ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΙ Ο∆ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ, ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΑΝΑΤΟΜΙΑΣ ΦΥΤΩΝ Στα πλαίσια του εργαστηρίου του µαθήµατος της Κυτταρολογίας, Μορφολογίας και Ανατοµίας Φυτών, προγραµµατίζεται η πραγµατοποίηση των 15 κατωτέρω αναφερόµενων εργαστηριακών ασκήσεων. Εξοικείωση µε το µικροσκόπιο. Αντικείµενα Μικροσκοπίας. Γενικές Οδηγίες. Φυτικό κύτταρο - Οργανίδια, (πυρήνας, χυµοτόπιο) - Πλασµόλυση Στοµάτια – Πλαστίδια – Αµυλόκοκκοι Ανατοµία Βλαστού Ι: Εξωτερικοί ιστοί βλαστού: Επιδερµικός ιστός, Κολλέγχυµα, Σκληρέγχυµα, Χλωρέγχυµα, Αποταµιευτικό Παρέγχυµα. Ανατοµία Βλαστού ΙΙ: Κλειστή ηθµαγγειώδης δεσµίδα (Βλαστός µονοκότυλου) Ανατοµία Βλαστού ΙΙΙ: Ανοικτές ηθµαγγειώδεις δεσµίδες (Αµφίπλευρη και ετερόπλευρη). Βλαστοί δικότυλων Ανατοµία Βλαστού ΙV: ∆ευτερογενής ανάπτυξη του βλαστού Ανατοµία Ρίζας (µονοκότυλου και δικότυλου) Μίτωση (διαίρεση) φυτικού κυττάρου Ανατοµία Φύλλου (µονοκότυλου και δικότυλου) Άνθος Ι: Μορφολογία.ανθέων Άνθος ΙΙ: Τύποι Ταξιανθιών Άνθος ΙΙΙ: Ανατοµία Άνθους. Αναπαραγωγικά όργανα ανωτέρων φυτών. Τοµές ανθήρων και ωοθηκών. Καρπός – Ανατοµία Καρπού και τύποι Καρπών Σπέρµατα Είναι δυνατόν, σύµφωνα µε την κρίση των διδασκόντων ορισµένες ασκήσεις να παραληφθούν, ορισµένες να συµπτυχθούν (π. χ. καρπός – σπέρµα), ή άλλες να διαχωριστούν. Οι ασκούµενοι σε αυτή τη σειρά εργαστηριακών ασκήσεων οφείλουν να έχουν µαζί τους: 1) Ένα µπλοκ σχεδίου ή ακουαρέλας µεγέθους Α4, που να φέρει το σπείραµα (το σύρµα) στην µεγάλη πλευρά του ορθογωνίου σχήµατος (και εποµένως να ανοίγει στη διεύθυνση που ανοίγουν τα τετράδια και τα βιβλία και όχι όπως τα µπλοκ σηµειώσεων). 2) Τουλάχιστον ένα µολύβι, µεσαίας περίπου σκληρότητας (ίσως τα έχοντα σκληρότητα, που συµβολίζεται ως ΗΒ, να είναι τα καταλληλότερα). ΠΡΟΣΟΧΗ: ∆εν εξυπηρετεί το µηχανικό µολύβι. 3) Γοµολάστιχα (Σβηστήρα) 4) Ξύστρα 5) Ξυραφάκια (Απλές λεπίδες, όχι τα ενσωµατωµένα σε πλαστικό) 6) Χαρτοµάντιλα (Για να καθαρίζετε τα χέρια, τα τετράδια και τα µικροσκόπιά σας, από ζάχαρη, χρωστικές, ή και σκέτο νερό). 1 ΒΑΘΜΟΛΟΓΗΣΗ ΣΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Από τη δεύτερη εργαστηριακή άσκηση, οι σπουδαστές εξετάζονται κάθε φορά στο διδασκόµενο αντικείµενο, το οποίο, έχουν µελετήσει προκαταρκτικά, έχουν ακούσει σύντοµη παράδοση (µισής έως µίας ώρας, ανάλογα µε το αντικείµενο της άσκησης) που εισάγει σ’ αυτό στην αρχή της άσκησης, έχουν µελετήσει παρασκεύασµα ή παρασκευάσµατα σχετικά µε το αντικείµενο και έχουν σχεδιάσει κάποια από τα παρασκευάσµατα που µελέτησαν, σύµφωνα µε τις οδηγίες των διδασκόντων. Κατά τη διάρκεια της παρατήρησης – µελέτης και του σχεδίου, µπορούν να ερωτούν τους διδάσκοντες για απορίες που τους δηµιουργούνται κατά την πορεία της άσκησης. Στο τέλος καλούνται να απαντήσουν (συνήθως γραπτά) σε ολιγάριθµες (συνήθως τρεις) ερωτήσεις, σχετικές µε το αντικείµενο. Ερωτήσεις και ασκήσεις, σχετικές µε το κάθε αντικείµενο, υπάρχουν στο τέλος των σηµειώσεων που αφορούν το θεωρητικό µέρος και την εκτέλεση (πρακτικό µέρος) κάθε άσκησης. Επίσης στο τέλος των σηµειώσεων υπάρχουν ερωτήσεις και σταυρόλεξα για την επανάληψη και την εµπέδωση όλης της ύλης. Η βαθµολόγηση στηρίζεται κατά 60% στην ορθότητα των απαντήσεων των σπουδαστών, κατά 30% στην αντικειµενικότητα του σχεδίου (αντικειµενικότητα σηµαίνει για παράδειγµα να φαίνεται ότι τα κύτταρα άλφα τύπου είναι περίπου διπλάσια από τα βήτα τύπου και ότι τα µεν πρώτα είναι π.χ. ωοειδή, ενώ τα δεύτερα π.χ. εξάγωνα) και κατά 10% από την εν γένει συµπεριφορά του κάθε σπουδαστή [ώρα προσέλευσης, πόσο καθαρή αφήνει τη θέση του, πόσο συµµετέχει ενεργά στην άσκηση, πώς συµπεριφέρεται στην περιουσία του εργαστηρίου (µικροσκόπια, πάγκους, σκαµνιά κλπ.) και πώς συµπεριφέρεται προς τον έµψυχο περίγυρό του (τους διδάσκοντες, τους συσπουδαστές του, τους ασκούµενους σπουδαστές µεγαλυτέρων εξαµήνων κλπ.)]. 2 ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ Αν και η Συστηµατική Βοτανική είναι µάθηµα του εποµένου εξαµήνου, θεωρείται ιδιαίτερα χρήσιµο να δοθούν οι πρώτες πληροφορίες για τη θέση των φυτών στον έµβιο κόσµο, καθώς και λίγες παραπάνω πληροφορίες για τα ανώτερα φυτά, που αποτελούν το αντικείµενο σχεδόν όλων των εργαστηριακών ασκήσεων του παρόντος µαθήµατος. Αυτές οι πληροφορίες θα εξοικειώσουν το σπουδαστή µε τη διώνυµη ονοµατολογία και θα τον βοηθήσουν να φτιάξει το φυτολόγιό του. Σύµφωνα µε τη σύγχρονη Συστηµατική Ταξινόµηση, οι οργανισµοί κατατάσσονται µε βάση τις παρακάτω κύριες ταξινοµικές µονάδες: Βασίλειο (Kingdom) ∆ιαίρεση ή Φύλο ή Συνοµοταξία (Phylum) Κλάση ή Οµοταξία (Class) Τάξη (Order) Οικογένεια (Family) Γένος (Genus) Είδος (Species) Ποικιλία (Variety ή Varieta) Μορφή (Form ή Forma) Εκτός από τις κύριες ταξινοµικές µονάδες υπάρχουν και οι δευτερεύουσες. Τέτοιες για παράδειγµα είναι η Υποκλάση, η Υπέρταξη και η Υπόταξη, η Υπεροικογένεια και η Υποοικογένεια κλπ. Το σύνολο των οργανισµών ταξινοµείται σε πέντε βασίλεια. Τα εξής: 1. Τα Προκαρυωτικά ή Μονήρη (Procaryotae or Monera). Πρόκειται για µονοκύτταρους και όπως δηλώνει το όνοµά τους, προκαρυωτικούς οργανισµούς. Σ’ αυτά υπάγονται τα βακτήρια και τα κυανοφύκη. 2. Τα Πρώτιστα (Protista). Πρόκειται για µονοκύτταρους ευκαρυωτικούς οργανισµούς ή και πολυκύτταρους (φυσικά ευκαρυωτικούς, όλοι οι πολυκύτταροι είναι ευκαρυωτικοί) που τα κύτταρα τους δεν έχουν διαφοροποίηση (δεν διακρίνονται σε διαφορετικούς ιστούς). Σ’ αυτά υπάγονται µονοκύτταροι οργανισµοί, οι οποίοι αν είναι αυτότροφοι ονοµάζονται πρωτόφυτα και αν είναι ετερότροφοι πρωτόζωα. Λίγα είδη από αυτούς σχηµατίζουν χαλαρές αποικίες λίγων κυττάρων. Σ’ αυτήν την κατηγορία υπάγονται και τα πολυκύτταρα ευκαρυωτικά φύκη. 3. Οι Μύκητες (Fungi). Σ’ αυτούς υπάγονται τα µανιτάρια και οι µούχλες. 4. Τα Φυτά ή Μετάφυτα (Plantae). Αυτά που αποκαλούµε φυτά στην καθηµερινή µας ζωή. 5. Τα Ζώα ή Μετάζωα (Animalia). Αυτά που αποκαλούµε ζώα στην καθηµερινή µας ζωή. Το βασίλειο των Φυτών διαιρείται στα Φύλα των Βρυόφυτων (Bryophyta) και των Τραχειοφύτων (Tracheophyta). Τα Βρυόφυτα περιλαµβάνουν φυτά µε απλή οργάνωση, όπως τα Φυλλόβρυα και τα Ηπατικά Βρύα. Το σύνολο των ειδών τους ανέρχεται περίπου στις 24.000 είδη. Τα Τραχειόφυτα περιλαµβάνουν φυτά µε όργανα σαφώς διαφοροποιηµένα, όπως οι ρίζες, οι βλαστοί, τα φύλλα. Χαρακτηριστικό των τραχειοφύτων είναι το ότι διαθέτουν σύστηµα αγωγών ιστών για τη µεταφορά του νερού και των ανόργανων αλάτων, που προσλαµβάνουν από το έδαφος, αλλά και των οργανικών ουσιών, που παράγουν τα ίδια τα φυτά. Τα Τραχειόφυτα διαιρούνται σε πέντε κλάσεις. Η δεύτερη, η τρίτη και η τέταρτη συναποτελούν τα Γυµνόσπερµα, των οποίων οι σπερµοβλάστες δεν περιβάλλονται από τα καρπόφυλλα (είναι γυµνές). Τα είδη των γυµνοσπέρµων είναι κυρίως ανεµογονιµοποιούµενα. Το σύνολο των πέντε κλάσεων έχει ως εξής: 1. Πτεριδόφυτα (Filicinae). Αυτή η κλάση περιλαµβάνει τις πτέριδες (φτέρες), που ανέρχονται σε 12.000 είδη περίπου. 3 2. Κωνοφόρα (Coniferinae). Πρόκειται για τη µεγαλύτερη και γνωστότερη οµάδα γυµνοσπέρµων µε 550 είδη. Τα πιο γνωστά γένη αυτής της τάξης είναι τα Pinus (όπου υπάγονται τα πεύκα) και Abies (όπου υπάγονται τα έλατα). 3. Κυκαδίδες (Cycadinae). Σ’ αυτήν την κλάση γυµνοσπέρµων περιλαµβάνονται οι Κυκάδες, µε συνολικά 100 είδη. 4. Gingoinae. Από τα είδη αυτής της κλάσης γυµνοσπέρµων, υπάρχει πια µόνο ένα είδος, το φυτό Γκίνγκο. 5. Αγγειόσπερµα (Angiospermae). Πρόκειται για µια πολύ µεγάλη κλάση µε 250.000 είδη περίπου. Περιλαµβάνει τα ανθοφόρα φυτά σε πολλά από τα οποία η επικονίαση γίνεται µε τα έντοµα. Οι σπερµατικές τους βλάστες περιλαµβάνονται από καρπόφυλλα, εποµένως τα σπέρµατά τους περικλείονται σε καρπό. Αυτή η πολύ µεγάλη κλάση, που περιλαµβάνει σχεδόν όλα τα φυτά οικονοµικής σηµασίας, θετικής ή αρνητικής (καλλιεργούµενα ή ζιζάνια), αποτελεί το αντικείµενο της Γεωργικής Βοτανικής. Η κλάση διαιρείται σε δύο υποκλάσεις: • ∆ικότυλα ή ∆ικοτυλήδονα: Περιλαµβάνει φυτά που µακροσκοπικά (µε γυµνό µάτι), µπορούµε να παρατηρήσουµε ότι έχουν: Πασσαλώδες ριζικό σύστηµα, φύλλα µε δικτυωτή νεύρωση, τα οποία διαθέτουν έλασµα και µίσχο, άνθη τετραµερή ή πενταµερή και σπέρµατα µε δύο κοτυληδόνες. Με µικροσκοπική παρατήρηση σε εγκάρσια τοµή βλαστού µπορούµε να παρατηρήσουµε ότι οι ηθµαγγειώδεις τους δεσµίδες, στο βλαστό, είναι σε κυκλική διάταξη και ότι διαθέτουν κάµβιο. Η ύπαρξη του καµβίου τους επιτρέπει τη δευτερογενή, κατά πάχος, αύξηση. Σε αυτήν την υποκλάση υπάγονται 190.000 είδη. • Μονοκότυλα ή Μονοκοτυλήδονα: Περιλαµβάνει φυτά που µακροσκοπικά (µε γυµνό µάτι), µπορούµε να παρατηρήσουµε ότι έχουν: Θυσανώδες ριζικό σύστηµα, φύλλα µε παράλληλη νεύρωση, τα οποία διαθέτουν έλασµα και κολεό, άνθη συνήθως τριµερή και σπέρµατα µε µία κοτυληδόνα. Με µικροσκοπική παρατήρηση σε εγκάρσια τοµή βλαστού µπορούµε να παρατηρήσουµε ότι οι ηθµαγγειώδεις τους δεσµίδες, στο βλαστό, είναι σε ακανόνιστη διάταξη (διάσπαρτες) και ότι δεν διαθέτουν κάµβιο. Η απουσία του καµβίου τους απαγορεύει τη δευτερογενή, κατά πάχος, αύξηση. Σε αυτήν την υποκλάση υπάγονται τα υπόλοιπα 60.000 είδη της κλάσης των αγγειοσπέρµων. Στα ∆ικότυλα υπάγονται, µεταξύ πολλών άλλων και οι εξής οικογένειες µε ιδιαίτερο γεωργικό ενδιαφέρον: • Rosaceae: Ροδώδη (π. χ. Τριανταφυλλιά, Μηλιά, Αχλαδιά, Ροδακινιά, Κερασιά, Βερικοκιά, ∆αµασκηνιά, Μουσµουλιά κλπ.). • Rutaceae: Εσπεριδοειδή (π. χ. Πορτοκαλιά, Λεµονιά, Μανταρινιά, Νεραντζιά κλπ.). • Ampelidaceae ή Vitaceae: Αµπελοειδή (π. χ. Αµπέλι). • Leguminosae ή Fabaceae: Ψυχανθή ή Χεδρωπά ή Λοβόκαρπα (π. χ. Φασόλια, Μπιζέλια, Ρεβιθιά, Κουκιά, Φακές κλπ.). • Solanaceae: Σολανώδη (π. χ. Πατατιά, Καπνός, Τοµατιά, Πιπεριά, Μελιτζανιά κλπ.). • Compositae ή Asteraceae: Σύνθετα (π. χ. Ηλίανθος, Αγκινάρα, Μαρούλι, Χρυσάνθεµο, Μαργαρίτα, Ντάλια κλπ.). • Cucurbitaceae: Κολοκυνθώδη (π. χ. Κολοκυθιά, Αγγουριά, Πεπονιά, Καρπουζιά κλπ.). • Cruciferae ή Brassicaceae: Σταυρανθή (π. χ. Λάχανα, Κουνουπίδια, Ραπανάκια κλπ.). • Malvaceae: Μαλαχώδη (π. χ. Βαµβάκι, Μπάµια, Ιβίσκος κλπ.). Τα Μονοκότυλα που διαθέτουν λιγότερες οικογένειες, έχουν ως σηµαντικότερες από οικονοµική άποψη τις εξής: 4 • • • • Gramineae ή Poaceae: Αγρωστώδη (π. χ. Σιτάρι, Κριθάρι, Σίκαλη, Καλαµπόκι, Βρώµη κλπ.). Liliaceae: Λιλιίδες (π. χ. Κρεµµύδι, Σπαράγγι, Κρίνος, Αλόη κλπ.). Amaryllidaceae: Αµαρυλίδες (π. χ. Νάρκισσος). Iridaceae: Ίριδες (π. χ. Κρόκος, Γλαδιόλες, Φρέζια κλπ.). Εκτός από την οικογένεια, για το βοτανικό έχει σηµασία το γένος, το είδος, ακόµη και η ποικιλία. Το είδος (Species) θεωρείται η βασικότερη (η θεµελιώδης) µονάδα συστηµατικής κατάταξης. Χαρακτηριστική ιδιότητα του είδους είναι ότι άτοµα που ανήκουν στο ίδιο είδος διασταυρωνόµενα δίδουν γόνιµους απογόνους. Οργανισµοί του ίδιου είδους οµοιάζουν στα ουσιώδη µορφολογικά χαρακτηριστικά, δηλαδή αν αναφερόµαστε σε φυτικούς οργανισµούς στη δοµή του άνθους, του καρπού και του φυλλώµατος. Χαµηλότερα από το επίπεδο του είδους, υπάρχει η διάκριση σε ποικιλίες (Varietas) και στη συνέχεια και σε µορφές (Formae). Είδη που παρουσιάζουν σηµαντικές οµοιότητες οµαδοποιούνται σε γένη (Genera). Έτσι για την πλήρη καταγραφή ενός είδους γράφουµε πρώτα το όνοµα του γένους, µε κεφαλαίο το πρώτο γράµµα. Το δεύτερο συνθετικό της διώνυµης ονοµατολογίας (του ονόµατος µε δύο λέξεις), που καθιέρωσε ο Κάρολος Λινναίος, µαζί µε το όνοµα του γένους καθορίζει το είδος. Μετά, αν υπάρχει, ακολουθεί το όνοµα της ποικιλίας µε την ένδειξη var να προηγείται. Ονόµατα γενών ή ειδών γράφονται µε λοξά γράµµατα (italic) ή υπογραµµίζονται. Παράδειγµα: Γένος Brassica Είδος Brassica oleracea ή, αν έχει προηγηθεί η διευκρίνιση του γένους, B. oleracea Ποικιλία Brassica oleracea var. capitata (Λάχανο) Το Λάχανο ανήκει στην οικογένεια Cruciferae ή Brassicaceae. 5 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Συµπληρώστε οργανισµούς που να ανήκουν σε τρία διαφορετικά βασίλεια: ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΒΑΣΙΛΕΙΑ 1ος Οργανισµός: 2ος Οργανισµός: 3ος Οργανισµός: 2. Γνωρίζετε άλλα βασίλεια οργανισµών εκτός από αυτά που ήδη αναφέρατε; 3. Ποια ταξινοµική µονάδα είναι η ευρύτερη και ποια η στενότερη από τις ακόλουθες: κλάση, οικογένεια, τάξη. 4. Ποια ταξινοµική µονάδα είναι η ευρύτερη και ποια η στενότερη από τις ακόλουθες: γένος, είδος, ποικιλία. 5. Τα βρύα, οι φτέρες, τα πεύκα και οι τριανταφυλλιές πώς ταξινοµούνται, σε φύλα και κλάσεις, µέσα στο φυτικό βασίλειο; ΦΥΤΑ ΦΥΛΑ ΚΛΑΣΕΙΣ ΒΡΥΑ ΦΤΕΡΕΣ ΠΕΥΚΑ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΙΕΣ 6. Συµπληρώστε ένα Μ ή ένα ∆ απέναντι σε όσες οικογένειες ανήκουν στα Μονοκοτυλήδονα ή στα ∆ικοτυλήδονα αντίστοιχα. ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ Leguminosae Rosaceae Asteraceae Poaceae Cucurbitaceae Iridaceae Malvaceae ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ (Μ ή ∆) 7. Σε ποια οικογένεια ανήκουν τα εξής φυτά: ΦΥΤΟ Κολοκυθιά Πατατιά Μπιζέλι Καλαµπόκι Ροδακινιά 6 ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ 8. Τοποθετείστε τις ακόλουθες φυτικές οµάδες από τις πολυπληθέστερες σε αριθµό ειδών, προς τις ολιγαριθµότερες σε είδη: ∆ικοτυλήδονα, Κυκαδίδες, Κωνοφόρα, Μονοκοτυλήδονα, Πτεριδόφυτα. 9. Γνωρίζετε το άλλο (το νέο) όνοµα των οικογενειών Leguminosae, Gramineae και Cruciferae; 10. Ποιες είναι οι κλάσεις των Τραχειοφύτων; 7 ΠΡΟΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΦΥΤΟΛΟΓΙΟΥ Σε όλα τα βοτανικά µουσεία του κόσµου, µικρά ή µεγάλα, διάσηµα ή σχεδόν άγνωστα, φυλάγονται βοτανικές συλλογές (Herbaria), όπως λέγονται επιστηµονικά τα φυτολόγια. Οι συλλογές πρέπει να εκπληρώνουν συγκεκριµένες προδιαγραφές και η χρησιµότητά τους έγκειται στο ότι διευκολύνουν την ταξινοµική µελέτη των φυτών. Καθώς το µάθηµα της Κυτταρολογίας και Μορφολογίας Φυτών είναι προαπαιτούµενο για το µάθηµα της Συστηµατικής Βοτανικής, οι πληροφορίες που σχετίζονται µε την προετοιµασία των φυτικών δειγµάτων για ένα φυτολόγιο, καθώς και οι πληροφορίες για την αρτιότητα που πρέπει να χαρακτηρίζει την παρουσίαση ενός φυτολογίου, κρίνονται ιδιαίτερα χρήσιµες. 1. Καταρχήν σε ότι αφορά στην επιλογή των φυτικών δειγµάτων, που πρέπει να προτιµηθούν ως δείγµατα ισχύουν τα εξής: • Μικρά φυτά, µεγέθους π. χ. χαµοµηλιού, µπορούν να συλλέγονται ολόκληρα, από την κορυφή ως τη ρίζα. Έτσι παρουσιάζονται στο φυτολόγιο τα χαρακτηριστικά όλων των οργάνων του φυτού. • Σε µεγαλύτερα φυτά προτιµώνται τα ανθοφόρα φυτικά τµήµατα, διότι τα άνθη είναι συνήθως τα όργανα, που δίδουν τις περισσότερες ταξινοµικές πληροφορίες. • Αν η συλλογή δεν γίνεται την εποχή της ανθοφορίας, αλλά κατά την αρχή της καρποφορίας, καλό είναι να συλλεχθούν καρποφόρα τµήµατα µε τις ωοθήκες στα πρώτα στάδια της διόγκωσής τους, διότι και αυτά τα τµήµατα δίδουν πολλές πληροφορίες. • Ακόµη και αν δεν είναι δυνατόν το δείγµα να περιέχει παρά µόνο φύλλα, πρέπει να συλλεχθούν µαζί µε ένα τµήµα βλαστού, από το οποίο να εκφύονται, ώστε να δίδονται πληροφορίες για το βλαστό και κυρίως για τη φυλλοταξία (τη διάταξη των φύλλων). 2. Στη συνέχεια σε ότι αφορά στην κατεργασία των φυτικών τµηµάτων, αυτά τα δείγµατα πρέπει να αποβάλλουν σταδιακά τους χυµούς τους. Για το σκοπό αυτό τοποθετούνται ανάµεσα σε φύλλα χαρτιού, που να παρουσιάζουν ικανοποιητική απορροφητικότητα. Καλή απορροφητικότητα έχει το χαρτί των εφηµερίδων, ασύγκριτα καλύτερη από το γυαλιστερό (illustration) χαρτί των περιοδικών. Επιπλέον το µεγαλύτερο σχήµα των εφηµερίδων σε σχέση µε τα περιοδικά και η εύκολη εύρεση παλαιών, άχρηστων τευχών τους, τους δίδει επιπλέον πλεονεκτήµατα. Κάθε φυτικό τµήµα τοποθετείται ανάµεσα σε 2 ή 4 ή και ακόµη περισσότερα φύλλα χαρτιού. Οι εφηµερίδες µε τα δείγµατα τοποθετούνται η µία πάνω στην άλλη και επάνω τους τοποθετείται τελικά ένα βαρύ σώµα (π. χ. ένας τηλεφωνικός κατάλογος ή ένας τόµος εγκυκλοπαίδειας). Σε περίπτωση που, αντί για κάποιο απ’ αυτά τα έντυπα, θα χρησιµοποιηθεί πέτρα ή τούβλο θα πρέπει, κάτω από την πέτρα, να τοποθετηθεί µία σανίδα, ώστε να ισοκατανέµεται η πίεση. Οι εφηµερίδες πρέπει να αντικαθίστανται ανά τακτά χρονικά διαστήµατα, π. χ. ανά δύο ηµέρες. Αυτό το χρονικό διάστηµα, εξαρτάται από την υγρασία και τη θερµοκρασία του χώρου, όπου φυλάσσονται τα δείγµατα, αλλά κυρίως από τη φύση των φυτικών ειδών. ∆ηλαδή κάποια παχύφυτα µπορεί, ως δείγµατα, να απαιτούν καθηµερινή αλλαγή εφηµερίδων και κάποια ξηρόφυτα να χρειάζονται αλλαγή εφηµερίδων κάθε τρεις ή τέσσερις µέρες. Αν δεν γίνουν λάθη κατά τις αλλαγές των εφηµερίδων, τότε τα φυτικά τµήµατα θα διατηρηθούν µε όλες τις λεπτοµέρειές τους, όπως π. χ. τα ριζικά τριχίδια ή οι στήµονες. Στη συνέχεια το αφυδατωµένο φυτό επικολλάται σε φύλλα λευκού, λεπτού χαρτονιού µεγέθους Α3. Μετά αυτό το φύλλο καλύπτεται από λεπτό, διαφανές ριζόχαρτο (ή τσιγαρόχαρτο) διπλασίου µεγέθους από Α3, ώστε να το καλύπτει και από τις δύο όψεις, σαν θήκη. Ένα απλό φοιτητικό φυτολόγιο θα πρέπει να περιλαµβάνει 20 τουλάχιστον φυτικά είδη, κατανεµηµένα σε 15 τουλάχιστον διαφορετικές οικογένειες. Τα διάφορα είδη πρέπει να τοποθετούνται στο φυτολόγιο µε τη σωστή τους ταξινοµική σειρά και να αναγράφονται µε 8 µολύβι η οικογένεια, το γένος, το είδος (αν κατόρθωσε να το πληροφορηθεί ο φοιτητής), το κοινό, εµπειρικό όνοµα του είδους, ο τόπος και η ηµεροµηνία συλλογής, καθώς και ο συλλέκτης. 9 ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΚΑΙ ΚΟΙΝΑ ΟΝΟΜΑΤΑ ΟΡΙΣΜΕΝΩΝ ΓΕΝΩΝ Ή ΕΙ∆ΩΝ Ακολουθεί κατάλογος µε πολλές φυτικές οικογένειες και γένη για να διευκολυνθείτε στην επιλογή και τον προσδιορισµό, κατά τη δηµιουργία του φυτολογίου σας. Ωστόσο δεν είσαστε υποχρεωµένοι να επιλέξετε τα 20 ή περισσότερα δείγµατά σας µεταξύ αυτών που ακολουθούν. 