbyn 400-3900%! Os byddwn yn sôn am y cynnwys dwr lleiaf, mae'n oddeutu 2% o bwys pwysau sych y cen. Nid yw cen o'r fath (y llun a welwch yn y deunydd hwn) yn edrych fel organeb byw o gwbl.

Ynglŷn â chyfradd rhyddhau dŵr

Fel yn achos papur toiled, mae'r corff yn rhoi corff symbiotig i'r corff yn eithaf cyflym. Mewn dim ond awr, gall y cen, sydd newydd ei amsugno bron i litr o hylif, sychu hyd at gyflwr bregus. Felly, mae "cynhyrchiant" yr organebau hyn yn hynod o gylchol: gall datblygiad sylweddau tyffaidd newid yn sylweddol nid yn unig yn ystod y tymor, ond hefyd am un neu ddwy awr!

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae gwyddonwyr wedi dysgu y gall rhai rhywogaethau o gennau sy'n byw yn y tundra (Evernia prunastri) ddefnyddio llygoden yn llythrennol "briwsion" o haul yr haul, weithiau'n torri trwy haen. Yn syml, nid ydynt yn dod i ben gyda ffotosynthesis hyd yn oed yn y gaeaf.

Atgynhyrchu cennau

Yn ogystal, mae nodweddion cennau yn cynnwys presenoldeb tair ffordd o atgynhyrchu:

• Llysiau.
• Rhywiol.
• Rhywiol.

Mae ffwng, hynny yw, mycobiotig, yn gallu atgynhyrchu ym mhob ffordd, tra bod algae yn gallu dim ond adran awtomatig. Mae sbolau'r ffwng mewn bagiau arbennig. Mae cennau ascomycete yn defnyddio dau brif grŵp o gyrff ffrwythau ar gyfer y broses atgynhyrchu: apothecia a perithecy. Mae eu nodweddion fel a ganlyn:

• Mae Apothecia yn wely gyffredin o siâp crwn. Arno mae bagiau, sydd wedi'u lleoli rhwng hyffelau arferol, di-ben. Gelwir yr haen agored hon yn Hymenium.
• Mae peritetiwm yn debyg i'r strwythur sydd wedi'i gau bron yn gyfan gwbl o siâp sfferig. Caiff sborau eu rhyddhau trwy dyllau arbennig sydd wedi'u lleoli ar wyneb y ffrwythau.

Gall rhai rhywogaethau hefyd ffurfio sborau ansefydlog, pycnospores (pycnoconidia). Pycnidia yw lle eu ffurfio. Mae'r blychau hyn yn sfferig neu rywfaint o siâp gellyg, sy'n hyffelau hynod arbenigol. Mae Picnidia yn hawdd i'w adnabod, gan eu bod yn edrych fel dotiau du ar wely.

Pan fydd sborau'n deffro, o dan amodau addas maent yn gyflym yn arwain at hyffelau newydd, sy'n ffurfio corff cen newydd. Maent hwy (hyphae) hefyd yn treiddio i mewn i gelloedd o algâu awtoffroffig, ac ar ôl hynny mae ffurfio organeb newydd yn dod i ben mewn gwirionedd.

Ystyr

Yn gyffredinol, mae mwsoglau a cennau o bwysigrwydd enfawr. Yn y tundra a'r anialwch yn yr arctig, maent yn aml yn yr unig organeddau awtoffroffig sy'n gallu cronni sylweddau organig maethol o dan amodau anffafriol iawn. Yn syml, dyma'r organebau hyn sy'n ffynhonnell bwyd i'r ychydig briodfeini sy'n gallu byw mewn mannau mor llym. Yn ogystal â hyn, dim ond cennau ar goed, hyd yn oed mewn amodau o'n hinsawdd, yn aml yn ein galluogi i oroesi'r gaeaf, er enghraifft, ceirws a ceirw.