AizvērtIzvēlne
Sākums
Atjaunots 2025. gada 21. maijā
Uldis Kondratovičs

augu anatomija

(angļu plant anatomy, vācu Pflanzenanatomie, franču anatomie végétale, krievu анатомия растений)
augu bioloģijas apakšnozare, kas pēta augu organismu iekšējo uzbūvi

Saistītie šķirkļi

  • augi Latvijā

Nozares un apakšnozares

bioloģija
  • augu anatomija
  • augu fizioloģija
  • bioģeogrāfija
  • bioinformātika
  • biomatemātika
  • biomedicīna
  • biometrija
  • cilvēka un dzīvnieku fizioloģija
  • dendroloģija
  • dipteroloģija
  • ekoloģija
  • evolūcija, bioloģijā
  • helmintoloģija
  • hidrobioloģija
  • izziņas bioloģija
  • kinezioloģija
  • limnoloģija
  • molekulārā ģenētika
  • neirobioloģija
  • pedobioloģija
  • protistoloģija
  • zooloģija
Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) trīsgadīga stumbra šķērsgriezums.

Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) trīsgadīga stumbra šķērsgriezums.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs. 

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums 
  • 2.
    Praktiskā un teorētiskā nozīme
  • 3.
    Iedalījums un sastāvelementi
  • 4.
    Nozares teorijas
  • 5.
    Galvenās pētniecības metodes
  • 6.
    Īsa vēsture
  • 7.
    Pašreizējais attīstības stāvoklis
  • 8.
    Galvenās pētniecības iestādes un profesionālās organizācijas
  • 9.
    Svarīgākie periodiskie izdevumi
  • 10.
    Nozīmīgākie pētnieki
  • Multivide 8
  • Saistītie šķirkļi
  • Ieteicamā literatūra
  • Kopīgot
  • Izveidot atsauci
  • Drukāt

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums 
  • 2.
    Praktiskā un teorētiskā nozīme
  • 3.
    Iedalījums un sastāvelementi
  • 4.
    Nozares teorijas
  • 5.
    Galvenās pētniecības metodes
  • 6.
    Īsa vēsture
  • 7.
    Pašreizējais attīstības stāvoklis
  • 8.
    Galvenās pētniecības iestādes un profesionālās organizācijas
  • 9.
    Svarīgākie periodiskie izdevumi
  • 10.
    Nozīmīgākie pētnieki
Kopsavilkums 

Strukturāli augu anatomija atrodas starp augu morfoloģiju un šūnas bioloģiju, bet funkcionāli tā ļauj integrēt augu organisma uzbūvi un funkcionēšanu – atklāt likumsakarības starp augu uzbūvi, funkcijām, taksonomiju, ekoloģiju un attīstības ģenētiku. 

Augu anatomija kā viena no vecākajām augu bioloģijas apakšnozarēm saista ne vien citas augu bioloģijas apakšnozares, bet veido saikni arī ar dažādām mūsdienās aktuālām zinātnes nozarēm: vides zinātni, ķīmiju, fiziku, inženierzinātni, vēsturi un klimatoloģiju.

Galvenā augu anatomijā izmantotā metode ir mikrotehnika – paņēmienu kopums mikroskopisko preparātu pagatavošanai no augu materiāla ar sekojošu tā izpēti mikroskopā, attēlu kvalitatīvo un kvantitatīvo analīzi un datu statistisko apstrādi un interpretāciju.

Praktiskā un teorētiskā nozīme

Augu anatomiskās uzbūves zināšanām ir būtiska nozīme augu fizioloģijas, augu molekulārās bioloģijas, paleobotānikas, augu patoloģijas, mežsaimniecības, dārzkopības, agronomijas, arī augu evolūcijas pētījumos. Augu uzbūves pārzināšana ļauj skaidrot tādus fizioloģiskus procesus kā augu minerālā barošanās, fotosintēze, vielu transports un elpošana.

Daudzi procesi augu dzīvē kļūst skaidri, ja tos saista ar zināšanām augu anatomijā. Augu anatomija ir ļoti svarīga kā saikne starp daudzām mūsdienās aktuālām zinātnes nozarēm. Piemēram, izmantojot koksnes gadskārtās ieslēgto informāciju, iespējams noskaidrot klimata pārmaiņu tendences (1. attēls). 

Augu audu biomehānikas pamatprincipus izmanto inženiertehnoloģijās. Augu uzbūves adaptīvie mehānismi ļauj tiem pielāgoties vides izmaiņām un tādējādi ļauj saglabāt planētas bioloģisko daudzveidību, kā arī atjaunot degradētās ekosistēmas. Augu lapu anatomiskā uzbūve un fotosintēzes mehānismi iedvesmo efektīvāku saules paneļu radīšanu.