1. Κλάση Πτεριδόφυτα (Filicinae): Οικογένεια Polypodiaceae: Adiantum capillus – veneris = Αδίαντον, κόµη της Αφροδίτης 2. Κλάση Κωνοφόρα (Coniferinae): Οικογένεια Araucariaceae: Araucaria = Αροκάρια Οικογένεια Cupressaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 10 γένη του βορείου ηµισφαιρίου. Cupressus sempervirens = Κυπαρίσσι Thuja orientalis = Θούγια Juniperus communis = Αγριοκυπάρισσο ή Φίδα Juniperus phonicea = Αγριοκυπάρισσο ή Φίδα Juniperus oxycedrus = Κέδρος Οικογένεια Pinaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 10 γένη µε κοσµοπολιτική εξάπλωση. Pinus halepensis = Χαλέπειος Πεύκη Pinus nigra = Μαυρόπευκο Pinus brutia = Τραχεία Πεύκη Pinus sylvestris = ∆ασική Πεύκη Abies cephalonica = Κεφαλληνιακό Έλατο 3. Κλάση Αγγειόσπερµα Υποκλάση ∆ικοτυλήδονα Οικογένεια Magnoliaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 12 γένη και 230 είδη. Τα µέλη της οικογένειας κατανέµονται στην εύκρατη και τροπική Ανατολική Ασία και Αµερική. Magnolia = Μανόλια (γένος µε 80 είδη) Οικογένεια Lauraceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 32 γένη και 2500 είδη, κατανεµηµένα στους τροπικούς, ιδίως της Ασίας και της Αµερικής, αλλά λιγότερο κοινά στις εύκρατες περιοχές. Laurus nobilis = ∆άφνη, Βάγια (το γένος περιλαµβάνει 2 είδη) Persea americana = Αβοκάντο (το γένος έχει 150 είδη) Cinnamomum ceylanicum = Κανέλλα Cinnamomum camphora = Καµφορά (το γένος έχει 250 είδη) Οικογένεια Ranunculaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 50 γένη και 1900 είδη σε όλον τον κόσµο, αλλά κυρίως στις εύκρατες περιοχές του Βορείου Ηµισφαιρίου. Anemone coronaria = Ανεµώνη η στεφανωµατική Anemone pavonina = Ανεµώνη η παγωνοειδής Anemone blanda = Ανεµώνη η επιχαρής Anemone hortensis = Ανεµώνη η κηπαία (το γένος έχει συνολικά 150 είδη) Ranunculus asiaticus = Νεραγκούλα, Ρανούνκουλος (το γένος έχει συνολικά 400 είδη) Adonis vernalis = Άδωνις Clematis sp. = Αγράµπελη, Χελιδρονιά (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Aquilegia sp. = Κολοµπίνα, Ακουιλέγκια (το γένος έχει συνολικά 100 είδη) Paeonia sp. = Παιώνια Οικογένεια Berberidaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 4 γένη και 544 είδη κυρίως στις εύκρατες περιοχές του βορείου ηµισφαιρίου, αλλά και στα τροπικά βουνά και τη Νότιο Αµερική. Berberis cretica Berberis vulgaris (το γένος έχει συνολικά 450 είδη) 10 Οικογένεια Nymphaeaceae: Nymphaea alba = Νούφαρο, Νυµφαία Nuphar lutea = Νούφαρο Οικογένεια Papaveraceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 26 γένη και 280 είδη κυρίως στις εύκρατες και υποτροπικές περιοχές του βορείου ηµισφαιρίου. Fumaria officinalis = Καπνόχορτο Papaver rhoeas = Παπαρούνα (το γένος έχει 100 είδη) Glaucium flavum (το γένος έχει 25 είδη) Οικογένεια Fagaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 8 γένη και 930 είδη ευρέως κατανεµηµένα σε εύκρατες και τροπικές περιοχές, αλλά χωρίς ιθαγενείς αντιπροσώπους στην Αφρική νότια της Σαχάρας. Quercus macrolepis = Βελανιδιά Quercus coccifera = Πουρνάρι Quercus ilex = Αριά (το γένος συνολικά έχει 450 είδη) Fagus sylvatica = Οξιά (το γένος έχει 10 είδη) Castanea sativa = Καστανιά (το γένος έχει 12 είδη) Οικογένεια Betulaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 2 γένη και 95 είδη, ευρέως κατανεµηµένα στο Βόρειο Ηµισφαίριο και εκτεινόµενα νότια, κατά µήκος των Άνδεων. Betula pendula = Σηµύδα (το γένος έχει 60 είδη) Alnus glutinosa = Σκλήθρο (το γένος έχει 35 είδη) Οικογένεια Corylaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 4 γένη και 62 είδη µε ευρεία εξάπλωση στο Βόρειο Ηµισφαίριο, στην εύκρατη περιοχή του. Corylus avellana = Φουντουκιά (το γένος έχει 15 είδη) Οικογένεια Cactaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 50 έως 150 γένη και 2000 είδη, κυρίως ηµιερηµικών περιοχών της τροπικής και υποτροπικής Αµερικής. Opuntia ficus – indica = Φραγκοσυκιά, Οπούντια (το γένος έχει 250 είδη) Cereus sp. = Κηρίον (το γένος έχει 50 είδη) Οικογένεια Aizoaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 130 γένη µε ευρεία εξάπλωση, αλλά µε πιο έντονη παρουσία στη Νότιο Αφρική. Carpobrotus acinaciformis = Μπούζι Mesembryanthemum acinaciformis = Μεσηµβριάνθεµον Οικογένεια Caryophyllaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 70 γένη και 1750 είδη στις εύκρατες περιοχές ιδίως του Β. Ηµισφαιρίου. Σπάνια στους τροπικούς. Silene colorata (το γένος έχει 500 είδη) Dianthus caryophyllus = Γαριφαλιά (το γένος έχει 300 είδη) Saponaria officinalis = Σαπονάρια Οικογένεια Portulacaceae: Η οικογένεια που περιλαµβάνει περίπου 19 γένη και 580 είδη, αντιπροσωπεύεται καλύτερα στη Βόρειο και τη Ν. Αµερική. Portulaca oleracea = Αντράκλα, Γλιστρίδα (το γένος έχει 200 είδη) Οικογένεια Chenododiaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 102 γένη και 1400 είδη, ευρέως κατανεµηµένα, αλλά αντιπροσωπευόµενα περισσότερο στις αλµυρές ερήµους, στις παράκτιες περιοχές και σε παρόµοια αλατούχα ενδιαιτήµατα. Beta vulgaris = Παντζάρι Beta vulgaris cicla = Σέσκουλο (το γένος έχει συνολικά 6 είδη) Chenopodium album = Βρωµόχορτο (το γένος έχει 100 έως 150 είδη) Spinacia oleracea = Σπανάκι (το γένος έχει 3 είδη) Οικογένεια Polygonaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 40 γένη και πάνω από 1000 είδη, ευρέως κατανεµηµένα, αλλά κυρίως στις εύκρατες περιοχές του Βορείου Ηµισφαιρίου. Rumex (γένος µε 200 είδη) 11 Οικογένεια Plumbaginaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 19 γένη και 775 είδη µε κοσµοπολιτική εξάπλωση, ειδικά κατά µήκος των ακτών και στις αλµυρές στέπες. Limoniastrum monopetalum = Λιµονίαστρον Limonium sinuatum (Statice sinuatum) = Στατική (το γένος έχει 300 είδη) Οικογένεια Theaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 18 γένη και 550 είδη. Κατανέµεται στις τροπικές και υποτροπικές περιοχές. Camellia ή Thea sinensis = Τσάι Camellia japonica = Καµέλια (το γένος έχει συνολικά 82 είδη) Οικογένεια Tiliaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 50 γένη και 550 είδη, µε περισσότερα είδη στις τροπικές και υποτροπικές περιοχές, κυρίως στη Νοτιοανατολική Ασία και τη Βραζιλία. Tilia sp. = Φλαµουριά, Φιλύρα (το γένος έχει 50 είδη) Οικογένεια Malvaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 75 γένη και 1000 είδη. Συναντάται σε εύκρατες και τροπικές περιοχές. Gossypium herbaceum = Ασιατικό µπαµπάκι Gossypium barbadense = Αµερικανικό µπαµπάκι (το γένος έχει συνολικά 20 είδη) Hibiscus rosa – sinensis = Ιβίσκος (το γένος έχει 300 είδη) Abelmoschus esculentus (Hibiscus esculentus) = Μπάµια Malva sylvestris = Μολόχα (το γένος έχει 40 είδη) Lavatera cretica = ∆εντροµολόχα (το γένος έχει 25 είδη) Althaea rosea = ∆εντροµολόχα (το γένος έχει 12 είδη) Οικογένεια Ulmaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 15 γένη και 200 είδη, κυρίως στις εύκρατες και τροπικές περιοχές του Βορείου Ηµισφαιρίου. Ulmus minor = Φτελιά, Καραγάτσι (το γένος έχει 45 είδη) Celtis australis = Μελικοκκιά (το γένος έχει 80 είδη) Οικογένεια Moraceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 53 γένη και 1400 είδη, ευρέως κατανεµηµένα σε τροπικές και υποτροπικές περιοχές, αλλά σπάνια στις εύκρατες περιοχές. Morus alba = Άσπρη Μουριά Morus nigra = Μαύρη Μουριά (το γένος έχει 10 είδη) Ficus carica = Συκιά Ficus elastica = Φίκος (το γένος έχει 800 είδη) Cannabis sativa = Κάνναβις Humulus lupulus = Λυκίσκος Brussonetia papirifera = Βρουσονέτια η παπυροφόρος (το γένος έχει 7 ή 8 είδη) Οικογένεια Urticaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 45 γένη και 1060 είδη. Η εξάπλωση της οικογένειας περιλαµβάνει τροπικές και εύκρατες περιοχές. Urtica dioica = Τσουκνίδα (το γένος έχει 50 είδη) Parietaria officinalis = Περδικάρι (το γένος έχει 30 είδη) Οικογένεια Violaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 22 γένη και 1000 είδη. Η οικογένεια παρουσιάζει κοσµοπολιτική εξάπλωση. Viola odorata = Μενεξές, Γιούλι Viola xwittrockiana = Πανσές (το γένος έχει συνολικά 500 είδη) Οικογένεια Passifloraceae: Η οικογένεια που περιλαµβάνει 12 γένη και 650 είδη εξαπλώνεται σε τροπικές και θερµές – εύκρατες περιοχές. Passiflora coerulea = Ρολόι, Πασιφλόρα (το γένος έχει συνολικά 500 είδη) Οικογένεια Cistaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 8 γένη και 200 είδη στην Ευρώπη και τη Β. Αµερική, κυρίως στη µεσογειακή περιοχή. Υπάρχουν λίγα είδη και στη Ν. Αµερική. Cistus vilosus = Λαδανιά Cistus creticus = Λαδανιά Cistus ladanifer = Λαδανιά (το γένος έχει συνολικά 20 είδη) Οικογένεια Begoniaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 5 γένη και 920 είδη, µε εξάπλωση στις τροπικές και υποτροπικές περιοχές. 12 Begonia sp. = Μπιγόνια (το γένος έχει συνολικά 900 είδη) Οικογένεια Cucurbitaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 110 γένη και 640 είδη, κυρίως των τροπικών και υποτροπικών περιοχών. Ecballium elaterium = Πικραγγουριά Citrullus lanatus (Citrullus vulgaris) = Καρπουζιά Cucumis melo = Πεπονιά Cucumis sativus = Αγγουριά (το γένος έχει συνολικά 25 είδη) Cucurbita pepo (Cucurbita sp.) = Κολοκυθιά Cucurbita maxima = Κοκκινοκολοκυθιά (το γένος έχει συνολικά 15 είδη) Lagenaria siceraria (L. vulgaris) = Φλασκιά, Νεροκολοκυθιά (το γένος έχει συνολικά 6 είδη) Οικογένεια Salicaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 3 γένη και 530 είδη κυρίως της βόρειας εύκρατης περιοχής. Populus alba = Λεύκα Populus nigra = Καβάκι (το γένος έχει συνολικά 35 είδη) Salix alba = Ιτιά Salix babylonica = Ιτιά (το γένος έχει συνολικά 500 είδη) Οικογένεια Cruciferae (Brassicaceae): Μεγάλη οικογένεια µε 375 γένη και 3200 είδη. Η οικογένεια είναι κοσµοπολιτική, κυρίως της βόρειας εύκρατης περιοχής, ιδιαίτερα της Μεσογειακής. Brassica oleracea var. capitata = Λάχανο Brassica oleracea var. botrytis = Κουνουπίδι Brassica nigra = Σινάπι Brassica rapa = Ρέβα Raphanus sativus = Ραπάνι, Ραπανάκι Raphanus raphanistrum = Ραπανίδα Lepidium sativum = Κάρδαµο (το γένος έχει συνολικά 150 είδη) Eruca vesicaria sativa = Ρόκα Matthiola incana = Βιολέτα Matthiola sinuata = Βιολέτα Cheiranthus cheiri = Κίτρινη βιολέτα Hirschfeldia incana = Βρούβα Aubrietia sp. = Αουβριέτια Οικογένεια Ericaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 80 γένη και 2500 είδη, κυρίως στις εύκρατες περιοχές ή στα βουνά των τροπικών. Arbutus unedo = Κουµαριά Arbutus andrachne = Αγριοκουµαριά Erica manipuliflora = Ρείκι Erica arborea = Ρείκι (το γένος έχει συνολικά 500 είδη) Rhododendron flavum = Ροδόδεντρο, Αζαλέα (το γένος έχει συνολικά 800 είδη) Azalea sp. = Αζαλέα Οικογένεια Primulaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 20 γένη και 1000 είδη, ευρέως κατανεµηµένα, αλλά αντιπροσωπευόµενα µε µεγαλύτερη αφθονία στις εύκρατες περιοχές του Βορείου Ηµισφαιρίου. Primula veris = Πρίµουλα (το γένος έχει συνολικά 500 είδη) Cyclamen graecum = Κυκλάµινο (το γένος έχει συνολικά 15 είδη) Οικογένεια Crassulaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 35 γένη και 1500 είδη, κατανεµηµένα σε όλον τον κόσµο, αλλά κυρίως στη Ν. Αφρική. Sempervivum sp. = Σεµπερβίβον (το γένος έχει συνολικά 25 είδη) Οικογένεια Saxifragaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 30 γένη και 580 είδη, κυρίως στις εύκρατες περιοχές του Β. Ηµισφαιρίου. Υπάρχουν επίσης αρκτικά είδη και λίγα στη νότια εύκρατη περιοχή και τα τροπικά βουνά. Ribes sp. = Φραγκοστάφυλο 13 Hydrangea hortensis = Ορτανσία Philadelphus coronarius = Φιλάδελφος Οικογένεια Rosaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 100 γένη και 3000 είδη, µε κοσµοπολιτική εξάπλωση. Rubus spp. = Βατοµουριά (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Rosa spp. = Τριανταφυλλιά Rosa canina = Αγριοτριανταφυλλιά (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Fragaria xananassa (Fragaria vesca) = Φράουλα (το γένος έχει συνολικά 15 είδη) Poterium spinosum = Αστοιβή, Αφάνα Cydonia oblonga = Κυδωνιά Pyrus communis = Αχλαδιά, Απιδιά (το γένος έχει συνολικά 30 είδη) Malus sylvestris (Pyrus malus) = Μηλιά (το γένος έχει συνολικά 35 είδη) Pyracantha coccinea = Πυράκανθος Prunus persica (Persica vulgaris) = Ροδακινιά Prunus amygdalus (Prunus dulcis) = Αµυγδαλιά Prunus armeniaca = Βερικοκιά Prunus cerasus (Cerasus vulgaris) = Βυσσινιά Prunus avium (Cerasus avium) = Κερασιά Prunus domestica = ∆αµασκηνιά Prunus insititia (Prunus domestica insititia) = Κοροµηλιά (το γένος έχει συνολικά 430 είδη) Eriobotrya japonica = Μουσµουλιά Crataegus oxyacantha = Κράταιγος (το γένος έχει συνολικά 200 είδη) Spiraea sp. = Σπειραία (το γένος έχει συνολικά 100 είδη) Οικογένεια Platanaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει ένα µόνο γένος, στο οποίο ανήκουν 8 είδη διαδεδοµένα στη Βόρεια και Κεντρική Αµερική, τη Νοτιοανατολική Ευρώπη και τη ∆υτική Ασία, µέχρι την Ινδία. Platanus orientalis = Πλάτανος Οικογένεια Leguminosae (Fabaceae): Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 600 γένη και 12.000 είδη, ευρέως κατανεµηµένα σε εύκρατες και τροπικές περιοχές. Acacia farnesiana = Γαζία, Αµπεριά Acacia cyanophylla = Ακακία η κυανόφυλλος Acacia dealbata = Μιµόζα (ψευδής) (το γένος έχει συνολικά 750 έως 800 είδη) Mimosa pudica = Μιµόζα, Μη µου άπτου (το γένος έχει συνολικά 450 έως 500 είδη) Cercis siliquastrum = Κουτσουπιά (το γένος έχει συνολικά 7 είδη) Ceratonia siliqua = Χαρουπιά, Ξυλοκερατιά Anagyris foetida = Αζόγυρας Calycotome villosa = Ασπάλαθος Spartium junceum = Σπάρτο Lupinus spp. = Λούπινο (το γένος έχει συνολικά 200 είδη) Robinia pseudoacacia = Ακακία Ροβίνια Phaseolus vulgaris = Φασολιά Phaseolus caracalla = Σαλίγκαρος (Φασολιά του Καρακάλλα) (το γένος έχει συνολικά 200 έως 240 είδη) Vigna sinensis = Μαυροµάτικα, Αµπελοφάσουλα Vigna sesquipedalis = Βίγνα Cicer arietinum = Ρεβιθιά Vicia faba = Κουκιά, Κύαµος Vicia hirsuta = Αγριοβίκος Vicia sativa = Βίκος (το γένος έχει συνολικά 150 είδη) Lens esculenta (Lens culinaris ή Ervum lens) = Φακή Lathyrus sativus = Λαθούρι Lathyrus odoratus = Μοσχοµπίζελο (το γένος έχει συνολικά 130 είδη) 14 Pisum sativum = Αρακάς, Μπιζέλι, Πίσον Medicago sativa = Μηδική, Τριφύλλι Medicago arborea = ∆ενδρώδης µηδική (το γένος έχει συνολικά 100 είδη) Arachis hypogaea = Αράπικη φιστικιά Dolichos sp. = ∆όλιχος Ervum ervillia = Όροβος, Ρόβη Trigonella foenum graecum = Τριγωνίσκος Trifolium sp. = Τριφύλλι (το γένος έχει συνολικά 300 είδη) Soja hispida (Glycine hispida) = Σόγια Wistaria sinensis = Γλυσίνα Οικογένεια Lythraceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 25 γένη και 550 είδη, κυρίως στις θερµές εύκρατες και τροπικές περιοχές. Lagerstroemia indica = Λαγκερστρέµια (το γένος έχει συνολικά 53 είδη) Οικογένεια Myrtaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 100 γένη και 3.400 είδη. Τα µέλη της οικογένειας υπάρχουν στις τροπικές και υποτροπικές περιοχές, ενώ γίνονται σπανιότερα στις εύκρατες. Η οικογένεια αντιπροσωπεύεται ιδιαίτερα καλά στην Αυστραλασία και την τροπική Αµερική. Myrtus communis = Μυρτιά (το γένος έχει συνολικά 100 είδη) Eycalyptus globulus = Ευκάλυπτος (το γένος έχει συνολικά 500 είδη) Eugenia caryophyllata = Μοσχοκάρφια, Γαρίφαλα (το γένος έχει συνολικά 1000 είδη) Οικογένεια Onagraceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 21 γένη και 640 είδη µε κοσµοπολιτική κατανοµή σε εύκρατες και τροπικές περιοχές. Clarkia elegans = Κλαρκία (το γένος έχει συνολικά 36 είδη) Οικογένεια Cornaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 12 γένη και 110 είδη µε εξάπλωση σε εύκρατες περιοχές και των δύο ηµισφαιρίων, καθώς και σε τροπικά βουνά. Cornus mas = Κραναία, Κρανιά (το γένος έχει συνολικά 62 είδη) Οικογένεια Celastraceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 55 γένη και 850 είδη, µε εξάπλωση σε τροπικές και εύκρατες περιοχές. Evonymus japonica = Ευώνυµον (το γένος έχει συνολικά 176 είδη) Οικογένεια Buxaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 4 γένη και 100 είδη, µε εξάπλωση σε τροπικές και εύκρατες περιοχές. Buxus sp. = Τσιµισίρι, Βούξος (το γένος έχει συνολικά 70 είδη) Οικογένεια Aquifoliaceae (Ilicineae): Ilex aquifolium = Ίλεξ ο οξύφυλλος Οικογένεια Euphorbiaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 300 γένη και 5.000 είδη. Πρόκειται για µία κατά βάση τροπική οικογένεια, που αντιπροσωπεύεται λιγότερο καλά σε εύκρατες περιοχές. Euphorbia acanthothamnos = Αγκαθογαλατσίδα Euphorbia paralias = Γαλατσίδα Euphorbia characias = Γαλατσίδα Euphorbia dendroides = Γαλατσίδα (το γένος έχει συνολικά 2000 είδη) Ricinus communis = Ρετσινολαδιά (το γένος έχει µόνο ένα είδος – είναι µονοτυπικό) Codiaeum pictum (Codiaeum variegatum) = Κρότων (το γένος έχει συνολικά 15 είδη) Οικογένεια Rhamnaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 58 γένη και 900 είδη µε κοσµοπολιτική κατανοµή. Rhamnus sp. = Ράµνος (το γένος έχει συνολικά 160 είδη) Οικογένεια Vitaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 12 γένη και 700 είδη µε ευρεία εξάπλωση σε τροπικές, υποτροπικές ή θερµές εύκρατες περιοχές. Vitis vinifera = Άµπελος (το γένος έχει συνολικά 60 έως 70 είδη) Ampelopsis hederacea (Parthenocissus quinquefolia) = Αµπέλοψη (το γένος έχει συνολικά 20 είδη) Οικογένεια Aceraceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 2 γένη και 202 είδη, µε εξάπλωση στη βόρειο εύκρατη περιοχή και τα τροπικά βουνά. 