7 įdomybės, kurių greičiausiai nežinojote apie šaknis

Daugumai augalų šaknys yra visiškai būtinos. Jos aprūpina augalus vandeniu ir maistinėmis medžiagomis, taip pat išlaiko juos vietoje. Jose gali būti kaupiami ištekliai, reikalingi išgyventi žiemą ar per sausrą, be to, jos gali padėti kai kuriems augalams plisti ir daugintis, netoliese išleisdamos naujus klonus. Tačiau kai kurie augalai evoliucionavo taip, kad galėtų išgyventi ir be šaknų.

Puikus pavyzdys – kedeninė tilandsija, dar vadinama ispaniškąja samana (Tillandsia usneoides). Tai – pilkai žalios susipynusios lapų ir stiebų grandinės, augančios ant kai kurių medžių kai kuriose Amerikos dalyse. Augalas drėgmę ima iš oro ir, nepaisant pavadinimo, techniškai nėra samanos – tai yra tos pačios šeimos augalas, kaip ir ananasas, o jo giminaičiai turi šaknis, nors dažnai jų būna nedaug.

Kedeninė tilandsija dėl savo gyvenimo būdo ilgainiui prarado šaknis, tačiau iki tikrųjų samanų niekada neišsivystė. Samanos priklauso grupei, vadinamai briofitais, ir visos jos neturi šaknų, o vandenį sugeria per lapus.

Šaknys, kaip ir kitos augalų dalys, puikiai jaučia jas supantį pasaulį – jos auga link drėgmės ir gravitacijos, o nuo šviesos – tolyn. Tačiau stebėtina, kad daugybė detalių, kaip jos tai daro, lieka paslaptimi.

Gravitacijos jutimas yra ypač intriguojantis. Manoma, kad šaknys tai daro naudodamos statocitus – specializuotas ląsteles, kuriose yra statolitai – specialios krakmolo išsaugojimo struktūros. Dėl savo svorio krakmolo granulės, esančios šių statolitų viduje, grimzta veikiamos gravitacijos, o statocitai kažkokiu būdu gali nustatyti, kuria kryptimi juda jų vidiniai statolitai.

Atrodo, kad tai, kaip jie tai daro ir kaip tai paskatina šaknis augti gravitacijos link, yra susiję su hormonu auksinu, tačiau mes to dar iki galo nesuprantame – nors eksperimentai Tarptautinės kosminės stoties mikrogravitacijos sąlygomis padeda.

Kosmoso ekspertė iš „New Scientist“ autorė Leah Crane neseniai publikavo įdomų straipsnį apie visas netikėtas priežastis, dėl kurių sunku auginti augalus kosmose. Viena iš problemų yra substratas – Mėnulio dulkės ir Marso dirvožemis yra toksiški ir juose trūksta maistinių medžiagų.

Tačiau vienai komandai pavyko Mėnulio dirvožemyje užauginti avinžirnius – pridėjus sliekų, kurie aprūpina maistinėmis medžiagomis, ir grybų, kurie pašalina toksinus. Šis pasiekimas pabrėžia vadinamosios rizosferos – dirvožemio zonos, kuri supa augalų šaknis ir yra tiesiogiai veikiama augalų šaknų – svarbą.

Rizosferoje gyvena daugybė „gerųjų“ ir „blogųjų“ mikroorganizmų. Čia gali gyventi ligas sukeliančios grybų, bakterijų ir mažų nematodų kirmėlių rūšys – o taip pat bakterijos, kurios padeda skatinti augimą, aprūpinti maistinėmis medžiagomis ir naikinti patogenus.

Simbiotiniai grybai – vadinamieji mikorizės grybai – padeda augalų šaknims prasiskverbti giliau į dirvožemį ir geriau pasisavinti maisto medžiagas, ypač fosforą.

Šią paslėptą mikrobų ekosistemą daugelis sodininkų ir ūkininkų ignoruoja – įprastiniai žemės dirbimo būdai sutrikdo ir slopina šaknų mikrobiomą, todėl augalai tampa priklausomais nuo mūsų.