Augu anatomijas zināšanām ir arī praktiska nozīme. Tās noder:

  • fragmentāru augu materiālu identificēšanā,
  • koksnes mehānisko īpašību noteikšanā,
  • arheoloģisko augu atlieku identificēšanā,
  • dendrohronoloģijā un klimata pārmaiņu noteikšanā,
  • pierādījumu sniegšanā tiesu ekspertīzei,
  • meristēmu izmantošanā augu biotehnoloģijā,
  • celulozes rūpniecībā,
  • augstvērtīgu pārtikas, tehnisko un dekoratīvo augu kultūru selekcijā,
  • saimnieciski nozīmīgu augu – šķiedraugu, eļļas augu, ārstniecības augu – īpašību izmantošanā.
Iedalījums un sastāvelementi

Augu anatomija ir viena no vecākajām augu bioloģijas apakšnozarēm, spēcīgs informācijas avots ar gadsimtiem ilgos pētījumos uzkrātām zināšanām. Tā atrodas uz robežšķirtnes starp augu morfoloģiju un augu šūnas bioloģiju (citoloģiju). Tomēr kopš 20. gs. vidus to uzskata par atsevišķu augu bioloģijas apakšnozari, kas attiecas tikai uz augu iekšējās uzbūves, tostarp augu histoloģijas un augu citoloģijas, pētījumiem.

Augu anatomijā izšķir šādus pētījumu līmeņus:

  • šūna,
  • audi,
  • organisms.
Nozares teorijas
Šūnu teorija (Schleiden, Schwann, 1839)

Šūna ir visu dzīvo organismu pamatvienība un apvieno visus dzīvos organismus vienotā dzīvajā dabā.

Meristēmu teorijas
Apikālās šūnas teorija (Nägeli, 1858)

Apikālo meristēmu veido viena apikālā šūna (apikālais iniciālis), un šo šūnu interpretē kā apikālās meristēmas strukturālo un funkcionālo pamatvienību. Apikālā šūna ir ļoti liela un apgrieztas piramīdas formā.

Histogēnu teorija (Hanstein, 1868)

Vasas un sakņu apikālo meristēmu veido trīs histogēni: dermatogēns, no kura veidojas primārie segaudi, periblēma, no kuras veidojas primārā miza, un pleroma, no kuras attīstās centrālais cilindrs. Saknēm raksturīgs vēl ceturtais histogēns – kaliptrogēns. No tā attīstās saknes uzmava.

Tunikas un korpusa teorija (Schmidt, 1924)

Saskaņā ar šo teoriju apikālo meristēmu apņem tunika – viena vai dažas (līdz 5) šūnu kārtas, bet visu centrālo daļu aizņem korpuss.

Citas zināmās apikālās meristēmas teorijas ir citohistoloģiskā zonējuma teorija (Foster, 1939) un snaudošās meristēmas teorija (Buvat, 1952).

Galvenās pētniecības metodes

Galvenā augu anatomijā izmantotā metode ir mikrotehnika – paņēmienu kopums mikroskopisko preparātu pagatavošanai no augu materiāla ar sekojošu tā izpēti un analīzi mikroskopā.

Kvalitatīvu preparātu pagatavošanai no augu materiāla pagatavo griezumus. Griezumus var veikt, augu materiālu turot rokā un griešanai izmantojot asu instrumentu – skuvekļa asmeni, bārdas nazi, arī mikrotomējot. Mikrotomēšana ir augu materiāla plānu griezumu pagatavošana, izmantojot mikrotomu. Izšķir rokas mikrotomus, rotācijas un sliedes tipa mikrotomus (2. attēls). Ultraplānu griezumu pagatavošanai izmanto ultramikrotomus. Augu materiāla griešanai var būt nepieciešama tā ieslēgšana parafīnvaskā vai polimērsveķos, izmantojot noteiktus histoloģiskos protokolus.

Neatņemama mikrotehnikas sastāvdaļa ir augu materiāla krāsošana, kad, izmantojot dažādas krāsvielas, augu struktūras iekrāso noteiktā krāsā. Piemēram, ar safranīnu pārkoksnēti šūnapvalki iekrāsojas aveņsarkanā krāsā, safranīnam reaģējot ar lignīnu (3. attēls). Krāsviela sudāns savukārt lipīdus iekrāso oranži sarkanā krāsā.

Augu materiāla griezumus ieslēdz mikropreparātos, kuri atkarībā no to izmantošanas ilguma var būt pagaidu vai pastāvīgie. Pagaidu preparātus parasti izmanto līdz dažām stundām, savukārt pastāvīgie preparāti noteiktos apstākļos ir uzglabājami gadiem ilgi.

Pēc tam, kad ir pagatavoti mikropreparāti, seko mikroskopēšana – izpēte ar mikroskopu, augu materiāla attēlu kvantitatīvā un kvalitatīvā analīze – un iegūto datu statistiskā apstrāde.

2. attēls. Rotācijas mikrotoms mikrotomēšanas darba stacijā. 2012. gads.