15 Acer spp. = Σφενδάµια (το γένος έχει συνολικά 200 είδη) Οικογένεια Anacardiaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 60 γένη και 600 είδη, κυρίως στους τροπικούς του Παλαιού και του Νέου Κόσµου, αλλά µε λίγους αντιπροσώπους στις εύκρατες και υποτροπικές περιοχές, όπως η Μεσογειακή, η Ανατολική Ασία και η Αµερική. Pistacia vera = Φιστικιά Pistacia lentiscus = Σχίνος Pistacia lentiscus var. chia = Μαστιχόδεντρο (το γένος έχει συνολικά 10 είδη) Rhus cotinus = Βέντζα, Χρυσόξυλο (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Οικογένεια Rutaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 150 γένη και 900 είδη. Κατανέµεται σε τροπικές και εύκρατες περιοχές, αντιπροσωπεύεται ιδιαίτερα καλά στη Ν. Αφρική και την Αυστραλία. Ruta graveolens = Απήγανος (το γένος έχει συνολικά 7 είδη) Dictamnus albus = Ρακοβότανο Citrus limon = Λεµονιά Citrus sinensis = Πορτοκαλιά Citrus aurantium = Νεραντζιά Citrus diliciosa (Citrus nobilis) = Μανταρινιά Citrus medica = Κιτριά Citrus bergamia = Περγαµόντο Citrus grandis = Φράπα (το γένος έχει συνολικά 12 είδη) Οικογένεια Meliaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 50 γένη σχεδόν εξολοκλήρου περιορισµένα σε τροπικές και υποτροπικές περιοχές. Melia azederach = Μελία Οικογένεια Juglandaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 7 γένη και 64 είδη, κυρίως στις εύκρατες και υποτροπικές περιοχές του Βορείου Ηµισφαιρίου, αλλά και στις Άνδεις. Juglans regia = Καρυδιά (το γένος έχει συνολικά 15 είδη) Οικογένεια Linaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 12 γένη και 290 είδη σε εύκρατες και τροπικές περιοχές. Linum usitatissimum = Λινάρι (το γένος έχει συνολικά 230 είδη) Οικογένεια Geraniaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 5 γένη και 790 είδη, µε πλατιά εξάπλωση, αλλά κυρίως στις εύκρατες περιοχές του Β. Ηµισφαιρίου και τη Ν. Αφρική. Pelargonium zonale = Γεράνι Pelargonium grandiflorum = Πελαργόνι Pelargonium odoratissimum = Αµπερόρριζα (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Οικογένεια Tropaeolaceae: Tropaeolum sp. = Καπουτσίνος, Λατίνι Οικογένεια Araliaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 55 γένη και 700 είδη, κυρίως κατανεµηµένα στους τροπικούς, ιδιαίτερα την Ινδοµαλαισία και την τροπική Αµερική, ενώ είναι λιγότερο άφθονα στις εύκρατες περιοχές. Hedera helix = Κισσός (το γένος έχει συνολικά 15 είδη) 16 Οικογένεια Umbelliferae (Apiaceae): Η οικογένεια περιλαµβάνει 275 γένη και 2.850 είδη κατανεµηµένα σε όλον τον κόσµο, αλλά πιο άφθονα στις βόρειες εύκρατες και τις τροπικές περιοχές. Apium graveolens = Σέλινο (το γένος έχει µόνο ένα είδος – είναι µονοτυπικό) Petroselinum crispum (P. sativum) = Μαϊντανός (το γένος έχει συνολικά 5 είδη) Daucus carota sativus = Καρότο (το γένος έχει συνολικά 60 είδη) Anethum graveolens = Άνηθος Foeniculum vulgare = Μάραθο(ς) (το γένος έχει συνολικά 5 είδη) Pimpinella anisum = Γλυκάνισος (το γένος έχει συνολικά 150 είδη) Cuminum ciminum = Κύµινο Conium maculatum = Κώνιο (το γένος έχει συνολικά 4 είδη) Ferula communis = Άρθηκας, Νάρθηκας Οικογένεια Apocynaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 180 γένη και 1500 είδη µε εξάπλωση κυρίως στις τροπικές περιοχές. Λίγα είδη της οικογένειας συναντώνται στις εύκρατες περιοχές. Nerium oleander = Πικροδάφνη, Σφάκα (το γένος έχει συνολικά 3 είδη) Vinca major = Βίγκα (το γένος έχει συνολικά 5 είδη) Οικογένεια Asclepidiaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 130 γένη και 2.000 είδη, ευρέως κατανεµηµένα, αλλά κυρίως στις θερµές – εύκρατες, υποτροπικές και τροπικές περιοχές. Asclepias curasavica = Ασκληπιάς (το γένος έχει συνολικά 120 είδη) Οικογένεια Oleaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 29 γένη και 600 είδη, ευρέως κατανεµηµένα σε τροπικές και εύκρατες περιοχές, ιδιαίτερα της Ασίας. Fraxinus ornus = Φράξος, Ψελιός (το γένος έχει συνολικά 70 είδη) Syringa vulgaris = Πασχαλιά, Σύριγξ (το γένος έχει συνολικά 30 είδη) Jasminum officinale = Γιασεµί Jasminum grandiflore = Χιώτικο Γιασεµί (το γένος έχει συνολικά 300 είδη) Ligustrum vulgare = Λιγούστρο το κοινό Ligustrum japonicum = Λιγούστρο το ιαπωνικό (το γένος έχει συνολικά 40 έως 50 είδη) Phillyrea latifolia = Φυλλύκι, Φιλλυρέα Olea europaea = Ελιά (το γένος έχει συνολικά 20 είδη) Οικογένεια Solanaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 90 γένη και 2.300 είδη, µε ευρεία κατανοµή αλλά αντιπροσωπευόµενη ιδιαίτερα καλά στην τροπική Αµερική. Solanum tuberosum = Πατατιά Solanum melogena = Μελιτζανιά Solanum nigrum = Στύφνο (το γένος έχει συνολικά 1700 είδη) Lycopersicum esculentum = Τοµατιά (το γένος έχει συνολικά 7 είδη) Capsicum annuum = Πιπεριά (το γένος έχει συνολικά 50 είδη) Mandragora automnalis = Μανδραγόρας Hyoscyamus niger Nicotiana tabacum = Καπνός (το γένος έχει συνολικά 66 είδη) Petunia sp. = Πετούνια (το γένος έχει συνολικά 40 είδη) Οικογένεια Convolvulaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 55 γένη και 1650 είδη. Η οικογένεια έχει κοσµοπολιτική εξάπλωση, αλλά κυρίως σε τροπικές και εύκρατες περιοχές. Convolvulus arvensis = Περιπλοκάδα, Περικοκλάδα (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Ipomoea purpurea = Χωνάκια, Πρωινή χαρά Ipomoea batatas = Γλυκοπατάτα (το γένος έχει συνολικά 500 είδη) Cuscuta spp. = Κουσκούτα (το γένος έχει συνολικά 170 είδη) Οικογένεια Polemoniaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 16 γένη και 318 είδη µε εξάπλωση κυρίως στη Β. Αµερική. Λίγα είδη συναντώνται στη Ν. Αµερική, την Ευρώπη και τη Ν. Ασία. Phlox sp. = Φλοξ (το γένος έχει συνολικά 67 είδη) 17 Οικογένεια Boraginaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 100 γένη και 2.000 είδη, ευρέως κατανεµηµένα σε εύκρατες, ιδιαίτερα µεσογειακές, καθώς και τροπικές περιοχές. Heliotropium peruvanum (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Οικογένεια Pedaliaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 12 γένη, κυρίως από τους τροπικούς και υποτροπικούς του Παλαιού Κόσµου. Sesamum indicum = Σουσάµι Οικογένεια Verbenaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 75 γένη και 3.000 είδη, ευρέως κατανεµηµένα, κυρίως σε τροπικές, υποτροπικές και εύκρατες περιοχές. Verbena officinalis = Ιεροβατάνη, Βερβένα (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Lippia triphylla = Λουίζα (το γένος έχει συνολικά 220 είδη) Vitex agnus – castus = Λυγαριά, Λυγιά, Βίτεξ (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Οικογένεια Labiatae (Lamiaceae): Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 180 γένη και 3.500 είδη, µε κοσµοπολιτική κατανοµή, αλλά ιδιαίτερα καλή αντιπροσώπευση στη Μεσογειακή περιοχή. Sideritis sp. = Τσάι του βουνού Phlomis fruticosa = Ασφάκα, Φλοµίς Phlomis lanata = Ασφάκα Ballota acetabulosa = Φυτιλάκια Origanum dictamnus = ∆ίκταµος, Έρωτας Origanum heracleoticum = Ρίγανη Origanum vulgare = Ρίγανη Origanum majorana = Ματζουράνα Thymus capitatus = Θυµάρι (το γένος έχει συνολικά 300 έως 400 είδη) Mentha pulegium = Φλισκούνι Mentha spicata = ∆υόσµος Mentha piperita = Μέντα Rosmarinus officinalis = ∆εντρολίβανο (το γένος έχει συνολικά 3 είδη) Lavandula angustifolia = Λεβάντα (το γένος έχει συνολικά 28 είδη) Salvia triloba = Φασκόµηλο, Αλισφακιά Salvia verbenaca = Σάλβια (το γένος έχει συνολικά 700 είδη) Ocimum bassilicum = Βασιλικός (το γένος έχει συνολικά 150 είδη) Teucrium sp. = Τεύκριον (το γένος έχει συνολικά 300 είδη) Οικογένεια Plantaginaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 3 γένη και 269 είδη. Το ένα είναι µεγάλο και κοσµοπολιτικό. Αναφέρονται δύο από τα είδη του. Plantago lanceolata = Πεντάνευρο Plantago psylium (το γένος έχει συνολικά 265 είδη) Οικογένεια Nyctaginaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 30 γένη και 300 είδη, κυρίως στους τροπικούς του Νέου Κόσµου. Mirabilis jalapa = ∆ειλινό Bougainvillea spectabilis = Βουκαµβίλια Bougainvillea glabra = Βουκαµβίλια Οικογένεια Amaranthaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 65 γένη και πάνω από 1000 είδη. Πρόκειται για µία κατά βάση τροπική οικογένεια, η οποία περιλαµβάνει µερικά κοσµοπολιτικά αγριόχορτα και ένα µεγάλο αριθµό ξηροφυτικών ειδών. Amaranthus retroflexus (A. blitum) = Βλίτο Οικογένεια Scrophulariaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 220 γένη και 3.500 είδη, µε κοσµοπολιτική κατανοµή. Verbascum scrophularia (το γένος έχει συνολικά 360 είδη) Antirrhinum majus = Σκυλάκι (το γένος έχει συνολικά 42 είδη) Calceolaria sp. = Καλκεολάρια (το γένος έχει συνολικά 300 έως 400 είδη) Οικογένεια Gesneriaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 120 γένη και 2.000 είδη µε εξάπλωση κυρίως στους τροπικούς και τους υποτροπικούς. 18 Achimenes sp. (το γένος έχει συνολικά 50 είδη) Gloxinia = Γλοξίνια Saintpaulia ionantha = Σαιντπώλια η ιονανθής Οικογένεια Orobanchaceae:Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 13 γένη ευρέως κατανεµηµένα και ιδιαίτερα καλά αντιπροσωπευόµενα στις εύκρατες περιοχές της Ευρώπης, της Ασίας και της Β. Αµερικής. Orobanche spp. = Λύκος Οικογένεια Acanthaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 250 γένη και 2.500 είδη. Είναι πολύ σηµαντική στις τροπικές περιοχές, αλλά επίσης και στη Μεσογειακή περιοχή, τις Ηνωµένες Πολιτείες και την Αυστραλία. Τα τέσσερα κύρια κέντρα κατανοµής είναι η Ινδοµαλαισία, η Αφρική, η Βραζιλία και η Κεντρική Αµερική. Acanthus mollis = Άκανθος (το γένος έχει συνολικά 50 είδη) Οικογένεια Campanulaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 60 έως 70 γένη και 2.000 είδη, ευρέως κατανεµηµένα σε εύκρατες και υποτροπικές περιοχές, καθώς και τροπικά βουνά. Campanula incurva = Κωδωνίσκος (το γένος έχει συνολικά 300 είδη) Οικογένεια Rubiaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 500 γένη και 6.000 είδη. Κατανέµεται κυρίως στους τροπικούς, αλλά έχει είδη και στις εύκρατες, ακόµη και στις αρκτικές περιοχές. Gardenia florida = Γαρδένια (το γένος έχει συνολικά 250 είδη) Coffea arabica = Καφές (το γένος έχει συνολικά 40 είδη) Gallium aparine = Κολλιτσίδα (το γένος έχει συνολικά 400 είδη) Rubia tinctorum = Ριζάρι (το γένος έχει συνολικά 60 είδη) Οικογένεια Caprifoliaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 13 γένη και 530 είδη, που αντιπροσωπεύονται κυρίως στις εύκρατες περιοχές του Β. Ηµισφαιρίου και τα τροπικά βουνά. Sambucus nigra = Ζαµπούκος, Κουφοξυλιά (το γένος έχει συνολικά 40 είδη) Lonicera etrusca = Αγιόκληµα, Αιγόκληµα (το γένος έχει συνολικά 200 είδη) Viburnum opulus = Βιβούρνο Viburnum tinus = Βιβούρνο (το γένος έχει συνολικά 200 είδη) Οικογένεια Valerianaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 13 γένη και περίπου 400 είδη σε Ευρώπη, Ασία, Αφρική και Αµερική. Centranthus ruber = Κέντρανθος (το γένος έχει συνολικά 12 είδη) Οικογένεια Compositae (Asteraceae): Η οικογένεια περιλαµβάνει περίπου 900 γένη και 20.000 είδη. Κατανέµεται σε όλες τις εύκρατες και τροπικές περιοχές και αντιπροσωπεύεται ιδιαίτερα καλά στη Μεσογειακή περιοχή και τη ∆υτική Ασία. Helichrysum sp. = Ελίχρυσο (το γένος έχει συνολικά 500 είδη) Leontopodium alpinum = Εντελβάις Zinnia elegans = Ζίνια (το γένος έχει συνολικά 20 είδη) Helianthus annuus = Ηλίανθος (το γένος έχει συνολικά 110 είδη) Dahlia rosea = Ντάλια (το γένος έχει συνολικά 27 είδη) Anthemis chia = Μαργαρίτα Matricaria chamomila = Χαµοµήλι Chrysanthemum sp. = Χρυσάνθεµο Chrysanthemum indicum = Χρυσάνθεµο το ινδικόν Chrysanthemum coronarium = Μαντηλίδα Chrysanthemum segetum = Μαντηλίδα Chrysanthemum maximum = Μαργαρίτα (το γένος έχει συνολικά 200 είδη) Senecio cruentum = Τσινεράρια (το γένος έχει συνολικά 2000 έως 3000 είδη) Cynara scolymus = Αγκινάρα Cichorium intybus = Άγριο ραδίκι, Ραδίκι Cichorium endivia = Αντίδι Sonchus oleraceus = Ζωχός Lactuca sativa = Μαρούλι (το γένος έχει συνολικά 100 είδη) Taraxacum officinalis = Αγριοράδικο (το γένος έχει συνολικά 60 είδη) 19 Tragopogon spp. = Τραγοπώγων Callistephus chinensis (C. sinensis) = Αστράκι Tagetes spp. = Κατηφές (το γένος έχει συνολικά 50 είδη) Centaurea cyanus = Κενταύριον (το γένος έχει συνολικά 600 είδη) Crepis sp. = Κρεπίς, Κρηπίς (το γένος έχει συνολικά 200 είδη) Santolina chamaecyparissus = Σαντολίνα Solidago virgaurea = Σολιδάγο η χρυσόβεργα Οικογένεια Caesalpinaceae: Gleditsia triacanthos = Γλεδίτσια Οικογένεια Sterculiaceae: Theobroma cacao = Κακαόδεντρο Οικογένεια Pittosporaceae: Pittosporum chinense = Αγγελική, Πιττόσπορον Οικογένεια Myoporaceae: Myoporum sp. = Μυόπορον Οικογένεια Punicaceae: Punica granatum = Ροδιά Οικογένεια Styracaceae: Styrax officinalis = Αγριοκυδωνιά, Αστύρακας Υποκλάση Μονοκοτυλήδονα Οικογένεια Gramineae (Poaceae): Η οικογένεια περιλαµβάνει 620 γένη και 10.000 είδη. Η εξάπλωσή της είναι κοσµοπολιτική. Setaria sp. = Κολλητσίδα Bambusa sp. = Μπαµπού Triticum vulgare = Στάρι, Σίτος (το γένος έχει συνολικά 20 είδη) Hordeum distichum = Κριθάρι Hordeum vulgare = Κριθάρι Hordeum murinum = Άγριο κριθάρι (το γένος έχει συνολικά 20 είδη) Secale cereale = Σίκαλη, Βρίζα Lolium tomulentum = Ίρα (το γένος έχει συνολικά 12 είδη) Sorghum halepense = Βέλιουρας, Βάλαρη Sorghum vulgare = Σόργον (το γένος έχει συνολικά 60 είδη) Avena sativa = Βρώµη Avena fatua = Αγριοβρώµη (το γένος έχει συνολικά 70 είδη) Arundo donax = Καλάµι (το γένος έχει συνολικά 12 είδη) Echinochloa galli = Μουχρίτσα Oryza sativa = Ρύζι, Όρυζα (το γένος έχει συνολικά 25 είδη) Panicum milliaceum = Κεχρί (το γένος έχει συνολικά 500 είδη) Saccharum officinarum = Ζαχαροκάλαµο Zea mays = Αραβόσιτος, Καλαµπόκι (το γένος έχει µόνο ένα είδος – είναι µονοτυπικό) Cynodon dactylon = Αγριάδα, Κυνόδους Festuca sp. = Φεστούκα (το γένος έχει συνολικά 80 είδη) Poa sp. = Πόα (το γένος έχει συνολικά 300 είδη) Agrostis sp. (το γένος έχει συνολικά 150 έως 200 είδη) Οικογένεια Cyperaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 90 γένη και 4.000 είδη. Η εξάπλωσή της είναι κοσµοπολιτική. Cyperus rotantus = Κίπερι (το γένος έχει συνολικά 550 είδη) Οικογένεια Musaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 6 γένη και 130 είδη µε τροπική κατανοµή. Musa sapientum (Musa paradisiaca sapientum) = Μπανανιά (το γένος έχει συνολικά 35 είδη) Οικογένεια Araceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 115 γένη και 2.000 είδη, κυρίως µε τροπική κατανοµή, αλλά µε µερικά είδη στις εύκρατες περιοχές. Arum italicum = ∆ρακοντιά (το γένος έχει συνολικά 15 είδη) Dracunculus vulgaris = ∆ρακοντιά, Φιδόχορτο Arisarum vulgare = Λυχναράκι, Λύχνος Dieffenbachia picta = Ντιφενµπάχια Οικογένεια Liliaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 250 γένη και 3.700 είδη µε κοσµοπολιτική κατανοµή. Lilium candidum = Κρίνος της Παναγίας (το γένος έχει συνολικά 100 είδη) 20 Tulipa sp. = Τουλίπα (το γένος έχει συνολικά 100 είδη) Ruscus sp. (Ruscus aculeatus) = Λαγοµηλιά, Κρυφός Έρωτας (το γένος έχει συνολικά 7 είδη) Convallaria sp. = Μυγκέ (το γένος έχει µόνο ένα είδος – είναι µονοτυπικό) Hyacinthus sp. = Ζουµπούλι (το γένος έχει συνολικά 30 είδη) Allium cepa = Κρεµµύδι Allium sativum = Σκόρδο Allium porrum = Πράσο (το γένος έχει συνολικά 450 είδη) Asparagus officinalis = Σπαράγγι (το γένος έχει συνολικά 300 είδη) Asphodelus aestivus = Ασφόδελος, Σφερδούκλι (το γένος έχει συνολικά 12 είδη) Urginea maritima (Drimia maritima) = Σκυλοκρεµµύδα Smilax aspera = Αρκουδόβατος (το γένος έχει συνολικά 350 είδη) Muscari spp. = Βολβός Muscari botryoides = Μούσκαρι (το γένος έχει συνολικά 60 είδη) Sansevieria sp. = Σανσεβιέρια (το γένος έχει συνολικά 60 είδη) Οικογένεια Amaryllidaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 85 γένη και 1.100 είδη µε κατανοµή συνήθως τροπική ή υποτροπική. Narcissus tazetta = Ζαµπάκι, Μανουσάκι, Νάρκισσος (το γένος έχει συνολικά 60 είδη) Pancratium maritimum = Κρίνος της θάλασσας (το γένος έχει συνολικά 15 είδη) Polyanthes tuberosa = Ταµπερόρριζα Agave americana = Αθάνατος, Αγαύη Amaryllis belladona = Αµαρυλλίς (το γένος έχει µόνο ένα είδος – είναι µονοτυπικό) Clivia nobilis = Κλιβία Οικογένεια Iridaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 70 γένη και 1.500 είδη µε κατανοµή σε τροπικές και εύκρατες περιοχές. Iris florentina = Αγριόκρινος Iris germanica = Αγριόκρινος Iris cretica = Αγριόκρινος Iris pseydacorus = Νερόκρινος (το γένος έχει συνολικά 300 είδη) Gladiolus sp. = Γλαδιόλα (το γένος έχει συνολικά 300 είδη) Crocus sativus (Crocus pallasii) = Ζαφορά, Σαφράνι (το γένος έχει συνολικά 75 είδη) Freesia sp. = Φρέζια (το γένος έχει συνολικά 20 είδη) Οικογένεια Orchidaceae: Η οικογένεια περιλαµβάνει 735 γένη και 17.000 είδη. Η κατανοµή της είναι κοσµοπολιτική. Orchis spp. (το γένος έχει συνολικά 35 είδη) Anacamptis sp. Ophrys spp. (το γένος έχει συνολικά 30 είδη) Serapias sp. 21 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1) Αναγράψατε τα λατινικά ονόµατα των κατωτέρω σηµαντικών, για τη διατροφή του ανθρώπου ή απλώς για την ανθρώπινη οικονοµία, ειδών: ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ Σιτάρι Ρύζι Βαµβάκι Πατάτα Καπνός 2) Αναγράψατε τα κοινά ονόµατα των κατωτέρω σηµαντικών, για τη διατροφή του ανθρώπου, ειδών: ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ Lycopersicon esculentum Zea mays Olea europaea Citrus sinensis Vitis vinifera ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ 3) Αναγράψατε τα κοινά ονόµατα των κατωτέρω σηµαντικών ανθοκοµικών φυτών: ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ Camelia japonica Dahlia rosea Pelargonium grandiflorum Begonia sp. Zinnia elegans ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ 4) Αναγράψατε τα κοινά ονόµατα των κατωτέρω σηµαντικών λαχανοκοµικών φυτών: ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ Lycopersicon esculentum Solanum tuberosum Capsicum annuum Daucus carota Solanum melogena ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ 5) Αναγράψατε τα κοινά ονόµατα των κατωτέρω σηµαντικών οπωροφόρων: ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ Musa sapientum Prunus domestica Eriobotrya japonica Ficus carica Pyrus communis ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ 6) Αναγράψατε τα κοινά ονόµατα των κατωτέρω σηµαντικών δασικών γενών: 22 ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ Pinus Fagus Abies Quercus Platanus 7) Αναγράψατε τα κοινά και τα λατινικά ονόµατα πέντε φυτικών ειδών, µε µικρότερη ή µεγαλύτερη οικονοµική σηµασία, καθώς και τη χρήση του (π.