Gali atrodyti nenuostabu, kad šaknys yra stiprios – juk jomis įsitvirtina didžiuliai medžiai – tačiau jų stiprumas pastebimas net ir kuklesniuose augaluose.

Pavyzdžiui, porą į žemę traukia šaknys, kurios susitraukinėja, todėl poras slenka žemyn, kol šaknys aptinka pakankamai mažą mėlynos šviesos kiekį.

Tuo tarpu krienų šaknys, kaip žinia, yra labai stiprios, auga greitai ir giliai. Kai krienų šaknys įsitvirtina vietovėje, jie gali tapti invaziniais ir labai sunkiai išnaikinamais – nes iš giliai išlikusių šaknų fragmentų nuolat atsinaujina. Dėl šios priežasties sodininkams patariama krienus auginti atskirai, vazonuose – tačiau net ir tokiu atveju krienų šaknys gali išlįsti per dugną ir prasiskverbti į sodo žemę.

Nepaisant to, kad šaknys yra sujungtos su stiebais ir lapais, esančiais virš žemės, joms reikia atskiro vietinio deguonies šaltinio. Vanduo ir cukrus pernešami per visą augalą, o deguonis – ne, todėl be jo šaknys negali kvėpuoti ir funkcionuoti.

Klaidinga būtų manyti, kad šaknų vaidmuo yra gana pasyvus – vanduo ir maisto medžiagos patenka į jas ir per augalą tiesiog nukeliauja aukštyn. Tačiau taip nėra su gyvybiškai svarbiais mineraliniais jonais, kuriuos šaknų plaukelių ląstelės turi aktyviai perpumpuoti iš dirvožemio į augalą. Šiam procesui naudojami specialūs baltymai ir energija – o kad ją išlaisvintų, šaknų plaukelių ląstelėms reikia deguonies.

Todėl tai yra viena iš priežasčių, kodėl vandens užlietas dirvožemis gali būti pražūtingas augalams

Turime daugybę išsireiškimų, susijusių su šaknimis – pradedant pasakymu apie tai, iš kur kilome („grįžti prie savo šaknų“), ir baigiant kalbomis apie namų kūrimą („įleisti šaknis“). Dažnai šios metaforos remiasi šaknų funkcija išlaikyti augalą vietoje, tačiau yra žinomas pavyzdys, kai šaknys atlieka priešingą funkciją – leidžia augalui judėti, tarsi vaikščioti.

Vaikščiojanti palmė Socratea exorrhiza garsėja tuo, kad iš savo kamieno išaugina naujas šaknis. Laikui bėgant šios šaknys kyla vis aukščiau ir aukščiau, o senosios šaknys gali sunykti arba supūti. Jei dėl kokių nors priežasčių kamienas pasvyra – į šviesą arba dėl kitų priežasčių – dėl palaipsninės šaknų žūties ir augimo visa palmė gali nutolti nuo vietos, kurioje sudygo ji iš pradžių – ir vėl pilnai išsitiesusi atsistoti. Manoma, kad šios palmės taip gali „nueiti“ maždaug metrą per metus.

Tiesa, reikėtų pastebėti, kad vaikščiojančių palmių „šaknys“ techniškai nėra tikros šaknys – nes jos auga iš palmės stiebo, o ne iš pirminio šaknų audinio. Tokios šaknys vadinamos šalutinėmis šaknimis ir šiaip jau yra gana paplitusios – tokias turi kukurūzai, ryžiai, bambukai ir orchidėjos.

Grįžtant prie augalų, augančių ant kitų augalų – arba epifitų – kai kurie (pavyzdžiui, jau minėtos ispaniškosios samanos) neturi šaknų, o kiti – pavyzdžiui, vaiduoklinė orchidėja (Dendrophylax lindenii) – didžiąją laiko dalį gyvena tik su šaknimis.

Ši Kuboje ir pietų Floridoje auganti orchidėja neturi lapų, o jos šaknys yra žalios – nes perėmė fotosintezės užduotį, kurią paprastai atlieka lapai. Ši reta orchidėja gyvena kaip šaknys, kurios apjuosia medžių-šeimininkų kamienus – tačiau kartais jos žydi, miško šešėliuose skleisdamos saldžiai kvepiančius baltus žiedus.