Augalai- dauguialąsčių autotrofinių eukaritų grupė su gerai išreikštais audiniais. Galėdami fotosintetinti augalai sausumoje gali gyventi įvairiomis sąlygomis- nuo vešlių miškų iki dykumų ar užšalusios tundros. Gyvenimas sausumoje augalams teikia kai kurių privalumų. Vienas iš jų- tai galėjimas gauti daug fotosintezei reikalingos šviesos. Netgi švarus vanduo sugeria šviesą. Be to, anglies dioksido ir deguonies ore yra žymiai daugiau negu vandenyje, šios dujos ten lengviau pasiskirsto.
Tačiau gyvenant sausumoje reikia turėti tam tikrų prisitaikymų , kad būtų galima kovoti su nuolatine išdžiūvimo grėsme. Dauguma augalų šaknimisgali siurbti vandenį iš substrato. Jam išsaugoti lapai ir stiebai padengti vandeniui nelaidžia vaškine katikule. Lapų paviršiuje yra žiotelių, kurios gali atsiverti ir užsiverti, reguliuodamos dujų apykaitą ir vandens garinimą. Kai kurie augalai turi indų sistemą, pernešančią vandenį į lapus, o maisto medžiagas iš lapų.Sumedėjusių augalų stiebuose yra negyvų laidžiųjų ir ir ramstininių audinių, kurie sudaro atramą, galinatlaikyti Žemės traukos jėgą ir iškeliančią lapus į šviesą. Visų augalų gemalas apsaugotas nuo išdžiūvimo, o kai kurių apsaugota visa gametofito karta. Augalų žiedadulkes, kuriose yra spermių, vėjas arba gyvūnai nuneša prie kiaušialąstės. Po apvaisinimo vystosi sėkla su gemalu.
Manoma, kad augalai giminingi žaliadumbliams, nes abi šios grupės turi kai kurių bendr požymių. Ir vieni, ir kiti turi vienodų fotosintezėje dalyvaujančių pigmentų: hlorofilų A ir B bei karotinoidų. Pirmines maisto medžiagų atsargos yra krakmolas, kaupiamas plastidėse. Jų ląstelių sienelėse yra celiuliozės. Abiejų grupių organizmų besidalijančiai ląsteliai būdinga dalijončiosios plokštelės stadija.
Kodėl augalais nelaikomi tokie daugialąsčiai žaliadumbliai, kaip liūnė ( Ulva ) ? Tik augalai turi daugialąstes gametanges (lytinius organus) ir sporangias, kuriose lytines ląsteles supa keli nelytinių ląstelių sluoksniai. Susidaiusi zigota, o vėliau ir gemalas apsaugoti augalo kuno viduje. Kadangi dumblių apvaisinimas- išorinis, todėl jų gemalas lieka neapsaugotas nuo aplinkos poveikio.
Augalams ir kai kuriems dumbliams būdingas dviejų skirtingų kartų gyvenimo ciklas, vadinamas kartų kaita, su mojozės būdu susidarančiomis sporomis.
Augalų sandara
Augalas auga visa savo gyvenimą, nes jo stiebų ir šaknų viršūnėlėse yra meristemos (gaminamieji, gemaliniai audiniai). Trijų tipų meristemos nuolat formuoja tris specializuotus augalo audinių tipus: odapradį (protidermą)- išorinę pirminę meristemą, iš kurios išauga epidermis; pagrindinę meristemą, kuri duoda pradžią pagrindiniams audiniams; pradinį brazdą ( prokambį), iš kurio vystosi laidžiųjų audinių indų kūneliai.
Aptarsime šias tris specializuotas audinių grupes.
• Dengiamieji audiniai formuoja išorinę apsauginę augalo dangą.
• Pagrindiniai audiniai užpildo augalo vidų.
• Laidieji audiniai augalo viduje pergabena vandenį su maisto medžiagomis bei atlieka ramstinę funkciją.
Augalų organai sudaryti iš audinių
Trijų tipų meristemos nuolat dalijasi ir formuoja specializuotus audinius. Iš protodermos formuojasi dengiamieji audiniai, iš pagrindinės meristemos- pagrindiniai audiniai, iš prokambio- pirminiai laidieji audiniai.
Įvairių augalo organų dengiamieji audiniai skiriasi. Šaknyse iš epidermio ląstelių išauga šakniaplaukiai; lapų epidermyje yra varstomųjų ląstelių.
Pagrindinius audinius sudaro parenchimos ląstelės, kurių sienelės yra plonos. Tos, kurios turi chloroplastų, gali vykyti fotosintezę. Kolenchimos ląstelės turi storesnes sieneles ir sudaro lanksčius ramstinius audinius. Sklerenchimos ląstelės yra tuščiavidurės, negyvos, turi antrines sienels ir atlieka ramstinę funkciją.
Laidieji audiniai sudaryti iš karnienos ir medienos. Mediena susideda iš indų narelių(trachėjų) ir tracheidžių, kurios yra pailgos, su nusmailėjusiais ir porėtais galais. Mediena pernešamas vanduo ir mineralinės medžiagos. Karniena susideda iš rėtinių indų, kurių kiekviena ląstelė turi lydimąją ląstelę. Karniena pernašamos organinės maisto medžiagos.