χ. λαχανοκοµικό, οπωροφόρο, ανθοκοµικό, χορτοδοτικό, φαρµακευτικό, δασικό κλπ.) ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ ΧΡΗΣΗ 8) Αναγράψατε, µε το κοινό και µε το λατινικό τους όνοµα, δύο είδη της οικογένειας Gramineae (Poaceae), δύο της οικογένειας Leguminosae (Fabaceae) και δύο της οικογένειας Solanaceae. ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ 9) Αναγράψατε, µε το κοινό όνοµα, τα ακόλουθα αρωµατικά φυτά: (Έχουν επιλεγεί είδη των οποίων το λατινικό όνοµα σας βοηθά πολύ). ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ Origanum dictamnus Origanum majorana Mentha piperita Rosmarinus officinalis Lavandula angustifolia Ocimum bassilicum ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ 10) Αναγράψατε τα ονόµατα οκτώ οικογενειών δικοτυλήδονων και δύο οικογενειών µονοκοτυλήδονων φυτών. 23 1η Εργαστηριακή άσκηση: ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΟ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ-ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑΣ ΓΕΝΙΚΕΣ Ο∆ΗΓΙΕΣ Στις βιολογικές επιστήµες (µε αλφαβητική σειρά βοτανική, γεωπονία, δασοπονία, ζωολογία, ιατρική, κτηνιατρική κλπ.), το σύνθετο φωτονικό µικροσκόπιο χρησιµοποιείται για τη µελέτη των κυττάρων των διαφόρων οργανισµών, των µεγαλύτερων κυτταρικών οργανιδίων που περιέχουν, καθώς και των ιστών που συγκροτούνται από τα κύτταρα. Σε εκπαιδευτικό επίπεδο αυτή η µελέτη γίνεται στα µαθήµατα κυτταρολογίας και ιστολογίας. Κυτταρολογία είναι η επιστήµη της µελέτης των κυττάρων. Στο µεγαλύτερο ποσοστό τους οι διάφορες κατηγορίες φυτικών κυττάρων έχουν µεγέθη που κυµαίνονται από 10 µm έως 100 µm. Η ιστολογία µελετά τους ιστούς. Ιστός είναι σύνολο κυττάρων, µε παρόµοια µορφή, που επιτελούν την ίδια λειτουργία. Φυτικοί ιστοί, η αναλυτική µελέτη των οποίων µας απασχολεί τόσο στο εργαστηριακό, όσο και στο θεωρητικό µέρος του µαθήµατος, είναι ο επιδερµικός, ο µεριστωµατικός, ο αγωγός, οι διάφοροι τύποι παρεγχυµατικού ιστού κ. α. Το σύνθετο µικροσκόπιο, είτε το µονοφθάλµιο, είτε το διοφθαλµικό είναι το όργανο που θα χρησιµοποιηθεί στο 80% τουλάχιστον των ασκήσεων. Χρήσιµο είναι να εξοικειωθείτε όσο το δυνατόν καλύτερα σε όλους τους τύπους µικροσκοπίων που διαθέτει το εργαστήριο. Εκτός από το συγκεκριµένο µάθηµα θα σας διευκολύνει σε εργαστηριακές ασκήσεις άλλων µαθηµάτων, εποµένων εξαµήνων (π. χ. φυτοπαθολογία) και επιπλέον η καλή γνώση χειρισµού του µικροσκοπίου και των µικροσκοπικών τεχνικών, ίσως χρειαστεί σε κάποιους από σας, περισσότερο ή λιγότερο, σε όλη τη διάρκεια της σταδιοδροµίας σας, ως εργαζοµένων αποφοίτων. Τέλος θα σας διευκολύνει να χειριστείτε και το στερεοσκοπικό µικροσκόπιο, που θα χειριστείτε για την παρατήρηση δύο – τριών εργαστηριακών αντικειµένων (άνθος, καρπό, σπέρµα) αυτής της εργαστηριακής σειράς, αλλά και σε εργαστήρια µελλοντικών εξαµήνων (π. χ. στο µάθηµα των ζωικών εχθρών). Ο σκελετός του µικροσκοπίου αποτελείται από τη βάση (1), στην οποία στηρίζεται και από το βραχίονα, ο οποίος χρησιµεύει και για τη µεταφορά του, γι’ αυτό ονοµάζεται επίσης και λαβή (2). Η µαύρη επίπεδη οριζόντια πλάκα που φέρουν τα µικροσκόπια, ονοµάζεται τράπεζα εργασίας (3). Από τη φωτεινή πηγή (4) του µικροσκοπίου ξεκινούν ακτίνες φωτός, που διερχόµενες από το παρασκεύασµα και ακολούθως από τους φακούς, καταλήγουν στο µάτι µας και έτσι κάνουµε την παρατήρηση του παρασκευάσµατος. Στην άκρη του οπτικού ή οφθαλµικού σωλήνα (5) υπάρχει ένας προσοφθάλµιος φακός (6) (προς τον οφθαλµό µας) και οι αντικειµενικοί φακοί (7). Οι αντικειµενικοί είναι βιδωµένοι σε ένα περιστρεπτό (εξάρτηµα), αγγλιστί revolver. Ο ευρισκόµενος σε κατακόρυφη θέση είναι ο φακός που βρίσκεται σε θέση λειτουργίας. Στην τράπεζα εργασίας τοποθετείται η αντικειµενοφόρος πλάκα, ένα γυαλάκι ορθογωνίου σχήµατος, που φέρει (όπως λέει το όνοµά της) το προς παρατήρηση αντικείµενο. Το παρασκεύασµα καλύπτεται µε προσοχή µε ένα τετράγωνο γυαλάκι, πολύ λεπτότερου πάχους από την αντικειµενοφόρο, (στην πραγµατικότητα πρόκειται για διαφανές πλαστικό), που ονοµάζεται καλυπτρίδα. Για την εστίαση χρησιµοποιούνται ο µακροµετρικός κοχλίας (8) (σε συνδυασµό µε το µικρότερο αντικειµενικό φακό) και ο µικροµετρικός κοχλίας (9) (που συνδυάζεται µε όλους τους άλλους φακούς) 24 ΣΧΗΜΑ 1: Ένας από τους πολλούς τύπους εκπαιδευτικών µικροσκοπίων, που χρησιµοποιούνται ευρέως στην εκπαίδευση, µε τις αντίστοιχες ενδείξεις των τµηµάτων του. Στην αντικειµενοφόρο πλάκα τοποθετούµε πάντοτε νερό και µετά λεπτές τοµές από το φυτικό όργανο που θέλουµε να παρατηρήσουµε (π.χ. βλαστό, φύλλο, ρίζα). Το νερό έχει διπλή χρησιµότητα: 25 Πρώτον έχει ειδικό δείκτη διαθλάσεως παρόµοιο µε το γυαλί και αποφεύγονται ανεπιθύµητα οπτικά φαινόµενα. Αν µεσολαβούσε αέρας, ο δείκτης διαθλάσεώς του διαφέρει αρκετά από του γυαλιού και θα εµφανιζόταν χρωµατική εκτροπή. ∆εύτερον επανενυδατώνει (ξαναφρεσκάρει) τα κύτταρα που χάνουν νερό από τη θερµότητα που εκπέµπει η φωτεινή πηγή του µικροσκοπίου. Στα περισσότερα από τα χρησιµοποιούµενα µικροσκόπια η φωτεινή πηγή είναι ένας απλός, κοινός λαµπτήρας πυρακτώσεως και εποµένως εκπέµπει θερµότητα. Το νερό το τοποθετούµε στάγδην (σταγόνα – σταγόνα), χρησιµοποιώντας το µικρό µας δάκτυλο ή το πίσω µέρος του µολυβιού ή του στυλό µας. Το προµηθευόµαστε από δισκία (λέγονται και τρυβλία) πετρί (αγγλιστί petri), που υπάρχουν δύο έως τέσσερα σε κάθε εργαστηριακό πάγκο και χρησιµεύουν επίσης για να κρατούν νωπά τα προς παρατήρηση φυτικά όργανα που περιέχουν (φύλλα, άνθη, καρπούς κλπ.). Τα παρασκευάσµατα τα οποία ετοιµάζονται λίγο πριν την παρατήρησή τους ονοµάζονται νωπά παρασκευάσµατα. Εκτός από τα νωπά, υπάρχουν και άλλες δύο κατηγορίες παρασκευασµάτων, τα ηµιµόνιµα και τα µόνιµα. Ξεκινάµε την παρατήρηση χρησιµοποιώντας πάντοτε το µικρότερο αντικειµενικό φακό (ο µικρότερος σε προσφερόµενη µεγέθυνση, είναι και ο µικρότερος σε µήκος, ενώ σε κάποιους τύπους µικροσκοπίων είναι επιπλέον βαµµένος µαύρος, ώστε να ξεχωρίζει αµέσως). Όταν χρησιµοποιούµε το µικρό αντικειµενικό φακό, εστιάζουµε µε το µακροµετρικό (το µεγάλο) κοχλία. ΜΟΝΟ ΟΤΑΝ ∆ΟΥΜΕ ΚΑΘΑΡΑ µε το φακό, µε τον οποίο εστιάσαµε, προχωρούµε στην επόµενη µεγέθυνση. Όταν χρησιµοποιούµε οποιονδήποτε άλλον αντικειµενικό φακό εκτός του µικρότερου, εστιάζουµε µε το µικροµετρικό (το µικρό) κοχλία. Η συνολικά προσφερόµενη, κάθε φορά µεγέθυνση προκύπτει αν πολλαπλασιάσουµε τον ακέραιο αριθµό που γράφει ο χρησιµοποιούµενος αντικειµενικός φακός µε τον αριθµό που γράφει ο προσοφθάλµιος (π.χ. 4x10=40, 10x10=100, 40x10=400, 4x20=80 κλπ.). Σηµαντικότατες είναι οι επεµβάσεις που µπορούµε να κάνουµε στο φωτισµό που δέχεται το παρασκεύασµα. Οι γενικές αρχές για ένα σωστό φωτισµό λένε ότι χρειαζόµαστε λίγο φως για τα διαφανή παρασκευάσµατα και πολύ για τα αδιαφανή. Επίσης γενικά ισχύει ότι χρειαζόµαστε περισσότερο φως, όσο αυξάνουµε τη µεγέθυνση παρατήρησης. Αυτές οι δύο αρχές είναι µια καλή αφετηρία για τους αρχάριους, ενώ περισσότερα θα µάθετε, όσο αποκτάτε εµπειρία. Η αυξοµείωση του φωτός γίνεται µε την ίριδα (ή διάφραγµα) (10), ενώ πρόσθετο φως στη µεγάλη µεγέθυνση προσφέρει ένας φακός, που έρχεται σε θέση λειτουργίας µε την όρθωση µιας πεταλούδας. Στη µικρή µεγέθυνση είναι ανεπιθύµητος γιατί ανισοκατανέµει το φως. 26 ΣΧΗΜΑ 2. 1.α: Πώς είναι δυνατόν να πιέσετε την καλυπτρίδα, χρησιµοποιώντας ένα στρεβλωµένο συνδετήρα, ώστε να µην τη λερώσετε µε δαχτυλιές. 1.β: Πώς να κάνετε λεπτές τοµές του φυτικού οργάνου (στο εικονιζόµενο παράδειγµα είναι ρίζα), πάνω στην αντικειµενοφόρο πλάκα και να τις µετακινείτε αµέσως µε µία καρφίτσα ή τη βελόνα ανατοµίας στην ήδη τοποθετηµένη ποσότητα του νερού. 1.γ: Πώς να επανυδατώνετε το παρασκεύασµα, το οποίο αφυδατώθηκε µερικώς κατά την παρατήρηση. Μπορείτε να χρησιµοποιείτε σταγονόµετρο ή πιπέτα Pasteur. 27 ΣΧΗΜΑ 3. α: Αντικειµενοφόροι µε τη θήκη τους, β: αντικειµενοφόρος µε τραχιά τη µία άκρη, γ: καλυπτρίδα συγκρατούµενη από λαβίδα µε πλατιά άκρα, δ: καλυπτρίδες σε διάφορα σχήµατα και µεγέθη, ε: δοχείο για χρωστικές και αντιδραστήρια µε εσοχές στα τοιχώµατα, για τη συγκράτηση των κατακόρυφα τοποθετουµένων παρασκευασµάτων, στ: δοχείο χρωστικών µε φορητό υποδοχέα παρασκευασµάτων, ζ: κουτί µε διπλή σειρά θηκών για µόνιµα παρασκευάσµατα, η: λαβίδα και ζεύγος βελόνων ανατοµίας. 28 Εκτέλεση Άσκησης Εστιάστε στα προς παρατήρηση νωπά και µόνιµα παρασκευάσµατα που θα σας δοθούν. Μη διστάζετε να ρωτάτε τους επιβλέποντες για κάθε απορία σας. Εξοικειωθείτε µε τους κοχλίες ρύθµισης της εστίασης, την κατάλληλη, ανάλογα µε το παρασκεύασµα και την παρατήρηση, ρύθµιση του φωτισµού, καθώς και µε την κίνηση της τράπεζας εργασίας. Η εξοικείωσή σας µε το σύνθετο φωτονικό µικροσκόπιο από την πρώτη κιόλας άσκηση θα σας βοηθήσει να αντλείτε τη µέγιστη δυνατή πληροφόρηση από τα παρασκευάσµατα στις επόµενες εργαστηριακές ασκήσεις. Καταγράψατε τα αντικείµενα που παρατηρήσατε κατά τη σηµερινή άσκηση. 29 ΣΧΗΜΑ 4. α: Ογκοµετρικό και απλό σιφώνιο, β: προχοΐδα, γ: ογκοµετρικός κύλινδρος των 100 ml, δ: τρυβλίο, ή κάψα ή δισκίο Petri, ε: ξηραντήριο, στ: κωνική φιάλη των 250 ml, ζ: ποτήρι ζέσεως των 500 ml, η: στήριγµα (βάση) δοκιµαστικών σωλήνων. 30 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1) Ποιες µεγεθύνσεις προσφέρει µικροσκόπιο µε προσοφθάλµιο 5Χ και αντικειµενικούς 10, 20, 40 και 100; 2) Λύσετε το παρακάτω βοτανικό (µε ερωτήσεις σε µεγάλο ποσοστό σχετιζόµενες µε τη µικροσκοπική παρατήρηση) σταυρόλεξο: 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΣ 1. Τα φυτά αποτελούν πολύ σηµαντική, για τον άνθρωπο. 2. Χρησιµεύει στη ρύθµιση του φωτός, στο µικροσκόπιο. 3. Η µονάδα βάρους µε την οποία αγόραζε ντοµάτες, κολοκυθάκια και φασολάκια η προγιαγιά σας. 4. Ρήµα που δεν θα θέλατε να συµβεί όταν χειριζόσαστε την αντικειµενοφόρο. – Τα κεντρικά γράµµατα του ρήµατος που χρησιµοποιείτε, όταν κάνετε τοµές. 5. Τρυβλίο 6. Σε άλλα εργαστήρια µελετούν κύτταρα από αυτούς τους οργανισµούς. 7. Φυτικό όργανο ΚΑΘΕΤΩΣ 1. Τα πρώτα γράµµατα του 4α οριζοντίως. 2. Το µικροσκόπιο έχει εργασίας. 3. Τα πρώτα γράµµατα του 2α οριζοντίως (αντιστρόφως) – Το ρήµα αυτό δείχνει τι να κάνουµε όταν δεν ξέρουµε. 4. Μέσα από συστήµατα φακών και οπτικών πρισµάτων την ακολουθεί το φως προς τον προσοφθάλµιο και τον οφθαλµό µας. – Είδος µουσικής (αντιστρόφως τα πρώτα γράµµατα αυτού που τοποθετούµε στην αντικειµενοφόρο). 5. Υπάρχουν αντικειµενικοί και προσοφθάλµιοι. 6. Σύστηµα ρύθµισης του φωτός στο µικροσκόπιο (µία γραφή). – Υπάρχει και φυτική (καθαρεύουσα αρχαΐζουσα). 3) Συµπληρώστε τους δύο κυριότερους τύπους κοχλιών και τους δύο κυριότερους τύπους φακών που γνωρίζετε: ΦΑΚΟΙ ΚΟΧΛΙΕΣ 4) Ποιες µεγεθύνσεις προσφέρει µικροσκόπιο µε προσοφθάλµιο 20Χ και αντικειµενικούς 5, 10, 40 και 100; 5) Ανάµεσα σε ποιες διαφανείς δοµές τοποθετείται το προς παρατήρηση παρασκεύασµα; 6) Τι χρησιµεύει το νερό, κατά την παρασκευή των νωπών παρασκευασµάτων; 31 7) Από τη στιγµή που ξεκινά το φωτόνιο από τη φωτεινή πηγή του µικροσκοπίου, ποια διαδροµή ακολουθεί ώσπου να καταλήξει στον αµφιβληστροειδή µας (στο µάτι µας) και να κάνουµε την παρατήρηση; 8) Στη διδασκαλία ποιων επιστηµών χρησιµοποιείται το φωτονικό µικροσκόπιο; 9) Τι είναι η τράπεζα εργασίας και τι η ίριδα; 10) Τι θα παρατηρείτε µε το µικροσκόπιο στο εργαστήριο βοτανικής; 32 2η Εργαστηριακή άσκηση: ΦΥΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ – ΟΡΓΑΝΙ∆ΙΑ (ΠΥΡΗΝΑΣ, ΧΥΜΟΤΟΠΙΟ) – ΠΛΑΣΜΟΛΥΣΗ Χαρακτηριστικό του φυτικού κυττάρου είναι το κυτταρικό τοίχωµα. Το πάχος του κυτταρικού τοιχώµατος ποικίλλει ανάλογα µε τον ιστό στον οποίο ανήκει το κύτταρο. Το κυτταρικό τοίχωµα µπορούµε να το φανταστούµε (αρκετά απλοϊκά έστω) σαν την πανοπλία ενός ιππότη, που τον προστατεύει και τον στηρίζει, έχει φτιαχτεί απ’ αυτόν (ο ιππότης µας είναι και σιδεράς φαίνεται), αλλά δεν είναι ζωντανό µέρος του σώµατός του, ούτε καν αναπόσπαστο. Με µικροχειρισµούς, είναι δυνατή η αφαίρεση των τοιχωµάτων των φυτικών κυττάρων. Ο πρωτοπλάστης, έτσι λέγεται το φυτικό κύτταρο χωρίς το κυτταρικό του τοίχωµα, σπεύδει να ξαναφτιάξει βέβαια το τοίχωµα που του αφαιρέθηκε. Οι λεπτές περιοχές των κυτταρικών τοιχωµάτων ονοµάζονται βοθρία και µέσω αυτών τα φυτικά κύτταρα των πολυκύτταρων φυτών επικοινωνούν µε τα γειτονικά τους µε δέσµες κυτταρο(πλάσµατος), που ονοµάζονται πλασµοδέσµες ή πλασµοδέσµατα. Η σηµαντικότερη σε λειτουργία υποκυτταρική δοµή, δηλαδή το σηµαντικότερο από τα µέρη που συναποτελούν ένα κύτταρο είναι ο πυρήνας. Πυρήνα διαθέτουν τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισµών, αλλά και πολλοί µονοκύτταροι οργανισµοί. Κάθε κύτταρο που διαθέτει πυρήνα ονοµάζεται ευκαρυωτικό (ευ = καλά –σχηµατισµένο- κάρυο = πυρήνα). Ο πυρήνας περιβάλλεται από διπλή µεµβράνη, την πυρηνική µεµβράνη, η οποία αποκαλείται και πυρηνικός φάκελος. Η διπλή πυρηνική µεµβράνη καθίσταται ορατή µόνο στο ηλεκτρονικό µικροσκόπιο. Όσοι µονοκύτταροι µικροοργανισµοί δεν διαθέτουν πυρήνα έχουν πυρηνοειδές. Αυτό δεν περιβάλλεται από µεµβράνη. Καθένας τέτοιος οργανισµός – κύτταρο ονοµάζεται προκαρυωτικός (η µορφή του καθορίστηκε προ = πριν φτιαχτεί το κάρυο = ο πυρήνας, στην ιστορία της εξέλιξης των κυττάρων). Ο πυρήνας είναι αρκετά µεγάλος σε σχέση µε τα άλλα οργανίδια και έχει αρκετή οπτική πυκνότητα (δηλαδή φωτιζόµενος, προσφέρει αρκετή σκίαση), ώστε γίνεται εύκολα ορατός, σε σχετικά χαµηλές µεγεθύνσεις. Το σχήµα ενός πυρήνα είναι φακοειδές, σφαιρικό, ή ατρακτοειδές και η διάµετρός του είναι 5-10 µικρά για τα µεριστωµατικά κύτταρα και 35-50 µικρά για τα µεγάλα ώριµα κύτταρα. Ωστόσο στα µεριστωµατικά κύτταρα, επειδή είναι πολύ µικρότερα από τα ώριµα, ο πυρήνας καταλαµβάνει, ποσοστιαία, το µεγαλύτερο χώρο στο κύτταρο. Στο φωτονικό µικροσκόπιο γίνονται, εύκολα, ορατές ορισµένες περιοχές µέσα στον πυρήνα µε διαφορετική οπτική πυκνότητα, που µε άλλη εστίαση φαίνονται φωτεινότερες και µε άλλη σκοτεινότερες και ονοµάζονται πυρηνίσκοι. Ένα δεύτερο χαρακτηριστικό του φυτικού κυττάρου είναι το χυµοτόπιο. Το χυµοτόπιο περιβάλλεται από µία µεµβράνη, η οποία λέγεται τονοπλάστης και χρησιµεύει ως «αποθήκη» χρήσιµων ή άχρηστων για το κύτταρο ουσιών. Η πιο συνηθισµένη και πολύ χρήσιµη ουσία που αποθηκεύει ένα χυµοτόπιο είναι το νερό. Εκτός από το νερό περιέχονται, διαλυµένα στο νερό, ανόργανα άλατα, σάκχαρα, υδατοδιαλυτές πρωτεΐνες και χρωστικές (ανθοκυάνες). Τα κύτταρα που παρατηρούµε σήµερα είναι κύτταρα από επιδερµικό ιστό. Συγκεκριµένα από την εσωτερική πλευρά των χιτώνων του βολβού κρεµµυδιού. Αυτά τα κύτταρα έχουν πελώριο χυµοτόπιο ή χυµοτόπια (σε σχέση µε το συνολικό τους µέγεθος), και έτσι ο πυρήνας τους έχει ωθηθεί (σπρωχτεί) στην άκρη του κυττάρου. Εκεί έχουν σπρωχθεί και οι άλλες υποκυτταρικές δοµές που έτσι κι αλλιώς σε αυτού του τύπου τα κύτταρα είναι πολύ µικρές και άχρωµες και δεν γίνονται ευκρινώς ορατές. Οι µεγαλύτερες δοµές από αυτές πρέπει να είναι τα µιτοχόνδρια και τα προπλαστίδια (µικρά και µη διαφοροποιηµένα ακόµη πλαστίδια). Και τα φυτικά και τα ζωικά κύτταρα περιβάλλονται από κυτταρική µεµβράνη. Ενώ όµως στα ζωικά κύτταρα δεν υπάρχει κάτι πιο έξω από αυτήν, στα φυτικά υπάρχει, όπως προαναγράφηκε, το κυτταρικό τοίχωµα. ∆ηλαδή, για να το πούµε αντίστροφα η κυτταρική µεµβράνη υπάρχει µέσα από το κυτταρικό τοίχωµα. Επειδή το κυτταρικό τοίχωµα είναι πολύ παχύτερο από την κυτταρική µεµβράνη, η τελευταία δεν είναι ορατή. Έτσι χρησιµοποιούµε ένα τέχνασµα για να την «αποκολλήσουµε». Τα εισαγωγικά τοποθετήθηκαν στην προηγούµενη 33 λέξη γιατί η µεµβράνη δεν είναι πραγµατικά κολληµένη µε το τοίχωµα, χάρις σε κάποια κολλητική ουσία, απλώς είναι σε πολύ στενή επαφή µαζί του. Η στενή επαφή οφείλεται στη σπαργή του κυττάρου. Ένα κύτταρο βρίσκεται σε σπαργή, όταν δεν έχει έλλειψη νερού. Αν κατορθώσουµε να το κάνουµε να χάσει νερό, θα χαλαρώσει και η επαφή µεταξύ κυτταρικού τοιχώµατος και κυτταρικής µεµβράνης. Γλωσσολογική σηµείωση: Η λέξη σπαργή, έχει κοινή προέλευση µε τη λέξη σπάργανα, που έλεγαν οι αρχαίοι για τις φασκιές των µωρών, δηλαδή πανιά που είχαν στενή επαφή µε το δέρµα του µωρού, όπως έχει το κυτταρικό τοίχωµα µε την κυτταρική µεµβράνη. Η ζωντανή κυτταρική µεµβράνη έχει εκλεκτική διαπερατότητα, δηλαδή επιτρέπει τη δίοδο ορισµένων ουσιών και άλλων όχι. Εκµεταλλευόµενοι αυτήν την ιδιότητά της και το γνωστό από τη φυσική φαινόµενο της ώσµωσης, µπορούµε να προκαλέσουµε µικρή ή έντονη απώλεια νερού του κυττάρου και να το φέρουµε σε αρχικό ή τελικό στάδιο πλασµόλυσης, αντίστοιχα. Υπενθυµίζεται ότι κατά την ώσµωση, τα µόρια της διαλυµένης ουσίας δεν µπορούν να περάσουν την ηµιπερατή µεµβράνη, ενώ τα µόρια του διαλύτη µπορούν. Έτσι ρέει διαλύτης από το αραιότερο διάλυµα, που γίνεται όλο και λιγότερο αραιότερο, προς το πυκνότερο, που γίνεται έτσι όλο και λιγότερο πυκνότερο, µε τάση εξισορρόπησης των δύο διαλυµάτων. Χρησιµοποιώντας ως πυκνό διάλυµα ζαχαρόνερο ή αλατόνερο, θα προκαλέσουµε απώλεια νερού από το κύτταρο (κυρίως από το χυµοτόπιο, που είναι η αποθήκη νερού του κυττάρου και έχει και πολύ µεγάλο όγκο, στον τύπο του κυττάρου που µελετάµε). Τόσο ο τονοπλάστης, δηλαδή η µεµβράνη του χυµοτοπίου, όσο και η κυτταρική µεµβράνη, είναι ηµιπερατές µεµβράνες. Το κυτταρικό τοίχωµα δεν είναι µεµβράνη και µπορούν να περνούν από µέσα του και µόρια διαλύτη και µόρια διαλυµένης ουσίας. Με τη συρρίκνωση (ζάρωµα) του πρωτοπλάστη (πρωτοπλάστης = κύτταρο - κυτταρικό τοίχωµα), µπορούµε να παρατηρήσουµε την κυτταρική µεµβράνη, που «αποκολλήθηκε» από το κυτταρικό τοίχωµα. Μπορούµε επίσης να µετρήσουµε τον αριθµό των χυµοτοπίων, τα οποία έχουν κι αυτά συρρικνωθεί, χάνοντας πολύ από το νερό που περιείχαν. Τέλος παρατηρούµε τις πλασµοδέσµες, δηλαδή δέσµες κυτταροπλάσµατος στα σηµεία επικοινωνίας των φυτικών κυττάρων. Τα φυτικά κύτταρα επικοινωνούν όπου τα τοιχώµατά τους εµφανίζουν «οπές» (τρύπες), που ονοµάζονται βοθρία. Τα βοθρία δεν είναι στην πραγµατικότητα τρύπες, αλλά περιοχές του κυτταρικού τοιχώµατος, όπου το κυτταρικό τοίχωµα δεν φέρει τη δευτερογενή πάχυνση. Εκεί καταλήγουν δέσµες µε κυτταρικό χυµό (κυτταρόπλασµα), που όπως αναφέραµε ονοµάζονται πλασµοδέσµες. 