2. attēls. Rotācijas mikrotoms mikrotomēšanas darba stacijā. 2012. gads.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs. 

3. attēls. Gadskārta liepas stumbra koksnē.

3. attēls. Gadskārta liepas stumbra koksnē.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs.

4. attēls. Botānikas pamatlicēja – sengrieķu zinātnieka Teofrasta – statuja. Palermo, Itālija, 2019. gads.

4. attēls. Botānikas pamatlicēja – sengrieķu zinātnieka Teofrasta – statuja. Palermo, Itālija, 2019. gads.

Fotogrāfs Francesco Cantone. Avots: Shutterstock.com/1492887329. 

Katerīne Esau pie mikroskopa. Ap 1958. gadu.

Katerīne Esau pie mikroskopa. Ap 1958. gadu.

Fotogrāfs nezināms. Avots: Katherine Esau Papers, UArch FacP 23. Department of Special Research Collections, UC Santa Barbara Library, University of California, Santa Barbara. 

Īsa vēsture

Nav saglabājušies Aristoteļa (Ἀριστοτέλης) pieraksti par augiem, tomēr apmēram 300 g. p. m. ē. viņa skolnieks Teofrasts (Θεόφραστος) (4. attēls), kuru uzskata par botānikas pamatlicēju, sarakstījis pirmo darbu par augiem – “Par augu vēsturi un izcelšanos” (Περὶ φυτῶν ἱστορία). Tajā viņš konstatē augu un to orgānu – stumbru, sakņu un lapu – daudzveidību, sniedz atziņas par sēklu dīgšanu, ziedu uzbūvi, raksturo kokaugus, ziemcietes, labībaugus, dārzeņus, vides apstākļu ietekmi uz augu augšanu, sniedz pārskatu par augu iegūšanu, pavairošanu un audzēšanu.

Mūsu ēras 1. gs. Plīnijs Vecākais (Gaius Plinius Secundus) uzrakstījis darbu par dabas vēsturi (Naturalis historia). Augi pamatā aprakstīti no cilvēka interešu viedokļa.

16. gs. vadošais botāniķis bija itāļu fiziķis un filozofs Andrea Cezalpino (Andrea Cesalpino), kurš postulējis vielu transporta kanālus un novērojis, ka saknēm nav serdes. A. Cezalpino slavenākais darbs ir “Par augiem” (De Plantis, 1583), kurā nosaukti un aplūkoti apmēram 1500 augi. Katrs no tiem tika pieskaitīts kokaugiem, ziemcietēm vai bezsēklu augiem (papardēm, sūnām). A. Cezalpino ir pamatlicējs herbārija metodei botānikā, un no viņa darbības vēlāk ietekmējies Karls Linnejs (Carl Linnaeus). A. Cezalpino gan nebija brīvs no sholastikas ietekmes – viņš pat aizsācis ideālistisko augu morfoloģiju, studējot augu dvēseles.

Krass pavērsiens augu iekšējās uzbūves pētīšanā sākās 16. un 17. gs. mijā līdz ar mikroskopa izgudrošanu. Aptuveni 1590. gadā briļļu meistari no Nīderlandes Hanss Jansens (Hans Janssen) un viņa dēls Zaharija Jansens (Zacharias Janssen) izgudroja ierīci, kas spēj palielināt mazu priekšmetu attēlu. Mikroskopu veidoja trīs savienoti cilindri, kuriem katrā galā iemontēta lēca. Saliktā veidā tas deva trīsreiz lielāku palielinājumu, bet izvilktā stāvoklī – 9 reižu.

Vislielāko atklājumu augu anatomijas un mikroskopijas vēsturē acīmredzot izdarījis angļu dabaszinātnieks un izgudrotājs Roberts Hūks (Robert Hooke), kurš 1660. gadā ar paša konstruēto mikroskopu korķa šķērsgriezumā saskatīja auga organisma pamatelementus un deva tiem nosaukumu “šūna” (cellula). Atklājumus R. Hūks 1665. gadā publicēja darbā “Mikrogrāfija” (Micrographia) galvenokārt mikroskopā ieraudzīto attēlu veidā.

1668. gadā nīderlandiešu apģērbu tirgotājs, izgudrotājs un dabas pētnieks Antonijs van Lēvenhuks (Anthonie van Leeuwenhoek) konstruēja vienkāršu, tomēr ļoti precīzu mikroskopu (patiesībā – palielināmo stiklu) ar palielinājumu ~280 reizes. Viņš pavisam izgatavojis ~500 šādas konstrukcijas mikroskopu, no kuriem vairāki saglabājušies līdz mūsdienām. Ar savas konstrukcijas mikroskopu A. van Lēvenhuks novērojis un aprakstījis pavedienveida aļģi spirogīru, kā arī daudzus protistus, ieskaitot skropstiņinfuzorijas. A. van Lēvenhuks atklājis arī eritrocītus, pirmais mikroskopā novērojis amēbas, kuras aprakstījis kā “sīkus, krokainus pūslīšus smilšu graudu lielumā”.