Šaknų sandara
Šaknies galelyje matomos trys zonos: šaknies šalmeliu apsaugota zona, kur ląstelės dalijasi(viršūninė meristema), tįsimo zona ir siurbimo zona.
Dviskilčio augalo šaknies skersiniame pjūvyje matomas epidermis(apsaugantis šaknį), pirminė žievė(kaupianti maisto medžiagas), endodermis(reguliuojantis mineralinių medžiagų judėjimą)ir centrinis velenas(laidieji audiniai). Dviskilčių augalų centriniame velene mediena išsidėsto žvaigždės pavidalo figūra, o karniena randama atskirose salelėse tarp medienos spindulių. Vienskilčių augalų šaknyse laidieji audiniai išsidėstę ratu, kuriame aplink šerdį pakaitomis eina medienos ir karnienos kūleliai.
Yra trys šaknų tipai: liemeninės, kuokštinės ir pridėtinės šaknys.
Stiebų sandara
Pirminis stiebo augimas vyksta dėka ūglio viršūninės meristemos, kurią apsaugo viršūninis pumpuras. Viršūniniame pumpure yra bamblių su lapų pradmenimis, o tarp bamblių yra tarpubamblių. Stiebui augant, tarpubambliai
e pjūvyje matosi, kad nesumedėjusios dviskilčio augalo stiebas turi epidermį, pirminę žievę, ratu išsidėsčiusius indų kūlelius ir šerdį. Vienskilčių augalų stiebuose indų kūleliai išsibarstę netvarkingai visame stiebo skerspjūvyje, žievė ir šerdis juose nėra gerai išreikštos.
Antrinis sumedėjusio stiebo augimas vyksta dėka kūlelio brazdo, kuris kiekvienais metais gamina naują medieną ir karnieną, bei ląsteles. Sumedėjusiuose augaluose kamštinis audnys pakeičia epidermį. Sumedėjusio stiebo skersiniame pjūvyje matosi medžio žievė, mediena ir šerdis. Žievę sudaro kamštinis audinys ir karniena. Medieną sudaro medienos metinės rievės.
Yra įvairių pakitusių stiebų, pvz., gulsčių antžeminių(palaipos) ir požeminių(šakniastiebių). Gumbasvogūniai ir kai kurių augalų ūseliai- tai taip pat pakitę stiebai.
Lapų sandara
Skersiniame lapo pjūvyje matosi epidermis su varstomosiomis ląstelėmis, išsidėsčiusiomis daugiausia lapo apačioje. Lapų gyslose yra laidieji audiniai.
Lapai būna įvairiai pakitę. Kaktuso dygliai- tai pakitę lapai. Kiti sukulentai turi sultingus lapus. Svogūnas- tai trumpas stiebas, kurį supa mėsingi lapai. Žirnių ūseliai- taip pat pakitę lapai. Musėkautas lapais gaudo ir virškina vabzdžius.
Fotosintezė
Vykstant fotosintezei, augalai ir dumbliai apsirūpina maistu ne tik patys, bet aprūpina jo ir visiems kitiems gyviesiems organizmams. Vandenynuose dumbliai, o sausumoje augalai yra maisto medžiagų gamintojai, kartu ir visų tipų mitybinių grandinių pirmoji grandis. Gyvūnai minta fotosintezę vykdančiais organizmais arba kitais gyvūnais, kurie savo ruožtu mito tais pačiais fotosintezės vykdytojais.
Vykstant fotosintezei, sugeriamas anglies dioksidas ir išskiriamas deguonis. Deguonis būtinas visiems organizmams, kurie yra aerobai (kvėpuoja oru). Ir aukštuose atmosferos sloksniuose yra deguonies, kur iš jo susidaro ozono skydas, saugantis žemėje gyvenančius organizmus nuo saulės ultravioletinių spindulių kenksmingo poveikio. Tai, kad vykstant fotosintezei sugeriamas anglies dioksidas, taip pat labai svarbu: jo perteklius atmosferoje nuodingas gyvūnams, be to, jis prisideda prie klimato globalaus atšilimo. Sodindami medžius ir tausodami miškus kartu gryniname orą ir saugome dirvas nuo erozijos- šaknys sutvirtina dirvožemio sluoksnį.
Žmonių populiacija priklauso nuo auginamų žemės ūkio augalų derliaus. Augalai yra ir audinių, popieriaus, medienos, kuro, vaistų šaltinis- be jų žmogus negalėtų išsiversti. Augalams turime būti dėkingi už tai, kad žmonija gali egzistuoti, tačiau kartu neužmirškime paprasčiausiai pasigrožėti pavasarį žydinčiomis obelimis ar didingai ošiančiomis sengirėmis.
Saulės radiacija yra energijos šaltinis
Fotosintezės metu susidaro angliavandianiai ir deguonis- tokios reikalingos didžizjai daugumai gyvųjų organizmų medžiagos. Fotosintezei naudojama regimosios spektro dalies saulės energija; šioje dalyje esantys fotonai turi reikiamą energijos kiekį elektronamas chlorofilo molekulėje sužadinti. Chlorofilai A ir B geriausiai sugeria violetinius, mėlynus ir raudonus spindulius. Dėl to chlorofilas mums atrodo žalias.