34 Εκτέλεση Άσκησης Τοποθετείστε τρεις – τέσσερις σταγόνες νερό στο κέντρο της αντικειµενοφόρου σας πλάκας. Λάβετε ένα χιτώνα (φυλλάριο) από βολβό κρεµµυδιού. ∆ιαλέξτε ένα χιτώνα από τους κεντρικούς, αποφεύγοντας τόσο τους περιφερειακούς, όσο και αυτούς που βρίσκονται προς το κέντρο (καρδιά) του βολβού. Το επιστηµονικό όνοµα του φυτού του κρεµµυδιού είναι Allium cepa και ανήκει στα µονοκοτυλήδονα φυτά και συγκεκριµένα στην οικογένεια Liliaceae, η οποία περιλαµβάνει εδώδιµα (κρεµµύδι, σκόρδο) αλλά και ανθοκοµικά φυτά (κρίνος). Στην κοίλη εσωτερική επιφάνεια χαράξετε 4 – 5 χαρακιές, περίπου παράλληλες µεταξύ τους. Εν συνεχεία χαράξετε άλλες 4 – 5 χαρακιές κάθετες προς τις πρώτες. Μετά χρησιµοποιώντας µία λαβίδα του εργαστηρίου ανασηκώσατε ένα τετραγωνάκι διαφανές, από τη «σκακιέρα» που δηµιουργήσατε. Η διαφάνειά του εγγυάται ότι όντως έχετε αφαιρέσει µόνο τον επιδερµικό ιστό και έτσι θα έχετε µία ευκολότερη παρατήρηση. Τοποθετείστε ένα – δύο από αυτά τα τετραγωνάκια στο νερό που έχετε ήδη τοποθετήσει στην αντικειµενοφόρο σας. Σχεδιάστε 6 – 8 κύτταρα στη µικρότερη µεγέθυνση (Χ40) για να καταγράψετε το µέσο (αντιπροσωπευτικό) σχήµα των επιδερµικών κυττάρων στο βολβό του κρεµµυδιού και τον τρόπο σύνδεσης µεταξύ τους. Απεικονίσετε επίσης τις κυτταρικές δοµές, οι οποίες καθίστανται ορατές σε αυτήν τη µεγέθυνση. Ακολούθως συνεχίστε την παρατήρησή σας σε µεγαλύτερες µεγεθύνσεις. Στη µεγαλύτερη από τις προσφερόµενες µεγεθύνσεις απεικονίστε την προσφερόµενη πληροφόρηση σε ένα κύτταρο. Στη συνέχεια καλέστε µας να προσθέσουµε ένα υπερτονικό, ως προς το περιεχόµενο του χυµοτοπίου, αλλά και του κυττάρου, υδατικό διάλυµα. Συνήθως είναι υπερτονικό διάλυµα καλαµοσακχάρου (ζάχαρης). Επιστρέφοντας στη µικρή µεγέθυνση, που προσφέρει εποπτική εικόνα εντοπίστε την περιοχή όπου αρχίζει το φαινόµενο της πλασµόλυσης. Επανέλθετε στις µεγαλύτερες µεγεθύνσεις και απεικονίσετε την εσωτερική δοµή ενός κυττάρου το οποίο βρίσκεται σε αρχικό στάδιο πλασµόλυσης και αντίστοιχα ενός κυττάρου το οποίο βρίσκεται σε προχωρηµένη πλασµόλυση. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Ποια είναι τα δύο χαρακτηριστικά του φυτικού κυττάρου (δηλαδή δοµές αποκλειστικά δικές του, µε άλλα λόγια δοµές που απουσιάζουν από το ζωικό κύτταρο) που µελετάµε κατ’ αυτήν την εργαστηριακή άσκηση; 2. Ποια ιδιότητα παρουσιάζουν οι κυτταρικές µεµβράνες; 3. Πώς ονοµάζεται το φυσικό φαινόµενο που εκµεταλλευόµαστε για την αποµάκρυνση της κυτταρικής µεµβράνης από το κυτταρικό τοίχωµα; 4. Πώς ονοµάζεται το όλο φαινόµενο που προκαλούµε; 5. Ποιο, απαραίτητο για τη ζωή, υγρό διαδραµατίζει ρόλο στην όλη άσκηση και τι ακριβώς κάνει; 6. Μέσω ποιων δοµών επικοινωνούν τα γειτονικά φυτικά κύτταρα µεταξύ τους; 7. Πού παρατηρείται και πώς αναγνωρίζεται ο πυρηνίσκος; 8. Πώς ονοµάζονται τα κύτταρα τα οποία παρατηρήσαµε; Ποια είναι η τυπική µορφή τους; 9. Πώς ονοµάζεται, από τι περιβάλλεται και τι αποθηκεύει η αποθηκευτική δοµή, που µελετάµε κατ’ αυτήν την άσκηση; 10. Τελικά σε τι χρησιµεύει στο κύτταρο η αντίδραση που παρατηρήσαµε; 35 3η Εργαστηριακή άσκηση: ΣΤΟΜΑΤΙΑ – ΠΛΑΣΤΙ∆ΙΑ - ΑΜΥΛΟΚΟΚΚΟΙ Τον επιδερµικό ιστό τον πρωτοµελετήσαµε στην άσκηση κατά την οποία υποβάλαµε επιδερµικά κύτταρα του κρεµµυδιού σε πλασµόλυση. Ο επιδερµικός ιστός, που είχαµε µελετήσει τότε προερχόταν από ένα υπόγειο όργανο του φυτού (από χιτώνα του βολβού, ο οποίος είναι όργανο που απαντάται σε ορισµένα µόνο φυτά, που χαρακτηρίζονται ως βολβόφυτα). Μελετώντας επιδερµικό ιστό από υπέργειο φυτικό όργανο, δηλαδή όργανο που βρίσκεται εκτός εδάφους, κυρίως στα φύλλα, αλλά και σε τρυφερούς, πράσινους ακόµα βλαστούς, είναι πιθανό να παρατηρήσουµε ανοίγµατα της επιδερµίδας, τα στόµατα (που λέγονται και στοµάτια). Κάθε στόµα αποτελείται από δύο νεφρόσχηµα (φασολόσχηµα) κύτταρα που ονοµάζονται καταφρακτικά και το στοµατικό πόρο στη µέση. Ο στοµατικός πόρος, ανάλογα µε την κατάσταση του συγκεκριµένου φύλλου, του συνόλου του φυτού και την ώρα της ηµέρας µπορεί να είναι κλειστός, τελείως ανοικτός, ή σε κάποια ενδιάµεση κατάσταση. Από αυτά τα ανοίγµατα της επιδερµίδας εισέρχεται διοξείδιο του άνθρακα (CO2), που είναι απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση. Ακόµη εισέρχεται οξυγόνο (Ο2), που είναι απαραίτητο για την αναπνοή. Επίσης εξέρχονται τα προαναφερθέντα αέρια όταν πλεονάζουν (περισσεύουν). ΣΧΗΜΑ 5. α: Παρασκεύασµα από κάτω επιδερµίδα φύλλου κισσού (Hedera helix). ∆ιακρίνονται ευκρινώς τα στοµάτια, β: στοµάτιο του φυτού τηλέγραφος (Tradescantia sp.). ∆ιακρίνονται τα καταφρακτικά και τα παρακαταφρακτικά κύτταρα, καθώς και ο στοµατικός πόρος, γ: Στοµάτια σε επιδερµίδα φύλλου από καλαµπόκι (Zea mays). Τα καταφρακτικά κύτταρα των στοµατίων έχουν σχήµα αλτήρα, δ: εγκάρσια τοµή και επιφανειακή όψη στοµατίου του φυτού ίριδα (Iris florentina). 36 Αντίδραση φωτοσύνθεσης: 6CO2 + 6Η2Ο=> C6H12O6 + O2 Για να διεξαχθεί η αντίδραση της φωτοσύνθεσης, χρειάζεται φως, καθώς επίσης και χλωροφύλλη για να δεσµεύσει µέρος της ενέργειάς του. Αντίδραση αναπνοής: C6H12O6 + O2 => 6CO2 + 6Η2Ο Όπως φαίνεται από τις αντιδράσεις φωτοσύνθεσης και αναπνοής, που είναι αντίστροφες η µία της άλλης, κατά τη φωτοσύνθεση εισέρχεται διοξείδιο του άνθρακα και εξέρχεται οξυγόνο, ενώ κατά την αναπνοή εισέρχεται οξυγόνο και εξέρχεται διοξείδιο του άνθρακα. Από τα στοµάτια τέλος εξέρχεται νερό σε αέρια κατάσταση (υδρατµοί), µε τη λειτουργία που ονοµάζεται διαπνοή. Τη διαπνοή µπορεί κάποιες φορές να τη χρειάζεται το φυτό για να ρίξει τη θερµοκρασία του µε αυτή την εξάτµιση νερού, αλλά συνήθως γίνεται χωρίς να είναι επιθυµητή για το φυτό, απλώς καθώς έχει ανοίξει τα στοµάτια για να µπει διοξείδιο και να φωτοσυνθέσει, από τη ζέστη εξατµίζεται νερό, από αυτό που έχουν τα διάφορα φυτικά κύτταρα. Για να δέχονται λοιπόν όσο το δυνατόν λιγότερη ζέστη τα στοµάτια των φυτών που ζουν σε µάλλον ζεστά και ξηρά κλίµατα, σε κλίµατα δηλαδή όπου το νερό δεν είναι κάτι άφθονο που µπορούν εύκολα όταν το χάνουν, να το αναπληρώνουν, έχουν µία προφύλαξη. Βρίσκονται όλα ή τα περισσότερα στοµάτια στην κάτω επιφάνεια του φύλλου. Στη χώρα µας που, ιδιαίτερα το νότιο τµήµα της έχει κλίµα ζεστό και ξηρό, πολλά αυτοφυή ή και ευδοκιµούντα καλλιεργούµενα φυτά, έχουν τέτοια κατανοµή στα στοµάτιά τους. Τα καταφρακτικά κύτταρα κρατούν ανοικτό το στοµατικό πόρο, όταν ευρίσκονται σε σπαργή (όταν δεν τους λείπει νερό). Όταν εµφανίζουν ελαφρά ή έντονα φαινόµενα πλασµόλυσης ο στοµατικός πόρος είναι ηµίκλειστος και τελείως κλειστός αντίστοιχα. Όταν «πρέπει» να βρεθούν σε σπαργή παίρνουν νερό από τα γειτονικά τους κύτταρα που λέγονται περικαταφρακτικά (στη φτέρη) ή παρακαταφρακτικά σε ανώτερα φυτά, όπου έχουν πιο διαφοροποιηµένη µορφή και ακόµη πιο εξειδικευµένη λειτουργία. Όταν µελετήσουµε το φύλλο στην 8η εργαστηριακή άσκηση, θα δούµε ότι τα κύτταρα ενός ιστού κάτω από την επιδερµίδα, ο οποίος ονοµάζεται πασσαλώδες παρέγχυµα, έχουν πολλούς χλωροπλάστες. Οι χλωροπλάστες είναι η κυριότερη κατηγορία πλαστιδίων. Τα πλαστίδια είναι οργανίδια, που συναντώνται αποκλειστικά σε φυτικά κύτταρα. Οι χλωροπλάστες, ως τα κυριότερα πλαστίδια, είναι τα πρώτα πλαστίδια που θα µελετήσουµε. Αυτά τα πλαστίδια περιέχουν µία πράσινη χρωστική, την χλωροφύλλη, χάρις στην οποία τα φυτά είναι αυτότροφα. Μελετώντας τα σε επιδερµικό ιστό, θα τα βρούµε στα καταφρακτικά κύτταρα. Τα υπόλοιπα επιδερµικά κύτταρα, καθώς έχουν εξειδικευθεί για να προστατεύουν τους εσωτερικούς ιστούς, έχουν εγκαταλείψει τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης και δεν έχουν χλωροπλάστες. Αν το φυτό που έχουµε επιλέξει να µελετήσουµε είναι πτεριδόφυτο (φτέρη), θα δούµε λίγους χλωροπλάστες και στα υπόλοιπα κύτταρα. Αυτό συµβαίνει επειδή τα πτεριδόφυτα ως πολύ παλαιά φυτά (κυριαρχούσαν επί της γης, όταν από πλευράς ζώων κυριαρχούσαν οι δεινόσαυροι) φέρουν αρκετά χαρακτηριστικά πρωτόγονων φυτών. Αντίθετα αν µελετήσουµε τους χλωροπλάστες σε επιδερµίδα από φυτά καπνού (Nicotiana tabaccum), από το φυτό τηλέγραφο (Tradescantia sp.) ή από ψυχανθή (µέλη της οικογένειας Fabaceae) θα τους παρατηρήσουµε µόνο σε καταφρακτικά κύτταρα. Οι χλωροπλάστες στα καταφρακτικά κύτταρα χρησιµεύουν για να τους δίνουν ενέργεια, ώστε να αντλούν το νερό από και προς τα γειτονικά τους κύτταρα, για να πετύχουν το άνοιγµα ή το κλείσιµο του στοµατικού πόρου, όπως προαναφέραµε. Τα κύτταρα των φωτοσυνθετικών ιστών, στα περισσότερα είδη µε οικονοµική σηµασία, έχουν περίπου από 20 έως 50 χλωροπλάστες. Κάποια άλλα πλαστίδια είναι οι χρωµοπλάστες. Αυτά τα οργανίδια δεν περιέχουν πράσινη χρωστική, αλλά χρωστικές άλλων χρωµάτων, κόκκινες, κίτρινες ή πορτοκαλλόχρωµες. Αυτές οι χρωστικές ονοµάζονται καροτινοειδή. Κατ’ εξαίρεση µπορεί να συναντήσουµε χρωστικές στις ρίζες κάποιων φυτών, όπως στο καρότο ή το ραπανάκι. Αλλά οι περισσότεροι 37 χρωµοπλάστες βρίσκονται στους καρπούς. Οι άγουροι καρποί είναι όπως ξέρουµε πράσινοι. Τα κύτταρά τους έχουν τότε χλωροπλάστες και φωτοσυνθέτουν. Χάρη στη φωτοσύνθεση (ενός αριθµού γειτονικών φύλλων αλλά και δική τους) ωριµάζουν. Τότε καταστρέφονται οι χλωροπλάστες και σχηµατίζονται χρωµοπλάστες. Οι χλωροπλάστες, οι χρωµοπλάστες, αλλά και τα άλλα πλαστίδια που αναφέρονται στις επόµενες παραγράφους, σχηµατίζονται από τα προπλαστίδια, που είναι µικρά πλαστίδια και αδιαφοροποίητα (ασχηµάτιστα, δεν έχει ακόµα αποφασιστεί από το κύτταρο που τα περιέχει αν «ωριµάζοντας» και µεγαλώνοντας θα γίνουν χλωροπλάστες, χρωµοπλάστες ή άλλη µορφή πλαστιδίου). Τα περισσότερα άνθη δεν οφείλουν το χρώµα τους σε χρωµοπλάστες, αλλά σε χρωστικές (που ονοµάζονται ανθοκυάνες ή ανθοκυανίνες) διαλυµένες στο νερό του χυµοτοπίου των κυττάρων τους. Χρωµοπλάστες λοιπόν βρίσκονται κυρίως στα κύτταρα των καρπών. Τι χρησιµεύουν; Τους προβάλλουν, τους διαφηµίζουν! «∆ιαλαλούν» ότι είναι ώριµοι για να τους φάει κάποιο πουλί ή θηλαστικό. Μέσα στο στοµάχι του πουλιού ή του τετραπόδου (ή στο δικό µας στοµάχι), σπάει ενδεχόµενος λήθαργος των σπερµάτων, µεταφέρονται µακριά τα σπέρµατα (σπέρµατα είναι τα κουκούτσια) µέχρι να χωνευτεί ο καρπός και έτσι διαδίδεται στο χώρο το συγκεκριµένο φυτικό είδος και ακόµα τα σπέρµατα αποβάλλονται µαζί µε λίπασµα (τα κόπρανα ή την κουτσουλιά). Πάρα πολλά σπέρµατα, όταν πρόκειται για µικρά κουκούτσια, τα καταπίνουµε σχεδόν πάντα ακόµα κι εµείς. Σε αυτήν την περίπτωση υπάγονται τα σπέρµατα της τοµάτας, του αγγουριού, της πιπεριάς, του ακτινιδίου, της φράουλας, του σύκου. Αρκετά άλλα σπέρµατα, κάπως µεγαλύτερα, τα καταπίνουµε σπανιότερα, µόνο όταν τρώµε λαίµαργα (π.χ. σπέρµατα των σταφυλιών, του καρπουζιού, του πεπονιού). Τα ζώα όµως καταπίνουν πολύ συχνά σχεδόν όλα τα είδη των σπερµάτων, τουλάχιστον όσα µπορούν να καταπιούν σύµφωνα µε το µέγεθός τους και έτσι ωφελούν µε τους τρεις προαναγραφέντες τρόπους (σπάσιµο λήθαργου, διάδοση στο χώρο, λίπασµα) το φυτικό είδος που έχει νόστιµους καρπούς και καλά διαφηµισµένους χάρις στους χρωµοπλάστες των κυττάρων τους. Μια τρίτη πολύ σπουδαία κατηγορία πλαστιδίων είναι οι αµυλοπλάστες. Αυτοί περιέχουν άµυλο, δηλαδή γλυκόζη (C6H12O6), πολυµερισµένη µε ένα συγκεκριµένο τρόπο (C6H12O6)ν όπου ν είναι ένας µεγάλος αριθµός. Το άµυλο είναι µια πολύτιµη, ενεργειακά, ουσία για το φυτό, την οποία αποθηκεύει µερικές φορές για λογαριασµό του (π.χ. στους υπόγειους βλαστούς - βλαστοκονδύλους της πατατιάς), για να τη χρησιµοποιήσει αργότερα (π.χ. την άνοιξη, που έχει περάσει η δυσµενής περίοδος και το φυτό χρειάζεται ενέργεια για να ξαναβλαστήσει). Κάποιες άλλες φορές µπορεί να «προικίζει» µε αυτήν την πολύτιµη ουσία, την πλούσια σε ενέργεια, τα παιδιά του (π.χ. το σιτάρι, το καλαµπόκι, το φασόλι κλπ.). Στο σπέρµα αυτών των φυτών υπάρχει άµυλο που θα βοηθήσει τα αρτίβλαστα (τα νεαρότατα φυτά, αυτά που µόλις έχουν βλαστήσει) να ζήσουν και να αναπτύξουν τα φύλλα και τις ρίζες ώστε να γίνουν ανεξάρτητα φυτά. Άλλα αποθηκευτικά πλαστίδια είναι οι πρωτεοπλάστες, που αποθηκεύουν πρωτεΐνες και οι ελαιοπλάστες, που αποθηκεύουν έλαια. Όλα τα αποθηκευτικά πλαστίδια επειδή δεν έχουν χρωστικές, όπως οι χλωροπλάστες και οι χρωµοπλάστες, που είναι έγχρωµοι, ονοµάζονται λευκοπλάστες, επειδή αυτά είναι άσπρα. 38 ΣΧΗΜΑ 6: Αµυλόκοκκοι από σπέρµατα τεσσάρων ειδών αγρωστωδών (βρώµη, καλαµπόκι, σιτάρι και ρύζι), ενός είδους ψυχανθούς (φασόλι), καθώς και από βλαστοκόνδυλο (υπόγειο βλαστό) πατατιάς. Εκτέλεση Άσκησης α) Παρατήρηση στοµατίων και χλωροπλαστών: Για την παρατήρηση των χλωροπλαστών θα παρατηρηθούν επιδερµικά κύτταρα από κάποιο είδος πτεριδόφυτου (π. χ. του γένους Aspidium ή Nephrolepis) ή και σπερµατοφύτου (π. χ. της κουκιάς Vicia faba οικογένεια Fabaceae, του καπνού Nicotiana tabaccum οικογένεια Solanaceae, ή του τηλέγραφου Tradescantia sp. οικογένεια Commelinaceae). Οι λίγοι σχετικά χλωροπλάστες, οι οποίοι υπάρχουν στην επιδερµίδα, διευκολύνουν την παρατήρησή µας σε σχέση µε κυρίως φωτοσυνθετικούς ιστούς (π. χ. πασσαλώδες παρέγχυµα στο φύλλο, όπου ο µεγάλος αριθµός και η πυκνότητά τους δυσχεραίνουν την παρατήρηση). Με απλό λοξό σχίσιµο του φύλλου προσπαθήστε να εµφανιστεί µία µικρή διαφανής περιοχή στην κάτω όψη του φύλλου, δηλαδή να αποµονωθεί ο κάτω επιδερµικός ιστός του φύλλου. Αποκόψτε αυτήν την περιοχή εντός της µικροποσότητας νερού, που έχετε τοποθετήσει στο κέντρο της αντικειµενοφόρου σας. Παρατηρείστε το παρασκεύασµα. Σχεδιάστε σε µεγάλη µεγέθυνση ένα στοµάτιο, δηλαδή τα καταφρακτικά κύτταρα και το στοµατικό πόρο. Σχεδιάστε επίσης τα περικαταφρακτικά κύτταρα και τα απλά επιδερµικά που τα περιβάλλουν. β) Παρατήρηση χρωµοπλαστών Για την παρατήρηση των χρωµοπλαστών θα παρατηρηθούν παρεγχυµατικά κύτταρα από µεσοκάρπιο του φυτού της τοµατιάς. Το επιστηµονικό όνοµα της τοµατιάς είναι Lycopersicon esculentum και ανήκει στην οικογένεια Solanaceae, οικογένεια η οποία περιλαµβάνει πολλά φυτά µε εδώδιµους καρπούς όπως η τοµατιά, η πιπεριά, η µελιτζανιά, φυτά µε φαγώσιµους υπόγειους βλαστούς, όπως η πατατιά, 39 αλλά και φυτά µε άλλες χρήσεις, όπως ο καπνός. Μικρή ποσότητα από το σαρκώδες µεσοκάρπιο θα τοποθετηθεί εντός της ποσότητας του νερού που υπάρχει στην αντικειµενοφόρο σας πλάκα. Χρησιµοποιώντας το ξυραφάκι σας και τη λαβίδα του εργαστηρίου και εκµεταλλευόµενοι τη χαµηλή συνεκτικότητα του παρεγχυµατικού ιστού θα διαµελίσετε τον ιστό και θα παρατηρήσετε τα κύτταρα που θα έχουν παρασυρθεί προς τα άκρα του παρασκευάσµατος. Το περίγραµµα των κυττάρων θα το απεικονίσετε σε µία από τις δύο πρώτες µεγεθύνσεις (Χ40 ή Χ100), ενώ το περιεχόµενο του κυττάρου (πυρήνα µε πυρηνίσκο, χρωµοπλάστες, βελόνες λυκοπινίου) θα το απεικονίσετε χρησιµοποιώντας τη µεγάλη µεγέθυνση, για να έχετε όσο το δυνατόν περισσότερη πληροφόρηση. ∆εν θα απεικονίσετε τις αναδιπλώσεις που προέκυψαν από τον τρόπο κατεργασίας του παρασκευάσµατος (artifacts). β) Παρατήρηση αµυλοπλαστών Για την παρατήρηση των αµυλοπλαστών θα παρατηρηθούν οι αµυλοπλάστες, οι οποίοι θα προέλθουν από τη θραύση των παρεγχυµατικών κυττάρων από τον υπόγειο βλαστό (βλαστοκόνδυλο) του φυτού της πατατιάς. Σε τεµάχιο βλαστοκονδύλου πατατιάς, θα σύρετε το ξυραφάκι σας ώστε να πάρει χυµό από µία νωπή επιφάνεια του βλαστοκονδύλου. Αυτούσιο αυτόν το χυµό, ή αραιωµένο σε µία σταγόνα νερό, θα τον παρατηρήσετε αναζητώντας εκτός από τους άφθονους απλούς, να παρατηρήσετε σύνθετους και ηµισύνθετους αµυλόκοκκους. Σε περίπτωση επάρκειας χρόνου θα παρατηρηθούν επίσης αµυλόκοκκοι από σπέρµατα διαφόρων ειδών αγρωστωδών, καθώς και φασολιάς. ΣΧΗΜΑ 7: Άνω ο κόνδυλος της πατατιάς και ο τρόπος λήψης χυµού για την παρατήρηση και κάτω, σε µεγάλη µεγέθυνση, ένα αποταµιευτικό του κύτταρο µε τους αµυλόκοκκους που περιέχει. 