Modernās augu anatomijas pamatlicēji ir angļu botāniķis un mediķis Nēmija Grū (Nehemiah Grew) un itāļu biologs un ārsts Marčello Malpigi (Marcello Malpighi), kuri neatkarīgi viens no otra savus pētījumus veica 17. gs. otrajā pusē. N. Grū ieviesa terminu “audi”, ko iedalīja parenhīmā un prozenhīmā. Viņš arī novēroja vertikālās un horizontālās audu sistēmas, aprakstīja mizas un koksnes sekundāro augšanu. M. Malpigi pētīja augu un dzīvnieku uzbūves līdzību. Viņš atklāja koksnes vadaudu spirālveida uzbiezinājumus un atvārsnītes. Neatkarīgi viens no otra M. Malpigi (“Augu anatomija”, Anatome Plantarum, 1675) un N. Grū (“Augu anatomijas pamati”, The Anatomy of Vegetables Begun, 1672; “Augu anatomija”, The Anatomy of Plants, 1682) sarakstīja pirmās augu anatomijas mācību grāmatas.

Īpaši strauji augu anatomija sāka attīstīties kopš 18. gs.

1772. gadā itāļu dabas pētnieks Bonaventura Korti (Bonaventura Corti) aļģu šūnās pirmoreiz novēroja protoplazmas kustību (iespējams, tie ir pirmie šūnas dzīvā satura novērojumi).

Vācu botāniķis Ludolfs Kristians Treviranuss (Ludolph Christian Treviranus) 1806. gadā atklāja starpšūnu telpas un koksnes vadaudus (trahejas), kas veidojas, izzūdot šķērsapvalkiem starp atsevišķiem traheju posmiem. Viņš arī novēroja spirālisko uzbiezinājumu veidošanos protoksilēmā.

Svarīgus atklājumus augu anatomijā veicis vācu botāniķis Johans Jākobs Pauls Moldenhavers (Johann Jakob Paul Moldenhawer). Viņš pierādīja, ka katrai augu šūnai ir savs šūnapvalks, izstrādāja macerācijas paņēmienus un ieviesa terminu “vadaudu kūlītis”, lai apzīmētu “pavedienus, kas sastāv no šķiedrām, vadaudiem un parenhīmas”. 1812. gadā J. J. P. Moldenhavers publicēja darbu “Ieguldījums augu anatomijā” (Beiträge zur Anatomie der Pflanzen), kur sniedza detalizētus attēlus. To pamatā bija augu audu izpēte.

1813. gadā šveiciešu botāniķis Augustīns Pirāms Dekandols (Augustin Pyramus de Candolle) publicēja grāmatu “Botānikas pamatteorija” (Théorie Élémentaire de la Botanique), kurā viņš apgalvoja, ka augu klasifikācijai ir jābalstās tikai uz anatomiju, nevis fizioloģiju. Tādējādi A. P. Dekandols noteica strukturālos kritērijus, lai definētu un sistematizētu augu ģintis.

1833. gadā skotu botāniķis Roberts Brauns (Robert Brown) orhidejas lapu epidermas šūnā skaidri saskatīja un vēlāk aprakstīja īpašus veidojumus. Viņš deva tiem nosaukumu “kodols” (nucleus). Lai gan daudzi šūnu pētnieki pirms viņa jau bija novērojuši kodolu, viņi nebija sapratuši šīs struktūras būtisko nozīmi šūnu dzīvē. R. Brauns kodolu atzina par nozīmīgu šūnas pamatelementu.

1837. gadā vācu botāniķis Teodors Hartigs (Theodor Hartig) atklāja sietstobrus un to perforācijas.

1838. gadā vācu botāniķis Matiass Šleidens (Matthias Schleiden) un zoologs Teodors Švanns (Theodor Schwann) formulēja šūnu teoriju, saskaņā ar kuru visi audi un visi dzīvie organismi sastāv no šūnām. Šī teorija joprojām ir viena no bioloģijas pamatkoncepcijām.

1840. gadā čehu zoologs Jans Purkiņe (Jan Purkyně) dzīvnieku embriju šūnu dzīvo saturu nosauca par protoplazmu. Viņš bija pirmais, kurš anatomisko preparātu pagatavošanai izmantojis mikrotomu.

Strauja augu anatomijas attīstība sākās 19. gs. vidū līdz ar vācu botāniķa Hugo fon Mola (Hugo von Mohl) publikāciju “Augu šūnas anatomijas un fizioloģijas pamati” (Grundzüge der Anatomie und Physiologie der vegetabilischen Zelle) 1851. gadā, pirms kuras iznākšanas viņš 1846. gadā terminu “protoplazma” attiecināja uz augu šūnas dzīvo saturu. H. fon Mols arī pētījis šūnu dalīšanos. Viņš uzlaboja mikroskopēšanas tehniku un apstiprināja terminu “protoplazma”, identificēja plazmas membrānu un bija pirmais mikroskopists, kurš aprakstīja protoplazmas uzvedību šūnu dalīšanās laikā. Zinātnieks bija pirmais, kurš izprata kodola nozīmi un demonstrēja vadaudu un šķiedru šūnu izcelsmi. Viņš raksturoja primāro un sekundāro šūnapvalku un šūnapvalka poru īpašības.

1850. gadā vācu botāniķis, bakteriologs un mikrobiologs Ferdinands Jūliuss Kons (Ferdinand Julius Cohn) izvirzīja ideju, ka augu un dzīvnieku šūnu protoplazmas ir būtiski līdzīgas.

Vācu botāniķis Vilhelms Hofmeisters (Wilhelm Hofmeister) 1851. gadā aprakstīja paaudžu maiņu sauszemes augu dzīves ciklā un uzskatīja šo parādību par visu augu valsti vienojošo principu. V. Hofmeisters devis arī ieguldījumu agrīnajos augu embrioloģijas pētījumos.

Šveiciešu ārsts un botāniķis Karls Nēgeli (Carl Nägeli) 1842. gadā atklāja veidojumus kodolā, kas vēlāk kļuva pazīstami kā hromosomas. K. Nēgeli pētīja apikālo meristēmu ontoģenēzi un parādīja atšķirību starp primārajām un sekundārajām meristēmām; viņš aprakstīja vadaudu kūlīšu attīstību no prokambija un izmantoja terminus “ksilēma” un “floēma”, lai klasificētu dažādas vadaudu kūlīšu daļas. 1858. gadā formulēja meristēmu apikālās šūnas teoriju.

1880. gadā vācu botāniķis Johanness fon Hanšteins (Johannes von Hanstein) ieviesa terminu “protoplasts”, lai apzīmētu vienkāršas šūnas iekšējo saturu (grieķu πρωτοπλάστης, protoplastos; protos ‘pirmais’, plastos ‘veidotais’). Viņš ir arī apikālās meristēmas organizācijas histogēnu teorijas autors (1868). Saskaņā ar šo teoriju augšanas konusu veido četri histogēni: dermatogēns, periblēma, pleroma un kaliptrogēns.

Viens no 19. gs. ievērojamākajiem augu anatomiem bija poļu izcelsmes vācu botāniķis Ēduards Štrāsburgers (Eduard Strasburger), kurš aprakstīja šūnu mitotisko dalīšanos un pierādīja, ka, kodoliem daloties, veidojas jauni kodoli – notiek kariokinēze. 1876. gadā tika publicēta viņa monogrāfija “Protoplazmas pētījumi” (Studien Über Protoplasma).

Austriešu botāniķis Gotlībs Hāberlands (Gottlieb Haberlandt), kuru uzskata par vienu no ievērojamākajiem fizioloģiskās augu anatomijas pamatlicējiem, aizstāvēja integrētu augu struktūras un funkciju izpēti. 1884. gadā grāmatā “Fizioloģiskā augu anatomija” (Physiologische Pflanzenanatomie) G. Hāberlands audus klasificēja pēc to funkcijām, piemēram, mehāniskie, uzsūcošie un fotosintezējošie audi. Viņš neņēma vērā pastāvošās morfoloģiskās klasifikācijas. Neraugoties uz to, ka citi botāniķi viņa sistēmu savulaik neatbalstīja, zinātnieki, kuri pēta augu pielāgošanos videi, joprojām bieži izmanto uzbūves, funkciju un vides caurviju analīzi.

Cieša saikne starp augu anatomiju, fizioloģiju un ģenētiku bija vērojama dāņu dabaszinātnieka un botāniķa Johannesa Šmita (Johannes Schmidt) pētījumos. Viņš 1924. gadā ierosināja stumbra apikālās meristēmas uzbūves tunikas korpusa teoriju, pamatojoties uz šūnu dalīšanās plaknēm.

19. gs. vidū līdz ar Ogista Matjē (Auguste Mathieu) un Hermana fon Nerdlingera (Hermann von Nördlinger) pētījumiem strauji sāka attīstīties augu anatomijas apakšnozare – koksnes anatomija. Tā ietver koksnes aprakstošo anatomiju, salīdzinošo anatomiju, struktūras mainīgumu un koksnes identifikāciju, koksnes struktūras un funkciju vienotību, ultrastruktūru un ekoloģisko anatomiju, fosilos mežus, arheoloģiju un paleontoloģiju, sistemātisko un filoģenētisko koksnes anatomiju, kambija diferenciāciju un koksnes attīstību, koksnes izpētes mikroskopiskās metodes. 20. gs. beigās un 21. gs. sākumā pētījumi bija vērsti uz koksnes fizikālajām un mehāniskajām īpašībām, jo koksnes anatomiskās uzbūves pārzināšana ir svarīga ​​tās izmantošanai inženiertehniskiem mērķiem. Koksnes anatomijas pētījumu veicināšanā būtiska nozīme ir 1970. gadā dibinātajai Starptautiskajai Koksnes anatomu asociācijai (The International Association of Wood Anatomists), un tās izdotais žurnāls koksnes anatomiem ir neaizstājams atsauču avots.