40 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του φυτικού κυττάρου (δηλαδή δοµές αποκλειστικά δικές του, µε άλλα λόγια δοµές που απουσιάζουν από το ζωικό κύτταρο) που µελετάµε κατ’ αυτήν την εργαστηριακή άσκηση; Πώς λέγονται όλα µαζί µε ένα όνοµα; Σε τι χρησιµεύουν τα στοµάτια; Σε ποια επιφάνεια του φύλλου βρίσκονται περισσότερα στοµάτια και γιατί; Τι είναι τα καροτινοειδή; Ο επιδερµικός ιστός διαθέτει κύτταρα που παρουσιάζουν όλα την ίδια µορφή και την ίδια λειτουργία; Ποια πλαστίδια έχουν αποθηκευτικό ρόλο; Γιατί ένα φυτό αποθηκεύει θρεπτικές ουσίες; Ποιος ο χηµικός τύπος και ποια η χρησιµότητα του αµύλου; Αναφέρατε πέντε φαγώσιµα φυτικά όργανα διαφορετικών φυτών, που να είναι ελκυστικά, χάρη στο χρώµα τους. Συµπληρώστε τα πλαστίδια στα οποία περιέχονται οι αναγραφόµενες ουσίες: ΠΛΑΣΤΙ∆ΙΑ ΟΥΣΙΕΣ Χλωροφύλλη Καροτινοειδή Άµυλο Έλαια Πρωτεΐνες 10. Ποια πλαστίδια αναµένετε να βρείτε σε άγουρους καρπούς και ποια σε ώριµους; Ποια σε φύλλα και ποια σε υπόγεια όργανα; 41 4η Εργαστηριακή άσκηση: ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΒΛΑΣΤΟΥ Ι ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΙ ΙΣΤΟΙ ΒΛΑΣΤΟΥ: ΕΠΙ∆ΕΡΜΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ, ΚΟΛΛΕΓΧΥΜΑ, ΣΚΛΗΡΕΓΧΥΜΑ, ΧΛΩΡΕΓΧΥΜΑ, ΑΠΟΤΑΜΙΕΥΤΙΚΟ ΠΑΡΕΓΧΥΜΑ Τα φυτά µε τις ρίζες τους προσλαµβάνουν (παίρνουν) από το έδαφος νερό και διάφορα ανόργανα άλατα (κυρίως αζώτου και φωσφόρου, αλλά και πολλά άλλα σε µικρότερες ποσότητες). Αυτά είναι η πρώτη ύλη για την τροφή τους. Αποτελούν όµως απλά και µόνο τις πρώτες ύλες για την τροφή τους. Όπως όταν ψωνίζουµε από το κρεοπωλείο, το παντοπωλείο και το οπωροπωλείο επεξεργαζόµαστε (µαγειρεύουµε) τις πρώτες ύλες για να παρασκευάσουµε φαγητό, έτσι κατ’ αντιστοιχία (και όχι καθ’ οµοιότητα) το φυτό φτιάχνει οργανικές ουσίες, χρησιµοποιώντας αυτές τις πρώτες ύλες, καθώς και µία ακόµη, το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), που παίρνει από τον αέρα µε τα στοµάτια, που υπάρχουν κυρίως στα φύλλα. Στα φύλλα επίσης γίνεται και ο κύριος όγκος της φωτοσύνθεσης. Εποµένως εκεί δεσµεύεται ενέργεια για αυτές τις βιοχηµικές διεργασίες. Η επικοινωνία µεταξύ ριζών και φύλλων γίνεται χάρις στον βλαστό. Ο ιστός που είναι υπεύθυνος για αυτήν την επικοινωνία είναι ο αγωγός ιστός και θα τον µελετήσουµε στις δύο επόµενες εργαστηριακές ασκήσεις. Όµως η λειτουργία του βλαστού δεν περιορίζεται στην επικοινωνία ριζών και φύλλων. Ο βλαστός στηρίζει όλα τα υπέργεια µέρη του φυτού, φέρνει τα φύλλα πιο κοντά προς το φως, υπερβαίνοντας εµπόδια που τα σκίαζαν και, αντίστοιχα υψώνοντάς τα, προβάλλει τα άνθη στα έντοµα ή τα εκθέτει στον άνεµο για την επικονίασή τους. Ακόµη, ανάλογα µε το είδος του φυτού, έχει περισσότερο ή λιγότερο αποθηκευτικό ρόλο, όταν είναι τρυφερός – πράσινος φωτοσυνθέτει, ενώ σε πολυετή δενδρώδη και θαµνώδη φυτά ξυλοποιείται συµβάλλοντας έτσι αποτελεσµατικότερα και µονιµότερα στη στήριξη του φυτού. Στο αντικείµενο που αφορά το βλαστό είναι αφιερωµένες οι περισσότερες ασκήσεις (τέσσερις). Στην πρώτη άσκηση θα µελετήσουµε τους ιστούς που περιβάλλουν εξωτερικά το βλαστό. Οι εξωτερικοί ιστοί του βλαστού είναι ο Επιδερµικός ιστός, το Κολλέγχυµα, το Σκληρέγχυµα, το Χλωρέγχυµα και το Αποταµιευτικό Παρέγχυµα Τον επιδερµικό ιστό τον έχουµε µελετήσει στις δύο προηγούµενες ασκήσεις. Όµως και στις δύο, τον παρατηρήσαµε σε κάτοψη. Σε αυτήν την άσκηση θα τον παρατηρήσουµε σε εγκάρσια τοµή βλαστού. Συγχρόνως θα παρατηρήσουµε τόσο παρεγχυµατικούς ιστούς (χλωρέγχυµα και αποταµιευτικό παρέγχυµα), όσο και στηρικτικούς ιστούς (κολλέγχυµα και σκληρέγχυµα). Βλέποντας επιδερµικό ιστό σε εγκάρσια τοµή πράσινου φωτοσυνθετικού βλαστού, αυτό που λέµε κοινά «τρυφερό βλαστό», θα παρατηρήσουµε και καταφρακτικά κύτταρα σε εγκάρσια τοµή και θα δούµε το σχήµα της διατοµής τους και τις ιδιόµορφες παχύνσεις των τοιχωµάτων τους. Επιπλέον θα παρατηρήσουµε το ιδιόµορφο σχήµα των καταφρακτικών κυττάρων των αγρωστωδών. Το σχήµα τους ονοµάζεται αλτηροειδές. Ένα µορφολογικό χαρακτηριστικό ακόµη, το οποίο θα παρατηρήσουµε για πρώτη φορά, είναι ο υποστοµάτιος ή υποστοµατικός χώρος, ακριβώς µέσα από τα στοµάτια. Επιπλέον εξωτερικά των επιδερµικών κυττάρων θα παρατηρήσουµε µία ακυτταρική στρώση, την εφυµενίδα. Η εφυµενίδα καλύπτει τα υπέργεια όργανα των φυτών και χάρη στην κηρώδη ουσία που περιέχει, την κιουτίνη τα προστατεύει από την απώλεια νερού. Φυτικά είδη που έχουν εξελιχθεί σε θερµές και ξηρές περιοχές, διαθέτουν παχύτερη εφυµενίδα απ’ ότι φυτά υγρών και ψυχρών περιοχών. Ακόµη τα εκτεθειµένα στον ήλιο τµήµατα φυτικών οργάνων έχουν παχύτερη εφυµενίδα από τα σκιαζόµενα τµήµατα των ίδιων φυτών. Το κυριότερο ίσως χαρακτηριστικό των παρεγχυµατικών ιστών είναι ότι τα κύτταρά τους έχουν σηµαντικού µεγέθους µεσοκυττάριους χώρους (κενά µεταξύ των κυττάρων τους), εποµένως τα κύτταρά τους είναι χαλαρά συνδεδεµένα µεταξύ τους. Μια άλλη ιδιότητα των κυττάρων τους είναι ότι έχουν λεπτά κυτταρικά τοιχώµατα. Μια τρίτη ιδιότητά τους είναι ότι τα κύτταρά τους χαρακτηρίζονται ως υδαρή (έχουν ιδιαίτερα µεγάλη περιεκτικότητα σε νερό). Οι παρεγχυµατικοί ιστοί που θα παρατηρήσουµε σήµερα έχουν κύτταρα µε τα πιο κοινά, τα πιο συνηθισµένα σχήµατα παρεγχυµατικών κυττάρων: Σφαιρικά, ελλειψοειδή (σε σχήµα µπάλας 42 ράγκµπι) και ωοειδή (σε σχήµα αυγού). Ο προς το εξωτερικό της τοµής ευρισκόµενος παρεγχυµατικός ιστός έχει µικρότερα κύτταρα που φέρουν χλωροπλάστες και φωτοσυνθέτουν και γι’ αυτό ονοµάζεται φωτοσυνθετικό ή αφοµοιωτικό παρέγχυµα ή απλά χλωρέγχυµα. Χλωρεγχυµατικά κύτταρα ορίζουν τα εσωτερικά όρια του υποστοµατικού χώρου. Ο προς το εσωτερικό της τοµής του βλαστού παρεγχυµατικός ιστός αποτελείται από µεγαλύτερα κύτταρα µε αποταµιευτικό ρόλο (αποθηκεύουν άµυλο στους αµυλοπλάστες τους, νερό στα χυµοτόπια κλπ.) και ονοµάζεται αποταµιευτικό ή αποθηκευτικό ή αποθησαυριστικό παρέγχυµα. Οι στηρικτικοί ιστοί γενικά δεν έχουν ή έχουν ελαχιστοποιηµένους µεσοκυττάριους χώρους. Ακόµη έχουν κύτταρα µε ιδιαίτερα παχιά κυτταρικά τοιχώµατα. Ο πιο εξειδικευµένος στηρικτικός ιστός είναι ο σκληρεγχυµατικός. Τα σκληρεγχυµατικά κύτταρα που τον αποτελούν έχουν οµοιόµορφα παχυµένα κυτταρικά τοιχώµατα και εκτός από κυτταρίνη έχουν και λιγνίνη που δίνει ιδιαίτερη σκληρότητα και ανθεκτικότητα στα κυτταρικά τοιχώµατα. Τα σκληρεγχυµατικά κύτταρα είναι νεκρά κατά την ωριµότητά τους. ∆ηλαδή όταν µεγαλώσουν και φτιάξουν ενισχυµένα κυτταρικά τοιχώµατα πεθαίνουν. Αυτό συµβαίνει για να µη χρειάζεται να αναπνέουν, επειδή η αναπνοή είναι µία ήπια καύση και καταναλώνει ενέργεια. Έτσι τα τοιχώµατα των σκληρεγχυµατικών κυττάρων που αποµένουν µετά τη νέκρωση, προσφέρουν στήριξη, χωρίς να απαιτούν καύσιµα από το φυτό. ΣΧΗΜΑ 8. α: Επιδερµικά κύτταρα από χιτώνα βολβού του φυτού Allium cepa (κρεµµύδι), β: Παρεγχυµατικά κύτταρα από καρπό λιγούστρου (Ligustrum sp.). Ένας άλλος συνηθισµένος στηρικτικός ιστός είναι ο κολλεγχυµατικός. Αυτός έχει αρκετές διαφορές από το σκληρεγχυµατικό. Πρώτον τα κύτταρά του παραµένουν ζωντανά και µετά την κατασκευή των ενισχυµένων τοιχωµάτων τους. ∆εύτερον στα τοιχώµατά του δεν έχει εναποθέσεις λιγνίνης. Τρίτον, κάτι που µπορούµε να το δούµε και στο µικροσκόπιο, οι παχύνσεις των τοιχωµάτων των κυττάρων του είναι ανοµοιόµορφες. Αν είναι παχύτερες οι πάνω και κάτω επιφάνειες των κυττάρων (τα «πατώµατα» και τα «ταβάνια» τους) τότε ονοµάζεται κολλέγχυµα κατά πλάκας. Αν έχει εντονότερες (µεγαλύτερες) παχύνσεις στις γωνίες, τότε ονοµάζεται γωνιώδες κολλέγχυµα. Ο κολλεγχυµατικός ιστός υστερεί σχετικά µε το σκληρεγχυµατικό σε ισχύ, συνδυάζει όµως τη στήριξη που προσφέρει, µε ευλυγισία 43 ΣΧΗΜΑ 9: Εγκάρσια (άνω) και επιµήκης (κάτω) τοµή σε παρεγχυµατικό ιστό βλαστού ηλίανθου. 44 ΣΧΗΜΑ 10: Εγκάρσια (άνω) και επιµήκης (κάτω) τοµή σε σκληρεγχυµατικό ιστό βλαστού ηλιάνθου. 45 ΣΧΗΜΑ 11: Εγκάρσια (άνω) και επιµήκης (κάτω) τοµή σε κολλεγχυµατικό ιστό βλαστού ηλίανθου. 46 Εκτέλεση Άσκησης Στη σηµερινή άσκηση θα παρατηρηθούν επιδερµικός ιστός, δύο τύποι παρεγχυµατικού ιστού, ο φωτοσυνθετικός και ο αποταµιευτικός, καθώς και δύο τύποι στηρικτικού ιστού, ο σκληρεγχυµατικός και ο κολλεγχυµατικός. Η παρατήρησή τους θα γίνει στην εγκάρσια τοµή βλαστών των φυτών Zea mays, οικογένεια Gramineae (ή Poaceae) κοινώς καλαµποκιά και Cucurbita pepo, οικογένεια Cucurbitaceae κοινώς κολοκυθιά σε µόνιµα ή νωπά παρασκευάσµατα και φυσικά εφόσον σύµφωνα µε τον τίτλο η άσκηση αφορά τους εξωτερικούς ιστούς του βλαστού, θα τους παρατηρήσετε κοντά στα άκρα της περιφέρειας της εγκάρσιας τοµής. Εάν υπάρχει χρόνος ειδικά η παρατήρηση του κολλεγχύµατος µπορεί να γίνει σε εγκάρσιες τοµές µίσχων του φυτού Beta vulgaris, οικογένεια Chenopodiaceae, κοινώς παντζάρι ή τεύτλο ή κοκκινογούλι ή σε εγκάρσια τοµή του φυτού Apium graveolens, οικογένεια Umbelliferae (ή Apiaceae), κοινώς σέλινο. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Ποιοι είναι οι εξωτερικοί ιστοί του βλαστού; 2. Μπορείτε να συσχετίσετε τη θέση των εξωτερικών ιστών του βλαστού µε τη λειτουργία τους; 3. Πόσα είδη κολλεγχύµατος γνωρίζετε; Πώς διακρίνονται µεταξύ τους; 4. Στα κύτταρα ποιων ιστών παρατηρήσαµε σήµερα πλαστίδια και ποιας µορφής πλαστίδια στον κάθε ιστό; 5. Σε τι διαφέρει το κολλέγχυµα από το σκληρέγχυµα; 6. Ποιες µορφολογικές και λειτουργικές διαφορές παρουσιάζουν οι στηρικτικοί ιστοί, ως προς τους παρεγχυµατικούς; 7. Πού βρίσκονται οι υποστοµάτιοι χώροι και από τι περιβάλλονται; 8. Ποιος από τους ιστούς που µελετήσαµε σήµερα όταν ωριµάσει πεθαίνει; Τι πλεονέκτηµα προσφέρει αυτή η νέκρωση για το φυτό; 9. Σε τι διαφέρουν, από άποψη θέσης, µεγέθους και περιεχόµενων οργανιδίων, τα κύτταρα του φωτοσυνθετικού παρεγχύµατος από αυτά του αποθηκευτικού; 10. Πού βρίσκεται, τι είναι και σε τι χρησιµεύει η εφυµενίδα; 47 5η Εργαστηριακή άσκηση: ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΒΛΑΣΤΟΥ ΙΙ ΚΛΕΙΣΤΗ ΗΘΜΑΓΓΕΙΩ∆ΗΣ ∆ΕΣΜΙ∆Α (ΒΛΑΣΤΟΣ ΜΟΝΟΚΟΤΥΛΟΥ) Επειδή τα φύλλα είναι στο υπέργειο τµήµα του φυτού, οι υπόλοιπες πρώτες ύλες πρέπει να µεταφερθούν ως εκεί. Μετά πάλι από την επεξεργασία των πρώτων υλών, τα προϊόντα (σάκχαρα και πολλές άλλες οργανικές ενώσεις) πρέπει να µεταφερθούν σε όλο το φυτό. Τόσο η µεταφορά του νερού και των ανόργανων αλάτων, όσο και η µεταφορά των σακχάρων και των άλλων οργανικών ουσιών γίνεται µε τον αγωγό ιστό. Το τµήµα του αγωγού ιστού που είναι υπεύθυνο για την άνοδο του νερού και των εντός του διαλυµένων ανόργανων αλάτων λέγεται αγγειώδης (ή ξυλώδης) ιστός. Το άλλο τµήµα που είναι υπεύθυνο για τη διακίνηση (δεν πρόκειται αποκλειστικά ακριβώς για κάθοδο) των οργανικών ουσιών (διαλυµένων στο νερό επίσης), ονοµάζεται ηθµώδης ιστός. Τα κύτταρα που φτιάχνουν τα αγγεία του ξύλου είναι κυλινδρικά κύτταρα (µπορούµε να τα φανταστούµε σαν µικροσκοπικά βαρελάκια), τα οποία όταν φθάσουν στην ωριµότητά τους νεκρώνονται και καταστρέφεται ο πρωτοπλάστης τους (πρωτοπλάστης υπενθυµίζουµε ότι λέγεται το υπόλοιπο του φυτικού κυττάρου εκτός του κυτταρικού τοιχώµατος). Επιπλέον καταστρέφονται, µερικά ή ολικά, τα εγκάρσια τοιχώµατα (για να το πούµε όσο πιο απλά γίνεται, τα πατώµατα και τα καπάκια των βαρελιών). Έτσι αυτό που παραµένει από το κάθε κυλινδρικό κύτταρο είναι η καµπύλη επιφάνεια του κυλίνδρου και πολλά κύτταρα το ένα πάνω από το άλλο συγκροτούν ένα συνεχή αγωγό, ένα συνεχή σωλήνα, το αγγείο του ξύλου. Τα τοιχώµατα των ξυλωδών αγγείων έχουν επιπρόσθετες παχύνσεις σε µορφή δακτυλίων, σπειράµατος κλπ. για αυξηµένη ανθεκτικότητα, όπως έχουν πολλοί σωλήνες ποτίσµατος των οικιακών κήπων. Τα αγγεία έτσι παίρνουν ορισµένους χαρακτηρισµούς όπως δακτυλιόγλυπτα, ελικόγλυπτα, βοθριόγλυπτα, δικτυόγλυπτα κλπ. Τα γυµνόσπερµα (κυπαρίσσια, πεύκα, έλατα και συγγενικά φυτά) έχουν τραχεΐδες, οι οποίες αποτελούνται από οξύληκτα κύτταρα και επιτελούν τη λειτουργία που στα αγγειόσπερµα επιτελούν τα αγγεία του ξύλου, δηλαδή µεταφέρουν νερό και ανόργανα άλατα. Στα αγγειόσπερµα φυτά όµως, οι τραχεΐδες έχουν διαφορετικό σχήµα και η κύρια λειτουργία τους είναι να προσφέρουν επιπλέον στήριξη στα αγγεία του ξύλου, δίπλα στα οποία συναντώνται. Οι τραχεΐδες έχουν περιοριστεί σε αυτόν το ρόλο, επειδή στα αγγειόσπερµα πρωτοεµφανίστηκαν στην ιστορία της εξέλιξης των φυτών, τα αγγεία του ξύλου, τα οποία ανέλαβαν τη λειτουργία της ανόδου του νερού και των ανόργανων αλάτων. 48 Οι ηθµοσωλήνες είναι κατά µέσο όρο µικρότερης διατοµής από τα αγγεία του ξύλου. Οι ηθµοσωλήνες αποτελούνται από κύτταρα που λέγονται ηθµώδη. Τα ηθµώδη κύτταρα έχουν µία ιδιαιτερότητα αρκετά σπάνια: Ενώ παραµένουν ζωντανά, είναι απύρηνα (χωρίς πυρήνα). Αυτό το φαινόµενο δεν είναι καθόλου συνηθισµένο για κύτταρα οργανισµών που ανήκουν είτε στο φυτικό, είτε στο ζωικό βασίλειο. Τα ερυθρά αιµοσφαίρια, του ανθρώπου και των άλλων θηλαστικών, είναι η άλλη πολύ γνωστή εξαίρεση κυττάρων, που είναι ζωντανά και απύρηνα, αλλά αυτό το δεύτερο παράδειγµα προέρχεται από το ζωικό βασίλειο. Τα ηθµώδη κύτταρα δεν έχουν πυρήνα, που θα εµπόδιζε την ταχεία και απρόσκοπτη (ανεµπόδιστη) ροή του θρεπτικού χυµού στο φυτικό σώµα. Είναι χρήσιµο όµως το ότι παραµένουν ζωντανά, γιατί έτσι µπορούν να επέµβουν σ’ αυτήν τη ροή. Επιπλέον τα εγκάρσια τοιχώµατα που φέρει το κάθε ηθµώδες κύτταρο είναι διάτρητα (φέρουν πάρα πολλές τρύπες), για την κατακόρυφη διακίνηση από κύτταρο σε κύτταρο. Η κίνηση είναι κυρίως κάθοδος των ουσιών, αλλά κάποιοι ηθµοσωλήνες, µπορεί να οδηγούν και προς τα πάνω τις οργανικές ουσίες, σε µικρές κυρίως αποστάσεις µέχρι την κορυφή ενός βλαστού, όπου υπάρχει ένα µπουµπούκι, που αναπτύσσεται σε άνθος ή ένας άγουρος καρπός, που ωριµάζει και απαιτείται έτσι συρροή οργανικών ουσιών από τα πλησιέστερα φύλλα. Τα εγκάρσια τοιχώµατα των ηθµωδών κυττάρων λέγονται ηθµώδεις πλάκες. Η µορφή των ηθµωδών πλακών, δηλαδή το σχήµα, το µέγεθος και η διάταξη των οπών που φέρουν, είναι χαρακτηριστική του είδους του φυτού. Για να µπορέσουν τα ηθµώδη κύτταρα να επιτελέσουν τη σπουδαία λειτουργία τους παίρνουν οδηγίες από µικρά γειτονικά κύτταρα, που λέγονται συνοδά. Τα συνοδά κύτταρα είναι εµπύρηνα (έχουν πυρήνα), ο οποίος µάλιστα είναι ευµεγέθης (µεγάλος) σε σχέση µε το συνολικό τους µέγεθος. Τα συνοδά κύτταρα είναι µικρότερα σε µήκος και σε διάµετρο από τα γειτονικά τους ηθµώδη και αντιστοιχούν περισσότερα από ένα σε κάθε ηθµώδες κύτταρο. Τα συνοδά κύτταρα δίνουν οδηγίες στα ηθµώδη για τη διακίνηση των πολύτιµων οργανικών ουσιών που µεταφέρονται σε µορφή υδατικού διαλύµατος, δηλαδή διαλυµένες σε νερό. Ακόµη µπορούν να «διατάξουν» τη νέκρωση κάποιου ηθµοσωλήνα αν παρατηρηθεί σ’ αυτόν διαρροή. Η διαρροή µπορεί να συµβεί είτε από µηχανική βλάβη είτε από τσιµπήµατα εντόµων. Η νέκρωση συµβαίνει όταν οι τρύπες της ηθµώδους πλάκας κλείσουν από την καλλόζη. Τότε λέγεται ότι ο ηθµοσωλήνας έχει υποστεί τύφλωση ή κάλλωση. Οι οπές (τρύπες) που φέρει η ηθµώδης πλάκα, έχουν διαφορετικό µέγεθος, διάταξη και σχήµα, ανάλογα µε το είδος του φυτού και η όλη µορφή που προσδίνουν στην ηθµώδη πλάκα είναι χαρακτηριστική του είδους. Αγγεία του ξύλου ή ηθµοσωλήνες δεν συναντώνται ποτέ µεµονωµένα, αλλά είναι πάντοτε πολλά µαζί. Στο βλαστό συναντώνται σε κοινές οµάδες ηθµοσωλήνες και αγγεία του ξύλου. Αυτά τα σύνολα ονοµάζονται ηθµαγγειώδεις δεσµίδες. Το µέρος της δεσµίδας που έχει τα ηθµώδη κύτταρα λέγεται ηθµώδης µοίρα. Το άλλο µέρος που έχει τα αγγεία του ξύλου ονοµάζεται αγγειώδης µοίρα. Τα κύτταρα τόσο της µιας όσο και της άλλης µοίρας προέρχονται από το προκάµβιο. Το προκάµβιο έχει αδιαφοροποίητα κύτταρα, που παίρνουν σιγά - σιγά τη µία ή την άλλη µορφή. 49 Στις κλειστές ηθµαγγειώδεις δεσµίδες δεν παραµένουν αδιαφοροποίητα κύτταρα και δεν µπορούν να µεγαλώσουν άλλο ή να ανανεωθούν. Η ανάπτυξή τους έχει κλείσει γι’ αυτό αποκαλούνται και κλειστές. Κλειστή ηθµαγγειώδη δεσµίδα θα παρατηρήσουµε σε εγκάρσια τοµή αγρωστώδους (δηλαδή φυτού της οικογένειας Poaceae). Στη µικρή µεγέθυνση θα παρατηρήσουµε κατ’ αρχήν τη διάσπαρτη διάταξη των κλειστών ηθµαγγειωδών δεσµίδων. Με µια πιο προσεκτική µατιά θα ανακαλύψουµε ότι όσο προχωρούµε προς το κέντρο του βλαστού, οι δεσµίδες βρίσκονται σε όλο και αραιότερη διάταξη. Στις µεγαλύτερες µεγεθύνσεις θα παρατηρήσουµε λεπτοµερώς τα διάφορα µέρη της ηθµαγγειώδους δεσµίδας. Εξωτερικά βλέπουµε το σκληρεγχυµατικό κολεό, δηλαδή µία θήκη, η οποία σχηµατίζεται από σκληρεγχυµατικά κύτταρα γύρω από κάθε ηθµαγγειώδη δεσµίδα. Στην ηθµώδη µοίρα παρατηρούµε ηθµώδη κύτταρα και συνοδά. Σε περιπτώσεις όπου η τοµή έχει περιλάβει το άνω ή το κάτω τοίχωµα του ηθµώδους κυττάρου, παρατηρούµε την ηθµώδη πλάκα. Στην αγγειώδη µοίρα των δεσµίδων των βλαστών παρατηρούµε τα µεγάλα (πρωτογενή) αγγεία του ξύλου, τα µικρότερα αγγεία (δευτερογενή), τις τραχεΐδες και τα κύτταρα του ξυλώδους παρεγχύµατος, δηλαδή κύτταρα που δεν έχουν ακόµη αποξυλωθεί. Στην αγγειώδη µοίρα στις ηθµαγγειώδεις δεσµίδες των αγρωστωδών υπάρχει συνήθως ένα ιδιόµορφο αγγείο που ονοµάζεται δακτύλιος (ring), ενώ επίσης είναι χαρακτηριστικός ο ρηξιγενής χώρος, δηλαδή µία περιοχή όπου τα κύτταρα έχουν υποστεί ρήξη (θραύση, σπάσιµο). Τα µονοκοτυλήδονα φυτά έχουν κλειστές ετερόπλευρες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες. 50 Εκτέλεση Άσκησης Σε αυτήν την πρώτη άσκηση που είναι αφιερωµένη στον αγωγό ιστό θα παρατηρηθούν κλειστές ηθµαγγειώδεις δεσµίδες σε εγκάρσια τοµή καλαµποκιάς, δηλαδή του φυτού Zea mays, της οικογένειας Compositae (Poaceae). Το πρώτο σχήµα θα γίνει γρήγορα – και σχετικά πρόχειρα – παρατηρώντας στη µικρή µεγέθυνση, µε κύριο σκοπό να απεικονίσει τη διάσπαρτη διάταξη των δεσµίδων στη διατοµή του βλαστού. Στη συνέχεια θα σχεδιαστεί λεπτοµερώς µία δεσµίδα, µαζί µε το σκληρεγχυµατικό κολεό, που την περιβάλλει, καθώς και µία σειρά κυττάρων αποταµιευτικού παρεγχύµατος, γύρω από τον κολεό. Αυτή η δεύτερη παρατήρηση θα γίνει στη µεγάλη µεγέθυνση. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1 Ποιες µορφολογικές και ποιες λειτουργικές διαφορές παρουσιάζουν οι ηθµοσωλήνες σε σχέση µε τα αγγεία του ξύλου; 2 Ποιες µορφολογικές και ποιες λειτουργικές διαφορές παρουσιάζουν τα ηθµώδη κύτταρα σε σχέση µε τα συνοδά; 3 Αναφέρατε το ρόλο που παίζουν οι τραχεΐδες στα κωνοφόρα και αυτόν που παίζουν στα αγγειόσπερµα φυτά. 4 Τι είναι µία ηθµώδης πλάκα και σε τι χρησιµεύει; 5 Οι ηθµώδεις πλάκες όλων των φυτών είναι όµοιες; 6 Τα ηθµώδη κύτταρα έχουν κάποια ιδιαιτερότητα σε σχέση µε όλα τα άλλα κύτταρα που έχετε διδαχθεί και παρατηρήσει; Για ποιο λόγο; 7 Τι έχει καταστραφεί σε ένα κύτταρο που συµµετέχει στο σχηµατισµό ενός αγγείου του ξύλου; 8 Ποια δοµή έχει αναπτυγµένη ένα συνοδό κύτταρο και γιατί; 9 Ποια η χρησιµότητα του σκληρεγχυµατικού κολεού; 10 Ποιες δοµές συναντώνται στην ηθµώδη και ποιες στην ξυλώδη µοίρα; 51 ΣΧΗΜΑ 12: Εγκάρσια (άνω) και επιµήκης (κάτω) τοµή σε ηθµώδη µοίρα ηλιάνθου. 52 ΣΧΗΜΑ 13: Εγκάρσια (άνω) και επιµήκης (κάτω) τοµή αγγειώδους µοίρας σε βλαστό του ηλίανθου. 53 ΣΧΗΜΑ 14: Άνω ηθµώδεις πλάκες από ηθµό κολοκυθιάς και κάτω ηθµώδη κύτταρα από το ίδιο φυτό. ∆εξιά τµήµα εγκάρσιας τοµής ηθµαγγειώδους δεσµίδας από βλαστό ηλίανθου. ΣΧΗΜΑ 15: Τµήµατα από τις εγκάρσιες τοµές βλαστών µονοκότυλου φυτού Zea mays (καλαµποκιάς, αριστερά) και δικότυλου φυτού Helianthus sp. (ηλίανθου, δεξιά) 54 6η Εργαστηριακή άσκηση: ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΒΛΑΣΤΟΥ ΙΙΙ ΑΝΟΙΚΤΕΣ ΗΘΜΑΓΓΕΙΩ∆ΕΙΣ ∆ΕΣΜΙ∆ΕΣ (ΒΛΑΣΤΟΙ ∆ΙΚΟΤΥΛΩΝ) (Όλες οι ασκήσεις προϋποθέτουν γνώσεις των προηγουµένων, αλλά αυτή η άσκηση περισσότερο από κάθε άλλη µπορεί να θεωρηθεί ως συνέχεια της προηγούµενης). Τα φυτά που έχουν ανοικτές ηθµαγγειώδεις δεσµίδες, όπως µπορούµε να παρατηρήσουµε σε εγκάρσια τοµή βλαστού, τις έχουν περίπου κυκλικά διατεταγµένες (αν όχι ακριβώς κυκλικά, τότε σε ελλειπτική διάταξη) και σε ίσες περίπου αποστάσεις µεταξύ τους. Στις ανοικτές ηθµαγγειώδεις δεσµίδες παραµένουν αδιαφοροποίητα µεριστωµατικά κύτταρα, που αποτελούν τη ζώνη (ή τις ζώνες) του καµβίου και µπορούν να διαφοροποιηθούν σε στοιχεία της ηθµώδους ή της αγγειώδους µοίρας. Ακόµη οι δεσµίδες, ανάλογα µε το αν παρουσιάζουν συµµετρία ή όχι ως προς οριζόντιο άξονα, ονοµάζονται αµφίπλευρες ή ετερόπλευρες αντίστοιχα. Οι ανοικτές ετερόπλευρες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες είναι αυτές που δίνουν τη δυνατότητα σε κάποια είδη να αναπτύσσουν ξυλώδεις κορµούς, να γίνονται δηλαδή δένδρα ή θάµνοι, δηµιουργώντας κάθε χρόνο νέα αγγεία του ξύλου προς το εσωτερικό και αναπληρώνοντας τους καταστρεφόµενους ηθµοσωλήνες προς το εξωτερικό. Ανοικτές ετερόπλευρες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες έχουν οι περισσότερες οικογένειες των δικοτυλήδονων φυτών ακόµη κι αν πολλά είδη αυτών των οικογενειών δεν αναπτύσσονται σε δενδρώδη ή θαµνώδη µορφή. Τα µονοκοτυλήδονα φυτά, όπως µάθαµε στην προηγούµενη άσκηση, έχουν κλειστές ετερόπλευρες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες. Στις δεσµίδες των δικοτυλήδονων φυτών δεν παρουσιάζεται σκληρεγχυµατικός κολεός, αλλά µόνο µια οµάδα από σκληρεγχυµατικά κύτταρα, που προστατεύει την ηθµώδη µοίρα. Υπάρχουν ορισµένες οικογένειες δικοτυλήδονων φυτών µε είδη µονοετή ή διετή, ταχυαυξή (µε γρήγορη αύξηση – ανάπτυξη) και µε ογκώδεις σχηµατισµούς σε σχέση µε το συνολικό µέγεθος του φυτού. Οι ογκώδεις σχηµατισµοί µπορεί να είναι διάφορα φυτικά όργανα όπως καρποί, π. χ. το καρπούζι ή η µελιτζάνα, βλαστοκόνδυλοι π. χ. η πατάτα ή ταξιανθίες π. χ. η αγκινάρα και η εντυπωσιακή ταξιανθία του ηλίανθου. Τα φυτά αυτών των οικογενειών έχουν ανοικτές αµφίπλευρες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες, γεγονός που σηµαίνει ότι έχουν ηθµώδη µοίρα και προς το εσωτερικό. ∆ηλαδή έχουν τρεις συνολικά µοίρες, αντί για τις δύο, που έχουν οι δύο προηγούµενες κατηγορίες δεσµίδων. Έχουν µία ηθµώδη µοίρα εξωτερικά, µία ξυλώδη στο κέντρο τους και µία ηθµώδη εσωτερικά. Ανάµεσα στις ηθµώδεις µοίρες και την µοναδική ξυλώδη παρεµβάλλονται λεπτές ζώνες καµβίου. Το κάµβιο έχει αδιαφοροποίητα µεριστωµατικά κύτταρα. Τα κύτταρα του καµβίου µπορούν εποµένως να πολλαπλασιάζονται και κάποια από αυτά διαφοροποιούνται αυξάνοντας την ηθµώδη και την αγγειώδη µοίρα, ανάµεσα στις οποίες παρεµβάλλονται. Η εξωτερική ηθµώδης µοίρα και η ζώνη καµβίου που τη χωρίζει από την ξυλώδη είναι συνήθως πιο ανεπτυγµένες από τις αντίστοιχες εσωτερικές. Η ύπαρξη ηθµώδους µοίρας προς το εσωτερικό µέρος του βλαστού εµποδίζει τα µέλη αυτών των οικογενειών να γίνουν πολυετή φυτά, αφού δεν µπορούν να σχηµατίσουν ξυλώδη κορµό. Τρεις οικογένειες, µε σηµαντικά για την λαχανοκοµία και την ανθοκοµία είδη, που έχουν αµφίπλευρες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες είναι τα Κολοκυνθώδη (Cucurbitaceae), τα Σολανώδη (Solanaceae) και τα Σύνθετα (Compositae ή Asteraceae). Οι ανοικτές αµφίπλευρες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες δεν συνοδεύονται ούτε από την απλή οµάδα σκηρεγχυµατικών κυττάρων, που συνοδεύει τις ανοικτές ετερόπλευρες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες. 55 ΣΧΗΜΑ 16. α: Ηθµαγγειώδεις δεσµίδες καλαµποκιάς (Zea mays) διάσπαρτες, β: διπλή, µη κανονική σειρά ηθµαγγειωδών δεσµίδων κριθαριού (κριθής, Hordeum sp.), (σε α & β κλειστές δεσµίδες), γ: τµήµα εγκάρσιας τοµής δικότυλου φυτού (ανοικτές ετερόπλευρες δεσµίδες), δ: απλοποιηµένο σχήµα για το σχηµατισµό του καµβιακού (ή καµβιώδους) δακτυλίου. 56 Εκτέλεση Άσκησης Σε αυτήν τη δεύτερη άσκηση που είναι αφιερωµένη στον αγωγό ιστό, θα παρατηρηθούν: α) ανοικτή ετερόπλευρη ηθµαγγειώδης δεσµίδα από φυτό της οικογένειας Ranunculaceae και β) ανοικτή αµφίπλευρη ηθµαγγειώδης δεσµίδα από κολοκυθιά (Cucurbita pepo, της οικογένειας Cucurbitaceae). ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1 Αναφέρατε πέντε φυτά, σηµαντικά για την ανθοκοµία ή τη λαχανοκοµία, που οι βλαστοί τους να έχουν ανοικτές αµφίπλευρες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες. Αναφέρατε επίσης την οικογένεια στην οποία ανήκουν και την, µε οικονοµική σηµασία, χρήση τους. ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ ΛΑΤΙΝΙΚΟ ΟΝΟΜΑ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ ΧΡΗΣΗ 3 Τι είδους ηθµαγγειώδη δεσµίδα περιµένετε να έχουν τα διδόµενα φυτά και ποια γνώση – κλειδί σας οδήγησε να το καταλάβετε; ΚΟΙΝΟ ΟΝΟΜΑ ΤΥΠΟΣ ΗΘΜΑΓΓΕΙΩ∆ΟΥΣ ∆ΕΣΜΙ∆ΑΣ ΓΝΩΣΗ - ΚΛΕΙ∆Ι Σιτάρι Μηλιά Καρπουζιά Ρύζι Καρυδιά Μαργαρίτα 4 Σε ποιες ηθµαγγειώδεις δεσµίδες συναντάται κάµβιο και σε τι χρησιµεύει; 5 Τι σχήµα έχουν, πώς ονοµάζονται και πώς χαρακτηρίζονται τα κύτταρα του καµβίου; 6 Τι είναι η ηθµώδης πλάκα; Περιγράψτε τη µορφή και τη θέση της! 7 Ποιους τύπους ανοικτών ηθµαγγειωδών δεσµίδων γνωρίζετε και τι σηµαίνουν τα ονόµατά τους; 8 Πόσους τύπους ανοικτών ηθµαγγειωδών δεσµίδων γνωρίζετε και ποια πλεονεκτήµατα προσφέρει ο καθένας; 9 Από τι αποτελείται µια ηθµαγγειώδης δεσµίδα τυπικού δικότυλου φυτού; 57 10 Σε ποιες περιπτώσεις από τη µορφή του βλαστού ενός είδους φυτού µπορούµε να συνάγουµε τον τύπο της ηθµαγγειώδους δεσµίδας του και σε ποιες από τον τύπο της ηθµαγγειώδους να συµπεράνουµε αντίστροφα τη µορφή του βλαστού; 58 7η Εργαστηριακή άσκηση: ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΒΛΑΣΤΟΥ ΙV ∆ΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΒΛΑΣΤΟΥ Καταρχήν η δευτερογενής ανάπτυξη του βλαστού παρατηρείται, κατά κύριο λόγο, σε ξυλώδη φυτά, δενδρώδη ή θαµνώδη, που ανήκουν στα δικοτυλήδονα ή στα γυµνόσπερµα. Ενώ η πρωτογενής ανάπτυξη του βλαστού είναι υπεύθυνη για την αύξηση των φυτών καθ’ ύψος, η δευτερογενής του κατά πάχος ανάπτυξη, αυξάνει τον όγκο τους και το χρόνο ζωής τους. Υπάρχουν πολλά είδη φυτών που µπορούν να ζήσουν περισσότερο από ένα αιώνα, ενώ ορισµένα υπερβαίνουν και τη χιλιετηρίδα. Κλασικά παραδείγµατα ιδιαίτερα µακρόβιων φυτών της ελληνικής χλωρίδας, αποτελούν η βαλανιδιά, η ελιά και ο πλάτανος. Ένα είδος φυτού της αµερικανικής ηπείρου, του οποίου ορισµένα άτοµα φθάνουν γιγαντιαίες διαστάσεις και ζουν για πολλούς αιώνες είναι η σεκόγια. Πάντως δευτερογενή ανάπτυξη βλαστού παρουσιάζουν και πολλά είδη µονοετών δικοτυλήδονων φυτών. ΣΧΗΜΑ 17: Κορµός δένδρου για παρατήρηση των ετήσιων δακτυλίων σε διάφορες τοµές. 59 ΣΧΗΜΑ 18: Πώς παρατηρούνται οι ετήσιοι δακτύλιοι στα διαφορετικά ύψη ενός δένδρου. 60 Η δευτερογενής αύξηση επιτυγχάνεται χάρη στο δεσµικό κάµβιο, δηλαδή το κάµβιο που υπάρχει στις ανοικτές ηθµαγγειώδεις δεσµίδες, αλλά και χάρη στο µεσοδέσµιο κάµβιο, που υπάρχει µεταξύ των ηθµαγγειωδών δεσµίδων και σχηµατίζει µαζί µε το δεσµικό κάµβιο µια κυκλική ή ελλειπτική γραµµή καµβιακών κυττάρων, που είναι υπεύθυνα για την κατά πάχος αύξηση του βλαστού. Αυτή η γραµµή ονοµάζεται καµβιώδης δακτύλιος. Στα περισσότερα πολυετή ξυλώδη φυτά παράγεται δευτερογενές ξύλο προς το εσωτερικό, έτσι ώστε δηµιουργείται ένας συµπαγής κύλινδρος ξύλου, µε αυξανόµενη διάµετρο. Στις εύκρατες περιοχές την άνοιξη παράγονται αγγεία ξύλου µε µεγάλη διάµετρο, ενώ κατά το φθινόπωρο που µειώνεται η µεταβολική δραστηριότητα του φυτού, τα αγγεία που παράγονται έχουν µικρή διάµετρο. Αυτά µε γυµνό µάτι φαίνονται σαν µία γραµµή και έτσι παράγονται οι λεγόµενοι ετήσιοι δακτύλιοι, βάσει των οποίων γίνεται ο προσδιορισµός της ηλικίας ενός φυτού ή ενός κλαδιού. ΣΧΗΜΑ 19: Με τη µελέτη ηλικίας σύγχρονων και απολιθωµένων δένδρων, λαµβάνονται πολύτιµες ενδείξεις για το κλίµα παλαιότερων γεωλογικών εποχών. Αγγεία ξύλου παλαιοτέρων ετών παύουν να έχουν αγωγό ρόλο και καθώς οξειδώνονται οι δεψικές ουσίες που περιέχουν, ενώ συγχρόνως αυξάνεται η περιεκτικότητά τους σε αιθέρια έλαια σχηµατίζουν το εγκάρδιο ξύλο ή καρδιόξυλο, ξύλο που είναι ανθεκτικό τόσο σε µηχανικές πιέσεις, όσο και στη σήψη. Το νεώτερο ξύλο, αυτό που έχει ακόµα λειτουργικό, αγωγό ρόλο ονοµάζεται πορώδες ή σοµφό ξύλο ή σοµφόξυλο. Το περιφερειακό τµήµα του βλαστού, που βρίσκεται γύρω από τον καµβιώδη δακτύλιο ονοµάζεται µε µία λέξη φλοιός. Ο φλοιός διακρίνεται σε ενεργό και σε νεκρό τµήµα. Από εκκρίσεις φλοιών διαφόρων ειδών φυτών, ο άνθρωπος λαµβάνει διάφορα χρήσιµα υλικά όπως το ελαστικό κόµµι, η ρητίνη, η µαστίχα κλπ. 61 Εκτέλεση Άσκησης Θα σας δοθούν νωπά, ηµιµόνιµα ή µόνιµα παρασκευάσµατα µε εγκάρσιες τοµές βλαστών (ή και νεαρών κορµών) πολυετών φυτών. Παρατηρείστε και σχεδιάσετε το µεσοδέσµιο κάµβιο, το εγκάρδιο και το σοµφό ξύλο, τους ετήσιους δακτυλίους και επωφεληθείτε για µία επανάληψη στις δοµές που σας είναι ήδη γνωστές από τις δύο ασκήσεις για τον αγωγό ιστό. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ Πώς ονοµάζεται το νεώτερο ξύλο και ποια η λειτουργία του. Πώς ονοµάζεται το γηραιότερο ξύλο, πώς συντηρείται και ποια η λειτουργία του; Πώς παράγονται οι ετήσιοι δακτύλιοι και τι µας αποκαλύπτουν; Υπάρχουν φυτά τα οποία ο άνθρωπος εκµεταλλεύεται για τη λήψη ξύλου; Ποιος τύπος καµβίου µας ήταν ήδη γνωστός, ποιον γνωρίσαµε κατ’ αυτήν την εργαστηριακή άσκηση και τι συναποτελούν οι δύο τύποι καµβίου; 6. Σε ποια φυτά παρατηρείται κυρίως η δευτερογενής ανάπτυξη του βλαστού; 7. Γνωρίζετε παραδείγµατα µακρόβιων φυτών; 8. Μπορείτε να αναφέρετε αντικείµενα που κατασκευάζονται από ξύλο; 9. Πώς ονοµάζεται το περιφερειακό τµήµα του βλαστού; Σε ποια τµήµατα διακρίνεται; Υπάρχουν χρήσιµα για τον άνθρωπο προϊόντα, τα οποία να προέρχονται από το περιφερειακό τµήµα του βλαστού; 10. Γνωρίζετε κάποιο καθηµερινής χρήσης βιοµηχανικό προϊόν που να παράγεται από κορµούς δένδρων, εκτός από το ξύλο; 1. 2. 3. 4. 5. 62 8η Εργαστηριακή άσκηση: ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΡΙΖΑΣ (ΜΟΝΟΚΟΤΥΛΟΥ ΚΑΙ ∆ΙΚΟΤΥΛΟΥ) Η ρίζα είναι το υπόγειο όργανο του φυτού και χρησιµεύει για τη στήριξή του και την πρόσληψη νερού και ανόργανων αλάτων από το έδαφος. Αυτές τις δύο λειτουργίες τις επιτελούν οι ρίζες σχεδόν στο σύνολο των φυτικών ειδών, αλλά υπάρχουν και είδη όπου οι ρίζες επιτελούν και άλλες λειτουργίες. Ένας αρκετά συνηθισµένος ρόλος, περισσότερο ή λιγότερο σηµαντικός σε πολλά είδη φυτών, είναι ο αποθηκευτικός. Όµως οι ρίζες µπορεί να παίζουν και πολλούς άλλους ρόλους. Το πιο ακραίο παράδειγµα σε επίφυτα (φυτά που ζουν πάνω σε άλλα φυτά) του τροπικού δάσους είναι οι ρίζες που το υπέργειό τους τµήµα είναι φωτοσυνθετικό. Η ρίζα, γενικά, κατά κάποιο τρόπο µοιάζει µε έναν ανάποδο βλαστό, που διευθύνεται µέσα στο έδαφος, αλλά δεν έχει φύλλα, γόνατα, µεσογονάτια διαστήµατα, ούτε µασχαλιαίους οφθαλµούς. Επιπλέον το ακραίο της µερίστωµα προστατεύεται από την καλύπτρα. Μελετώντας τη ρίζα σε επιµήκη (κατά µήκος) τοµή, παρατηρούµε ότι στο κατώτερο µέρος της υπάρχει, όπως προαναφέρθηκε, η καλύπτρα και ακριβώς πάνω από την καλύπτρα το ακραίο µερίστωµα. Ακόµη πιο πάνω υπάρχει η ζώνη επιµήκυνσης και τέλος ακόµη ψηλότερα η ζώνη διαφοροποίησης. Η καλύπτρα, εκτός από την προστασία του ακραίου µεριστώµατος, χρησιµεύει για να διευκολύνει τη διείσδυση της ρίζας στο έδαφος µε έκκριση λιπαντικών ή διαβρωτικών ουσιών. Ακόµη «προσανατολίζει» το υπόγειο µέρος του φυτού, αφού λειτουργεί ως αισθητήριο της βαρύτητας. Ρίζες µε κατεστραµµένες καλύπτρες διευθύνονται, τυχαία, προς διάφορες κατευθύνσεις. Το ακραίο µερίστωµα ή µεριστωµατική ζώνη ή ζώνη πολλαπλασιασµού είναι η περιοχή µε τα αδιαφοροποίητα κύτταρα, που επιτελούν διαρκείς µιτώσεις (κυτταρικές διαιρέσεις). Στη ζώνη επιµήκυνσης τα κύτταρα της ρίζας µεγαλώνουν σε µέγεθος και έτσι παίρνει αυτή η ζώνη το όνοµά της. Στη ζώνη διαφοροποίησης τέλος, τα κύτταρα µπορεί να συνεχίζουν ακόµη να µεγαλώνουν, αλλά το σηµαντικό είναι ότι αρχίζουν να διαφοροποιούνται µορφολογικά, ανάλογα µε τον ιστό στον οποίο θα ενταχθούν (επιδερµικό, παρεγχυµατικό, αγωγό κλπ.). Σε αυτήν τη ζώνη τα διαφοροποιηµένα επιδερµικά κύτταρα έχουν ριζικά τριχίδια, που είναι χαρακτηριστικά της ριζικής επιδερµίδας, η οποία λέγεται και ριζοδερµίδα. Η ριζική επιδερµίδα ή ριζοδερµίδα διαφέρει από την επιδερµίδα του τρυφερού βλαστού, που µελετήσαµε στην προπερασµένη άσκηση, καθώς και από την επιδερµίδα του φύλλου, που έχουµε µελετήσει κατά την τρίτη άσκηση και θα ξαναµελετήσουµε αναλυτικότερα στην επόµενη άσκηση, που έχει ως αντικείµενό της το όργανο του φύλλου, στο σύνολό του. Οι κύριες διαφορές της συνίστανται στην απουσία τόσο της εφυµενίδας, όσο και των στοµατίων, καθώς και στην παρουσία των ριζικών τριχιδίων. Τα ριζικά τριχίδια είναι κυτταρικοί σχηµατισµοί των κυττάρων της ριζοδερµίδας και πολλαπλασιάζουν την ενεργή επιφάνεια απορρόφησης της ρίζας. Χωρίς αυτά δεν θα µπορούσε το φυτό να απορροφήσει επαρκή ποσότητα νερού και ανόργανων αλάτων, ώστε να επιβιώσει. Σε τµήµατα της ρίζας, που δεν είναι πια λειτουργικά για την απορρόφηση, η επιδερµίδα καταστρέφεται και τα κύτταρα της εξωδερµίδας προστατεύουν και αδιαβροχοποιούν το εσωτερικό της ρίζας. Η ουσία που προσφέρει την αδιαβροχοποίηση ονοµάζεται φελλίνη ή σουβερίνη και τα κύτταρα που τη φέρουν χαρακτηρίζονται ως αποφελλωµένα. 63 ΣΧΗΜΑ 20. Αριστερά επιµήκης τοµή ρίζας από φυτό κουκιάς (Vicia faba). ∆εξιά οι φάσεις της µίτωσης. Καλά παρασκευάσµατα για τη µελέτη τους που χρησιµοποιούνται συνήθως, είναι τα ακρορρίζια του κρεµµυδιού, αλλά τα ανωτέρω σχέδια έχουν βασιστεί σε φωτογραφίες από µεριστωµατικά κύτταρα ακρορριζίου κουκιάς. Το φλοιώδες παρέγχυµα της ρίζας αποτελείται από τυπικά, αποθηκευτικά, παρεγχυµατικά κύτταρα. Η εσωτερική σειρά κυττάρων του φλοιώδους παρεγχύµατος αποτελεί την ενδοδερµίδα. Οτιδήποτε βρίσκεται εσωτερικά της ενδοδερµίδας αποτελεί τον κεντρικό κύλινδρο. Τα κύτταρα της ενδοδερµίδας φέρουν παχύνσεις που εµποδίζουν τη διέλευση ουσιών από τους µεσοκυττάριους χώρους αυτών των κυττάρων. Έτσι οι εισερχόµενες, από τα ριζικά τριχίδια, ουσίες, οι οποίες φθάνουν ουσιαστικά ανεξέλεγκτες µέχρι τον ελεγκτικό ιστό της ενδοδερµίδας, αναγκάζονται σ’ αυτό το σηµείο να περάσουν µέσα από τα κύτταρά της και να υποστούν τον έλεγχο που ασκούν οι ηµιπερατές κυτταρικές µεµβράνες, πριν εισέλθουν στον κεντρικό κύλινδρο. Το σύνολο των παχύνσεων της ενδοδερµίδας, παρατηρούµενο σε εγκάρσια τοµή ρίζας, φαίνεται σαν µια συνεχής ταινία ή ζώνη. Αυτή η ταινία ονοµάσθηκε από τους βοτανικούς ταινία του Caspary, προς τιµή του επιστήµονα που την πρωτοπαρατήρησε. Ακριβώς εσωτερικά της ενδοδερµίδας, βρίσκεται το περικύκλιο. Το περικύκλιο αποτελείται από µία έως τρεις σειρές κυττάρων. Τα κύτταρα του περικυκλίου όταν ενεργοποιούνται δίνουν τις πλάγιες ρίζες. 64 ΣΧΗΜΑ 21: Τµήµατα εγκαρσίων τοµών από ρίζες του µονοκότυλου φυτού Zea mays (καλαµποκιάς, αριστερά) και του δικότυλου φυτού Ranunculus sp. (νεραγκούλας, δεξιά). Εσωτερικά του περικυκλίου βρίσκεται ο αγωγός ιστός. Στη ρίζα ο αγωγός ιστός δεν είναι συγκροτηµένος σε ηθµαγγειώδεις δεσµίδες, όπως στο βλαστό. Υπάρχουν ηθµώδεις µοίρες και ξυλώδεις µοίρες. Στα µονοκότυλα οι ηθµώδεις και οι αγγειώδεις (ξυλώδεις) µοίρες διατάσσονται εναλλάξ στην περιφέρεια του κεντρικού κυλίνδρου, ενώ στο κέντρο συνήθως υπάρχει αποταµιευτικός, παρεγχυµατικός ιστός, ο οποίος ονοµάζεται εντεριώνη. Στα δικότυλα οι επιµέρους ξυλώδεις περιοχές ενοποιούνται χάρη στην ύπαρξη κάποιων αγγείων του ξύλου στο κέντρο του κεντρικού κυλίνδρου και σε εγκάρσια τοµή παρουσιάζεται ένας σχηµατισµός µε µορφή σταυρού ή αστεριού. Οι ηθµώδεις περιοχές εντοπίζονται ανάµεσα στους βραχίονες αυτού του σχηµατισµού. Στις άκρες των βραχιόνων τα κύτταρα της ενδοδερµίδας δεν έχουν σουβερίνη και µπορεί να διέλθει µέσα από αυτά το νερό µε τα ανόργανα άλατα, να ελεγχθεί και να περάσει στη συνέχεια στα αγγεία του ξύλου. Αυτά τα κύτταρα της ενδοδερµίδας των δικοτύλων, ονοµάζονται διεξοδικά κύτταρα. Ακόµη όπως γνωρίζουµε τα δικότυλα έχουν ρίζες που αυξάνονται σε πάχος. Εποµένως, µεταξύ των περιοχών ηθµού και των περιοχών ξύλου παρεµβάλλονται λεπτές ζώνες από κάµβιο, που µε τον πολλαπλασιασµό και τη διαφοροποίηση των κυττάρων του επιτυγχάνεται η κατά πλάτος αύξηση της ρίζας. 