Viena no 20. gs. izcilākajām personībām zinātnē ir augu anatome un profesore Katerīne Esau (Katherine Esau), kura savas akadēmiskās karjeras sākumā Kalifornijas Universitātē (University of California, Davis) pētīja cukurbiešu fizioloģiju – galvenokārt to rezistenci pret vīrusu izraisītajām slimībām. Pēc doktora grāda iegūšanas 1932. gadā viņa turpināja pētīt dažādus pārtikas kultūraugus, kā selerijas, burkānus, bumbierus, arī to izturību pret slimībām. Viņas veiktie divdīgļlapju sekundārās lūksnes salīdzinošās uzbūves pētījumi 1950. gadā deva pietiekami daudz informācijas, lai skaidrotu lūksnes audu evolucionāro specializāciju saistībā ar to veicamajām funkcijām. K. Esau 1953. gadā publicēja visā pasaulē plaši pazīstamo mācību grāmatu “Augu anatomija” (Plant Anatomy), kurai 1960. gadā sekoja “Sēklaugu anatomija” (Anatomy of Seed Plants). Abas grāmatas ir tulkotas daudzās pasaules valodās un visās pasaules universitātēs joprojām nosaka augu anatomijas akadēmiskās izglītības standartus.

20. gs. slavenākajiem augu anatomiem jāpieskaita arī amerikāņu pedagogs un zinātnieks Rejs Frenklins Everts (Ray Franklin Evert), kurš aizsāka pētījumus par vaskulāro kambiju un sekundārās ksilēmas un floēmas sezonālo attīstību divdīgļlapjos kokaugos, arī padziļinātus mizas anatomijas pētījumus. 2006. gadā R. F. Everts izdeva grāmatu “Esau augu anatomija: augu organisma meristēmas, šūnas un audi: to struktūra, funkcijas un attīstība” (Esau’s Plant Anatomy: Meristems, Cells, and Tissues of the Plant Body: Their Structure, Function, and Development), kurā viņš padziļināti iztirzā pasaulē plaši pazīstamo K. Esau grāmatu “Augu anatomija”. Šis darbs mūsdienās ir kļuvis par svarīgu atsauci augu anatomijas studentiem, profesoriem un pētniekiem.

Pašreizējais attīstības stāvoklis

Augu anatomiju dažreiz uzskata par novecojušu zinātni, kurā viss jau ir atklāts, vai par tikai aprakstošu disciplīnu bez eksperimentēšanas. Taču tas ir nekorekti, jo tehnoloģiju attīstība sniedz jaunas iespējas, piemēram, šķīdumu plūsmas mērījumi vadaudos ir atklājuši jaunas traheju elementu funkcijas, molekulārā bioloģija un ģenētika ir identificējušas daudzus gēnus, kas regulē augu anatomisko attīstību, un koksnes anatomijas pētījumi sniedz informāciju par klimata pārmaiņām uz planētas.

Augu anatomija kā augu bioloģijas apakšnozare ietver detalizētu konkrētu orgānu vai struktūru izpēti. Augu uzbūves izpratne joprojām ir būtiska, lai noskaidrotu daudzus augu bioloģijas aspektus, sākot no molekulu līdz pat ekosistēmu līmenim. Detalizētām zināšanām par augu uzbūvi ir pielietojums augu fizioloģijā, ekoloģijā, taksonomijā un evolūcijas bioloģijā. Anatomiskie dati ir ļoti vērtīgi taksonomisko un filoģenētisko izaicinājumu risināšanā, jo tie bieži atvieglo morfoloģisko īpašību homoloģiju atpazīšanu, kas var palīdzēt interpretēt evolūcijas ceļus.

Jaunu un sarežģītu augu iekšējās uzbūves optisko izpētes sistēmu attīstībai ir būtiska nozīme augu iekšējās uzbūves datu integrācijai ar molekulāro sistemātiku un molekulāro attīstības ģenētiku. Tādējādi attīstās kladistika un evolūcijas paleobotānika.

Daudzi zinātnieki pauž bažas, ka mūsdienās augu anatomijas kā zinātnes loma tiek marginalizēta, piemēram, augstskolās samazinot tās studiju kursu apjomu. Viens no iespējamiem problēmas risinājumiem ir veicināt izpratni par anatomijas kā pamatzinātnes studiju nozīmi un vērtību, ļaujot atklāt, diagnosticēt un detalizēti aprakstīt jaunas augu iekšējās uzbūves struktūras. Tādējādi zināšanas tiks integrētas visās augu bioloģijas jomās, turklāt būs iespējams saprast, ka nav iespējams atšķetināt saistību starp formu un funkciju, pētot tikai struktūru vai tikai funkcijas. Līdzās progresam pētījumos par augu iekšējo uzbūvi ir svarīgi atzīt pieaugošu uzsvaru uz molekulāro bioloģiju un tās ietekmi uz augu strukturālās bioloģijas nākotni. Analizējot gēnu ekspresiju un funkcijas, ir svarīgi izmantot evolucionāru pieeju, ko papildina augu anatomu iegūto strukturālo datu rūpīga izpēte.

Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) skujas šķērsgriezums.

Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) skujas šķērsgriezums.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs. 

Irdenā kolenhīma neīstās tūsklapes (Petasites spurius (Retz.) Rchb.) lapas kāta šķērsgriezumā.

Irdenā kolenhīma neīstās tūsklapes (Petasites spurius (Retz.) Rchb.) lapas kāta šķērsgriezumā.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs. 

Galvenās pētniecības iestādes un profesionālās organizācijas

Rietumaustrālijas Universitāte (University of Western Australia); Kalifornijas Universitāte; Vāgeningenes Universitāte un pētniecības centrs (Wageningen University & Research); Zviedru lauksaimniecības zinātņu universitāte (Sveriges lantbruksuniversitet); Kopenhāgenas Universitāte (Københavns Universitet); Karaliskie botāniskie dārzi (Royal Botanic Gardens); Šveices Federālais mežu, sniega un ainavas pētniecības centrs (Swiss Federal Institute of Forest, Snow and Landscape Research WSL); Starptautiskā Koksnes anatomu asociācija; Amerikas Augu biologu biedrība (American Society of Plant Biologists); Amerikas Botāniķu biedrība (Botanical Society of America).

Svarīgākie periodiskie izdevumi

Plant Physiology (kopš 1926. gada, American Society of Plant Biologists); Botanical Journal of the Linnean Society (kopš 1788. gada, The Linnean Society, Londona); IAWA Journal (kopš 1931. gada, The International Association of Wood Anatomists); The Plant Journal (kopš 1923. gada, The Society for Experimental Biology); American Journal of Botany (kopš 1914. gada, The Botanical Society of America); Journal of Integrative Plant Biology (kopš 1952. gada, The Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences and the Botanical Society of China); Physiologia Plantarum (kopš 1948. gada, The Scandinavian Plant Physiology Society).

Nozīmīgākie pētnieki
Katerīne Esau

Ukraiņu izcelsmes amerikāņu zinātniece K. Esau akadēmiskās karjeras sākumā pētījusi cukurbiešu fizioloģiju, galvenokārt to rezistenci pret vīrusu izraisītajām slimībām. Vēlāk turpināja pētīt augus, galvenokārt pārtikas kultūras un to izturību pret slimībām. Viņa veica ļoti nozīmīgus divdīgļlapju sekundārās lūksnes salīdzinošās uzbūves pētījumus un publicēja ietekmīgas grāmatas augu anatomijā.

K. Esau 1989. gadā par ieguldījumu augu anatomijas pētījumos saņēmusi Nacionālo Zinātnes medaļu (National Medal of Science).

Ābrahams Fāns

Ābrahama Fāna (Abraham Fahn) zinātniskie raksti un grāmatas ir kļuvušas par klasiku. Tās tiek citētas tūkstošiem reižu un padarīja viņu par ļoti ietekmīgu augu anatomu visā pasaulē. Zinātniskajā darbībā pievērsies augu vadaudu diferenciācijas aspektiem, trihomu attīstībai un bioloģijai, kā arī izdalītājaudiem (sveķu ailēm, pienstobriem, dziedzermatiņiem, nektārijiem). Plaši izmantojis elektronu mikroskopa iespējas, lai pētītu izdalītājaudus. Pētījumos pievērsies dendrohronoloģijai, koksnes identifikācijai arheoloģiskajos izrakumos, sēklu izplatīšanās adaptīvajiem mehānismiem. Darbā “Augu anatomija” (Plant Anatomy, 1990) par modeļu veidošanās regulāciju, diferenciācijas un rediferenciācijas būtību, augšanas galotņu struktūru un funkciju, vadaudu šūnu attīstību, trihomu attīstību u. c. aspektiem sniedza skaidru priekšstatu par klasiskās botāniskās izglītības vērtību kā mūsdienu bioloģijas pamatu.

Deivids Katlers

Deivids Katlers (David Cutler) strādājis par augu anatomu Kjū Karaliskajā botāniskajā dārzā, bijis Londonas Linneja biedrības (The Linnean Society of London) prezidents (2006–2009) un Kjū ģildes (Kew Guild) prezidents (2003–2004).