65 ΣΧΗΜΑ 22. α: Ο κεντρικός κύλινδρος της ρίζας της ίριδας (Iris sp.) σε εγκάρσια τοµή, β1: συνολική άποψη της εγκάρσιας τοµής ρίζας δικότυλου, β2-4: τρία διαδοχικά στάδια ανάπτυξης του κεντρικού κυλίνδρου του δικότυλου. 66 Εκτέλεση Άσκησης Στην άσκηση για τη µελέτη της ρίζας θα µελετηθούν µόνιµα παρασκευάσµατα µε εγκάρσιες τοµές ρίζας από µονοκότυλο και δικότυλο φυτό. Σε ότι αφορά στα µονοκότυλα θα µελετηθεί εγκάρσια τοµή ρίζας του φυτού Zea mays, της οικογένειας Compositae (Poaceae). Κατά τη µελέτη και το σχέδιο θα δοθεί ιδιαίτερη βαρύτητα στην ενδοδερµίδα και τον κεντρικό κύλινδρο. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. 2. 3. 4. 5. 6. Σε ποιες ρίζες υπάρχει κάµβιο και πού θα το εντοπίσετε σε εγκάρσια τοµή τους; Στα τοιχώµατα ποιών κυττάρων εναποτίθεται σουβερίνη και ποιες ιδιότητες τους προσδίδει; Θέση και χρησιµότητα της καλύπτρας. Ποια η µορφολογία, ποια η θέση και ποια η χρησιµότητα της ενδοδερµίδας; Ποια είναι τα χαρακτηριστικά γνωρίσµατα που δεν υπάρχουν στο όργανο της ρίζας; Υπάρχει διαφορά στη διάταξη των στοιχείων του αγωγού ιστού στη ρίζα, από ότι έχουµε µάθει κατά τη µελέτη του βλαστού; 7. Τι είναι η ταινία Caspary, πού βρίσκεται και σε τι χρησιµεύει; 8. Τι είναι το περικύκλιο, πού βρίσκεται, από πόσες σειρές κυττάρων αποτελείται και σε τι χρησιµεύει; 9. Πού βρίσκονται, από τι αποτελούνται και πόσο χρήσιµα είναι τα ριζικά τριχίδια; 10. Συναντήσαµε στα παρασκευάσµατα της ρίζας ιστούς µε αποθηκευτικό ρόλο; Ποιους ιστούς; Σε ποια παρασκευάσµατα; Σε ποια θέση σε σχέση µε τους άλλους ιστούς; 67 9η Εργαστηριακή άσκηση: ΜΙΤΩΣΗ (∆ΙΑΙΡΕΣΗ) ΦΥΤΙΚΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Η διαίρεση του κυττάρου ονοµάζεται µίτωση. ∆ιακρίνεται στην πυρηνοδιαίρεση, δηλαδή τη διαίρεση του πυρήνα και την κυτοκίνηση, δηλαδή τη «ροή» του κυτταροπλάσµατος στα δύο υπό σχηµατισµό κύτταρα. Ωστόσο οι διαδικασίες της πυρηνοδιαίρεσης είναι αυτές οι οποίες γίνονται ορατές στο µικροσκόπιο, ενώ παράλληλα είναι ιδιαίτερα σηµαντικές, επειδή αφορούν το γενετικό υλικό, το οποίο πρέπει να διαµοιραστεί απόλυτα σωστά για να είναι βιώσιµα και λειτουργικά τα κύτταρα που θα προκύψουν. Για αυτούς τους λόγους η µελέτη της µίτωσης επικεντρώνεται κυρίως στις διεργασίες της πυρηνοδιαίρεσης. Ενώ η µίτωση είναι µία συνεχής διαδικασία, για εκπαιδευτικούς και ερευνητικούς λόγους έχει υποδιαιρεθεί από τους κυτταρολόγους (τόσο τους βοτανικούς, όσο και τους ζωολόγους) σε τέσσερις επί µέρους φάσεις. Αυτές οι φάσεις µε τη σειρά διεξαγωγής τους είναι οι εξής: Πρόφαση, µετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Τα µεριστωµατικά κύτταρα επιτελούν συχνές, σχεδόν αλλεπάλληλες, µιτώσεις. Όµως ανάµεσα σε δύο µιτώσεις µεσολαβεί απαραίτητα µία άλλη διεργασία η διάφαση ή µεσόφαση. Κατ’ αυτήν τη φάση δεν παρουσιάζονται φαινόµενα παρατηρήσιµα στο φωτονικό µικροσκόπιο. Ωστόσο, από βιοχηµική άποψη, αυτή είναι η πραγµατικά ενεργή φάση και γι’ αυτό ακριβώς το λόγο απαιτείται η διεξαγωγή της για να προετοιµάσει οτιδήποτε χρειάζεται για τη µίτωση που ακολουθεί. Για να γίνει παρατήρηση κυττάρων που βρίσκονται στις διάφορες φάσεις της µίτωσης επιλέγονται µεριστωµατικοί ιστοί, δηλαδή οι ιστοί στους οποίους είναι έντονο το φαινόµενο της κυτταροδιαίρεσης. Η κυτταροδιαίρεση είναι απαραίτητη στους πολυκύτταρους οργανισµούς για δύο λόγους. Ο ένας είναι η αύξησή τους σε µέγεθος και ο άλλος η αναπλήρωση των αποθανόντων κυττάρων. Για τη µελέτη της µίτωσης σε φυτικούς οργανισµούς συνήθως επιλέγονται άκρες ριζών, ακρορρίζια. Ένα καλό παρασκεύασµα φτιάχνεται από ακρορρίζια κρεµµυδιού. Ο παρατηρητής κυττάρων σε µίτωση µπορεί να διακρίνει τα χρωµοσώµατα ή χρωµατοσώµατα. Αυτά προέρχονται από τη συσπείρωση της χρωµατίνης, η οποία συµβαίνει κατά την πρώτη φάση της µίτωσης, την πρόφαση. Σε αυτήν τη φάση κάθε χρωµόσωµα αποτελείται από δύο όµοιες χρωµατίδες, οι οποίες είναι ενωµένες µεταξύ τους σε ένα σηµείο, που ονοµάζεται κεντροµερές. Επίσης διαµορφώνεται, από µικροσωληνίσκους, ένας σχηµατισµός, ο οποίος αποκαλείται άτρακτος. Το όνοµα άτρακτος το πήρε από το αδράχτι του αργαλειού, µε το οποίο έχει παρόµοιο σχήµα. Καθώς λίγοι από µας έχουν δει αργαλειό σήµερα, για να γίνει κατανοητό το σχήµα αυτής της δοµής µπορούµε να πούµε ότι θυµίζει µπάλα του ράγκµπι. Τα δύο άκρα της ατράκτου τα αποκαλούµε πόλους, όπως τα άκρα σε µια υδρόγειο σφαίρα. Το επίπεδο που τέµνει στη µέση και κάθετα την ευθεία που ενώνει τους πόλους της ατράκτου, το ονοµάζουµε ισηµερινό επίπεδο, πάλι σε αντιστοιχία µε αυτό µιας υδρογείου σφαίρας. Κατά την πρόφαση διαλύονται η πυρηνική µεµβράνη και ο ένας ή περισσότεροι πυρηνίσκοι. Κατά την µετάφαση, τα χρωµοσώµατα παρατηρούνται διατεταγµένα περίπου στον ισηµερινό του κυττάρου, ταλαντεύονται άνω και κάτω του ισηµερινού, έως ότου ισορροπήσουν. 68 ΣΧΗΜΑ 23: Σχέδιο οπτικού πεδίου µικροσκοπίου όπου, κατά την παρατήρηση µεριστωµατικού ιστού, καθίσταται δυνατή η παρατήρηση κυττάρων που βρίσκονται στις διάφορες φάσεις της µίτωσης. Κατά την ανάφαση οι χρωµατίδες κάθε χρωµατοσώµατος αποχωρίζονται. Από το κάθε ζευγάρι η µία χρωµατίδα κινείται προς τον ένα πόλο και η άλλη προς τον απέναντι. Η φάση αυτή διαρκεί όσο και η κίνηση των χρωµοσωµάτων προς τους πόλους. Κατά την τελόφαση συµβαίνουν οι αντίστροφες διεργασίες από αυτές που συµβαίνουν κατά την πρόφαση. ∆ηλαδή αποσυσπείρωση των χρωµοσωµάτων σε χρωµατίνη, διάλυση της ατράκτου, επανασχηµατισµός της πυρηνικής µεµβράνης και του ή των πυρηνίσκων στα δύο νέα κύτταρα που σχηµατίζονται από τη µίτωση. Στο φυτικό κύτταρο, που είναι το αντικείµενό µας στο εργαστήριο Βοτανικής, οι µικροσωληνίσκοι χρησιµεύουν ως «οδηγοί», ή αν το πούµε ακόµη πιο απλοϊκά σαν «σκαλωσιά» για την πρόδροµη µορφή των τοιχωµάτων που σχηµατίζονται ανάµεσα στα νεοσχηµατιζόµενα κύτταρα. Αυτή η πρόδροµη µορφή τοιχώµατος ονοµάζεται φραγµοπλάστης. 69 Εκτέλεση Άσκησης Τοποθετούνται βολβοί κρεµµυδιού σε θέση µε το κάτω µέρος τους στο νερό για να αναπτύξουν ρίζες. Οι βολβοί τοποθετούνται σε χώρους µε τεχνητές συνθήκες φωτισµού επί µία περίπου εβδοµάδα, ώστε να αναστραφεί ο νυχθήµερος κύκλος τους και έτσι να επιτελούνται οι πολλές µιτώσεις στο ακρορρίζιο κατά την ηµέρα. Την ηµέρα της άσκησης αποκόπτονται τα ριζίδια των κρεµµυδιών και τα κατεργαζόµαστε µε διάλυµα οξικού οξέος, ώστε να µαλακώσουν. Η χρώση γίνεται µε φουξίνη. Όταν τοποθετηθούν τα ακρορρίζια στην αντικειµενοφόρο, η καλυπτρίδα πιέζεται άνωθεν µε το πίσω µέρος του µολυβιού ή της βελόνας ανατοµίας, ώστε να αποχωρισθούν τα κύτταρα, χωρίς να υποστούν µηχανική βλάβη. Κατά την παρατήρηση αναζητείστε κύτταρα τα οποία να ευρίσκονται στις διάφορες φάσεις της µίτωσης. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Τι σχήµα έχει η άτρακτος και από τι αποτελείται; 2. Ποιες είναι οι φάσεις της µίτωσης και ποια διαρκεί περισσότερο; 3. Κατά ποια φάση της µίτωσης σχηµατίζεται η άτρακτος και κατά ποια διαλύεται; 4. Τι είναι το χρωµόσωµα, τι η χρωµατίδα και το κεντροµερές; 5. Τι µεσολαβεί µεταξύ δύο µιτώσεων και γιατί είναι απαραίτητη η µεσολάβησή του; 6. Τι είναι η µίτωση; 7. Τι συµβαίνει κατά τι µετάφαση; 8. Σε τι χρησιµεύει η µίτωση στους φυτικούς (αλλά και στους ζωικούς) οργανισµούς; 9. Τι συµβαίνει κατά την ανάφαση; 10. Ποιοι ιστοί λέγονται µεριστωµατικοί; 70 10η Εργαστηριακή άσκηση: ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΦΥΛΛΟΥ (ΜΟΝΟΚΟΤΥΛΟΥ ΚΑΙ ∆ΙΚΟΤΥΛΟΥ) ΣΧΗΜΑ 24: Φωτογραφία (άνω) και το αντίστοιχο σχήµα (κάτω) από εγκάρσια τοµή φύλλου λιγούστρου (Ligustrum sp.). 71 Το φύλλο είναι το κυρίως υπεύθυνο για τη φωτοσύνθεση όργανο, στη συντριπτική πλειοψηφία των φυτικών ειδών. Συµπληρωµατική φωτοσύνθεση µπορεί να επιτελούν οι πράσινοι βλαστοί, τα σέπαλα των λουλουδιών, οι πράσινοι (άγουροι) καρποί, ακόµη και οι εναέριες ρίζες, όπως είδαµε στην προηγούµενη άσκηση. Αλλά στην πραγµατικότητα αυτές οι συνεισφορές είναι ελάχιστες. Μόνο σε φυτά – εξαιρέσεις, όπως οι κάκτοι, όπου υπάρχει η σκοπιµότητα για τη µείωση της διαπνέουσας επιφάνειας και τα φύλλα έχουν αναλάβει προστατευτικό ρόλο ως αγκάθια, η φωτοσύνθεση επιτελείται από το βλαστό που, σε ορισµένα είδη κάκτων, αποκτά φυλλοειδή εµφάνιση. ΣΧΗΜΑ 25: Σχήµα βασισµένο στην υπερκείµενη φωτογραφία. 72 Παρατηρώντας, εξωτερικά και µακροσκοπικά (µε γυµνό µάτι), τα φύλλα των µονοκοτυλήδονων και των δικοτυλήδονων, βλέπουµε ότι τα φύλλα στα µονοκότυλα αποτελούνται από έλασµα και κολεό, ενώ από άποψη νεύρωσης είναι παραλληλόνευρα. Αντίθετα τα φύλλα των δικοτυλήδονων αποτελούνται από έλασµα και µίσχο, ενώ από άποψη νεύρωσης είναι δικτυόνευρα. Κατά την εργαστηριακή άσκηση θα µελετήσουµε το φύλλο, παρατηρώντας το σε εγκάρσια τοµή. Όπως κάθε φυτικό όργανο, έτσι και το φύλλο περιβάλλεται από τον εξωτερικό προστατευτικό ιστό, που γνωρίζουµε πια πολύ καλά, την επιδερµίδα. Η επιδερµίδα παρουσιάζει στοµάτια. Στα περισσότερα δικοτυλήδονα φυτά όλα, ή σχεδόν όλα, τα στοµάτια βρίσκονται στην κάτω επιδερµίδα. Στα µονοκοτυλήδονα φυτά υπάρχουν στοµάτια και στην άνω και στην κάτω επιδερµίδα και µάλιστα σε συγκρίσιµους αριθµούς. Πάντως, ακόµη και σε αυτά τα φυτά, τα στοµάτια στην κάτω επιδερµίδα είναι ελαφρώς περισσότερα. Ο ιστός (στα µονοκότυλα) ή οι ιστοί (στα δικότυλα) που παρεµβάλλονται µεταξύ της πάνω και της κάτω επιδερµίδας αποτελούν το µεσόφυλλο. Το µεσόφυλλο διατρέχεται και από ηθµαγγειώδεις δεσµίδες, οι οποίες σχηµατίζουν αυτά που αποκαλούµε κοινά «νεύρα» των φύλλων. Αφού στα φύλλα των µονοκοτυλήδονων τα νεύρα όπως είπαµε είναι παράλληλα, όταν τα παρατηρούµε σε τοµή έχουν κοπεί υπό την ίδια γωνία. Συνήθως είναι κοµµένα κάθετα, άρα τα παρατηρούµε σε εγκάρσια τοµή. Αντίθετα, στα φύλλα των δικοτυλήδονων, που όπως αναφέραµε έχουν διακλαδιζόµενα νεύρα, κάποια κόβονται σε εγκάρσια τοµή, κάποια σε επιµήκη (σαν να σχίζονται κατά µήκος), ενώ πολλά κόβονται σε λοξές τοµές, υπό διάφορες γωνίες. Στα δικοτυλήδονα φυτά το άνω µέρος του µεσοφύλλου καταλαµβάνεται από το δρυφρακτοειδές ή δρυφακτοειδές ή πασσαλώδες παρέγχυµα. Τα κύτταρά του έχουν κυλινδρικό σχήµα, µε αποστρογγυλωµένα άκρα. Τα κύτταρα του πασσαλώδους παρεγχύµατος διατάσσονται κάθετα προς την επιδερµίδα και οι µεταξύ τους µεσοκυττάριοι χώροι είναι σχετικά µικροί. Το δρυφακτοειδές παρέγχυµα µπορεί να παρουσιάζεται σε µία, ή δύο σειρές, ενώ µπορεί να φθάνει έως και τρεις σειρές σε είδη φυτών που αναπτύσσονται σε περιοχές µε πολύ φως, όπως οι Μεσογειακές χώρες. Η πιο µέσα ευρισκόµενη σειρά µπορεί να έχει αραιότερα διαταγµένα τα κύτταρα του πασσαλώδους της παρεγχύµατος. Όλα τα κύτταρα του δρυφακτοειδούς παρεγχύµατος φέρουν πολλούς χλωροπλάστες. Εύκολα έτσι καταλαβαίνει όποιος τα παρατηρεί, ότι η λειτουργία τους είναι η φωτοσύνθεση. Ο άλλος ιστός του µεσοφύλλου ονοµάζεται σπογγώδες παρέγχυµα, επειδή παρουσιάζει µεγάλους µεσοκυττάριους χώρους. Αυτοί οι χώροι χρησιµεύουν για τη διακίνηση των αερίων που χρησιµοποιούνται ή παράγονται κατά την αναπνοή και τη φωτοσύνθεση (O2 και CO2). Ακόµη µέσω αυτών διακινείται, σε αέρια κατάσταση, το νερό που αποβάλλεται µε τη διαπνοή. Ωστόσο και τα κύτταρα του σπογγώδους παρεγχύµατος έχουν αρκετούς χλωροπλάστες (αν και σηµαντικά λιγότερους από ότι τα κύτταρα του πασσαλώδους παρεγχύµατος) και συνεισφέρουν στη φωτοσύνθεση. Τα µονοκοτυλήδονα φυτά έχουν µόνο ένα τύπο παρεγχύµατος στο µεσόφυλλό τους, ο οποίος οµοιάζει µορφολογικά περισσότερο προς το σπογγώδες παρέγχυµα και επιτελεί και τους δύο ρόλους και του πασσαλώδους και του σπογγώδους παρεγχύµατος. Η λειτουργία για την οποία απαιτούνται τα φύλλα, γνωρίζουµε ότι είναι η φωτοσύνθεση. Ας θυµηθούµε τη χηµική εξίσωση την οποία µάθαµε ότι την παριστάνει: 6CO2 + 6Η2Ο=> C6H12O6 + O2 Τώρα µπορούµε να πούµε ότι αυτή δεν είναι µία αντίδραση αλλά τα αρχικά αντιδρώντα και τα τελικά προϊόντα µιας σειράς αντιδράσεων, για τις οποίες διδάσκονται περισσότερα στο µάθηµα της Φυσιολογίας Φυτών. Το νερό ανήκει στις ενώσεις που απαιτούνται για να γίνει αυτή η αντίδραση. Τα κύτταρα που επιτελούν φωτοσύνθεση έχουν µεγάλο χυµοτόπιο ή χυµοτόπια για να αντιµετωπίζουν αυτήν την ανάγκη. Επειδή όµως, όπως βλέπουµε στην εξίσωση της χηµικής αντίδρασης, για κάθε παραγόµενο µόριο γλυκόζης απαιτούνται έξι µόρια 73 νερού, το νερό θα εξαντλείται γρήγορα, ιδιαίτερα σε θερµές και ξηρές περιόδους, οπότε θα χάνεται αρκετό και µε τη διαπνοή (την απώλεια µε µορφή υδρατµών). Για την αναπλήρωση του αντιδρώντος και του διαπνεόµενου νερού υπάρχει το αγγειώδες µέρος των ηθµαγγειωδών δεσµίδων. Αντίστοιχα για την παραλαβή των παραγοµένων σακχάρων και πολλών άλλων οργανικών ενώσεων, που πρέπει να διακινηθούν και να διανεµηθούν µέσα στο φυτικό σώµα, χρειάζεται το ηθµώδες µέρος των ηθµαγγειωδών δεσµίδων. Αντίθετα δεν περιµένουµε να βρούµε κάµβιο σε ηθµαγγειώδη δεσµίδα φύλλου, ανεξαρτήτως τι τύπου ηθµαγγειώδεις δεσµίδες φέρει ο βλαστός του. Τα φύλλα ούτε είναι πολυετή, ούτε αυξάνονται κατά πλάτος, ώστε να χρειάζονται κάµβιο στις ηθµαγγειώδεις δεσµίδες τους. Οι ηθµαγγειώδεις δεσµίδες των φύλλων φαίνονται εξωτερικά µακροσκοπικά (µε γυµνό µάτι) και αυτές είναι που αποκαλούµε, κοινά, νεύρα των φύλλων. ΣΧΗΜΑ 26: Κλαδιά µε οφθαλµούς και φύλλα. Τα σύνθετα φύλλα αποτελούνται από φυλλάρια. 74 ΣΧΗΜΑ 27. α: Τµήµα εγκάρσιας τοµής φύλλου, µε σχεδιασµένα κύτταρα της κάτω επιδερµίδας, µεταξύ των οποίων και καταφρακτικά, β: κάτοψη άνω επιδερµίδας φύλλου, χωρίς στοµάτια, γ: αστερόµορφη τρίχα της ελιάς (Olea europaea), δ: πολυκύτταρη, διακλαδιζόµενη τρίχα του φυτού Verbascum sp., ε1: η τρίχα της τσουκνίδας (Urtica sp.), µε τις ερεθιστικές ιδιότητες, ε2: η απόληξη της ίδιας τρίχας σε µεγέθυνση και το επίπεδο αποκοπής της κεφαλής της, ε3: το εκρέον, µετά την αποκοπή της κεφαλής, ερεθιστικό υγρό. Στις ξηρές περιοχές της χώρας µας, όπως και σε πολλές χώρες µε κλίµα µεσογειακού τύπου, καθώς και σε περιοχές όλης της γης µε κλίµα ξηρό, τροπικό ή υποτροπικό, τα φυτά πρέπει να αντέξουν τις περιόδους ξηρασίας. Η απλή προσαρµογή της ύπαρξης στοµατίων στην κάτω πλευρά του φύλλου δεν είναι αρκετή για αυτά τα φυτά. Η επόµενη προσαρµογή που εµφανίζουν πάρα πολλά είδη φυτών είναι η παχιά εφυµενίδα και στις δύο επιφάνειες του φύλλου, αλλά ιδιαίτερα στην έντονα ηλιαζόµενη άνω επιφάνεια. Λιγότερο διαδεδοµένες, αλλά όχι σπάνιες, προσαρµογές για την ξηρασία είναι τα κυτταρικά τριχίδια στην κάτω επιδερµίδα τα οποία επιβραδύνουν τη διαπνοή από τα στοµάτια. Ποιο εξειδικευµένες και σπάνιες προσαρµογές είναι οι κρύπτες, όπως στην περίπτωση της πικροδάφνης (Nerium oleander, οικ. Apocynaceae, στα κρητικά σφάκα). Μέσα σε κάθε µία από αυτές τις κρύπτες είναι η έξοδος δεκάδων στοµατίων. Η κρύπτη λειτουργεί ως ενδιάµεσος χώρος µεταξύ του υγρού εσωτερικού του φύλλου και του ξηρού ατµοσφαιρικού αέρα. Η ίδια η κοιλότητα της κρύπτης, σε συνδυασµό µε τα τριχίδια που περιέχει, επιβραδύνει σηµαντικά τη διαπνοή. Έτσι επιτρέπει στα στοµάτια να µένουν ανοικτά περισσότερη ώρα και έτσι να προµηθεύουν τα κύτταρα του φύλλου µε CO2 που είναι απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση. 75 Εκτέλεση Άσκησης Στην άσκηση για τη µελέτη του φύλλου θα µελετηθούν µόνιµα παρασκευάσµατα από µονοκοτυλήδονο και δικοτυλήδονο φυτό. Κατά τη µελέτη και το σχέδιο θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη βαρύτητα στις διαφορές σε ότι αφορά στους ιστούς του µεσοφύλλου, καθώς και οι διαφορές που παρουσιάζουν τα δύο φύλλα, σε ότι αφορά στα στοµάτιά τους. Επίσης πιθανόν να παρατηρηθεί νωπό παρασκεύασµα από φύλλο του φυτού της ελιάς (Olea europaea, οικογένεια Oleaceae), µε διπλή χρώση και µόνιµο παρασκεύασµα του φύλλου της πικροδάφνης (Nerium oleander, οικ. Apocynaceae), τα οποία παρουσιάζουν – ιδιαίτερα το δεύτερο – ξηροφυτικές προσαρµογές. Οι ξηροφυτικές προσαρµογές είναι η πολύστιβη επιδερµίδα, που ορισµένοι ερευνητές τη χαρακτηρίζουν επιδερµίδα συνοδευόµενη από υποδερµίδα, τρίχες στην κάτω επιφάνεια και κάτι που χαρακτηρίζει την πικροδάφνη, κρύπτες οι οποίες να εµπεριέχουν τα στοµάτια. Το παρασκεύασµα του φύλλου είναι µία καλή ευκαιρία για παρατήρηση ιδιόβλαστων κυττάρων. Ιδιόβλαστα λέγονται κύτταρα που αναπτύσσονται σε έναν ιστό που έχει κύτταρα διαφορετικά από αυτά. Στο νωπό παρασκεύασµα από φύλλο της ελιάς µπορούµε να παρατηρήσουµε ιδιόβλαστα σκληρεγχυµατικά κύτταρα, που αναπτύσσονται σποραδικά σε διάφορους ιστούς. Σε µόνιµο παρασκεύασµα από Ficus elastica, οικογένεια Moraceae, που είναι φυτό επίσης µε ξηροφυτικές προσαρµογές, µπορούµε να παρατηρήσουµε ιδιόβλαστα κύτταρα στην υποδερµίδα, τα οποία εµπεριέχουν έναν κυστόλιθο. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Ποιες διαφορές παρατηρείτε στη θέση και τη µορφολογία του δρυφακτοειδούς σε σχέση µε το σπογγώδες παρέγχυµα; 2. Ποια η χρησιµότητα των ηθµαγγειωδών δεσµίδων (νεύρων) στα φύλλα. Σε τι χρησιµεύει η κάθε τους µοίρα και πώς δικαιολογείται η απουσία µεριστωµατικού ιστού (καµβίου) από αυτές; 3. Ποια η διαφορά φύλλου µονοκοτυλήδονου από φύλλο δικοτυλήδονου σε εγκάρσια τοµή; 4. Ποια η διαφορά φύλλου µονοκοτυλήδονου από φύλλο δικοτυλήδονου σε µακροσκοπική παρατήρηση; 5. Σε τι χρησιµεύουν οι τρίχες στα φύλλα; 6. Μπορείτε να θεωρήσετε το φύλλο σαν ένα πεπλατυσµένο βλαστό; 7. Περιγράψτε τις προσαρµογές των ξηροθερµικών φυτών. 8. Συσχετίστε τη θέση και τη µορφολογία του σπογγώδους παρεγχύµατος µε τη λειτουργία του. 9. Συσχετίστε τη θέση και τη µορφολογία του πασσαλώδους παρεγχύµατος µε τη λειτουργία του. 10. Περιγράψατε τη διαφορά της άνω επιδερµίδας φύλλου από την κάτω: α) Σε τυπικό δικοτυλήδονο, β) σε τυπικό µονοκοτυλήδονο φυτό. 76
© Copyright 2024 Paperzz