Viņa pētnieciskās intereses ir fundamentālā un lietišķā augu anatomija, tostarp segsēkļu sistemātiskā anatomija, augu uzbūves funkcionālie aspekti un fragmentāra augu materiāla identifikācija.

Rejs Frenklins Everts

Profesors R. F. Everts agrīnajos pētījumos pievērsies vaskulārajam kambijam un sekundārās koksnes un lūksnes sezonālajai attīstībai divdīgļlapjos kokaugos. Līdz ar elektronu mikroskopijas attīstīšanos viņš sāka koksnes un divdīgļlapju lakstaugu lūksnes ultrastruktūras pētījumus, kam sekoja plaši vaskulāro sporaugu salīdzinošās ultrastruktūras pētījumi. Vēlāk R. F. Everts pievērsās C3 un C4 fotosintēzes tipu augu lapu attīstībai un struktūrai, izmantojot gaišā lauka un elektronu mikroskopiju un citas eksperimentālas metodes, lai labāk izprastu lapu struktūras un funkcijas vienotību. Starp pētītajiem augiem ir daudzi ekonomiski nozīmīgi kultūraugi: mieži, kukurūza, cukurniedres, cukurbietes un kartupeļi.

R. F. Everts visā pasaulē ir plaši pazīstams ar augu anatomijas grāmatu “Esau augu anatomija: augu organisma meristēmas, šūnas un audi: to struktūra, funkcijas un attīstība”.

Fricis Šveingrūbers

Fricis Šveingrūbers (Fritz Schweingruber) bija modernās koku gadskārtu izpētes un koksnes anatomijas pamatlicējs. Kopš 1971. gada strādājis Šveices Federālajā mežu, sniega un ainavas pētniecības centrā, kur izveidoja vienu no pirmajām gadskārtu izpētes laboratorijām Eiropā. Mūsdienās tā ir kļuvusi par vienu no lielākajām pasaulē. Starp viņa paliekošajiem ieguldījumiem augu anatomijā ir vairāk nekā 200 žurnālu rakstu un 39 grāmatas, tostarp “Gadskārtas” (Tree Rings, 1988) un “Gadskārtas un vide: dendroekoloģija” (Tree Rings and Environment: Dendroecology, 1996), kas ir kļuvušas par klasiku. Arī ziemeļu puslodes koku gadskārtu blīvuma datu tīkls no 350 vietām, kas tika izveidots kopā ar kolēģiem no Apvienotās Karalistes un Krievijas. Pasaules mērogā unikāla ir 5000 koku, krūmu, garšaugu un graudzāļu sugu anatomisko griezumu kolekcija. 1986. gadā aizsākta Starptautiskā Dendroekoloģiskā lauka nedēļa, kas iedvesmojusi vairākus pasākumus visā pasaulē, piemēram, Eiropas Dendroekoloģiskā lauka nedēļu. Pastāv starptautiskie kursi “Koksnes anatomija un koku gadskārtu ekoloģija”, kas notiek kopš 2001. gada.

Multivide

Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) trīsgadīga stumbra šķērsgriezums.

Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) trīsgadīga stumbra šķērsgriezums.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs. 

1. attēls. Koka gadskārtas un tajās ietvertā informācija.

1. attēls. Koka gadskārtas un tajās ietvertā informācija.

Avots: Courtesy NASA/JPL-Caltech. 

2. attēls. Rotācijas mikrotoms mikrotomēšanas darba stacijā. 2012. gads.

2. attēls. Rotācijas mikrotoms mikrotomēšanas darba stacijā. 2012. gads.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs. 

3. attēls. Gadskārta liepas stumbra koksnē.

3. attēls. Gadskārta liepas stumbra koksnē.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs.

4. attēls. Botānikas pamatlicēja – sengrieķu zinātnieka Teofrasta – statuja. Palermo, Itālija, 2019. gads.

4. attēls. Botānikas pamatlicēja – sengrieķu zinātnieka Teofrasta – statuja. Palermo, Itālija, 2019. gads.

Fotogrāfs Francesco Cantone. Avots: Shutterstock.com/1492887329. 

Katerīne Esau pie mikroskopa. Ap 1958. gadu.

Katerīne Esau pie mikroskopa. Ap 1958. gadu.

Fotogrāfs nezināms. Avots: Katherine Esau Papers, UArch FacP 23. Department of Special Research Collections, UC Santa Barbara Library, University of California, Santa Barbara. 

Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) skujas šķērsgriezums.

Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) skujas šķērsgriezums.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs. 

Irdenā kolenhīma neīstās tūsklapes (Petasites spurius (Retz.) Rchb.) lapas kāta šķērsgriezumā.

Irdenā kolenhīma neīstās tūsklapes (Petasites spurius (Retz.) Rchb.) lapas kāta šķērsgriezumā.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs. 

Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) trīsgadīga stumbra šķērsgriezums.

Fotogrāfs Uldis Kondratovičs. 

Saistītie šķirkļi:
  • augu anatomija
Izmantošanas tiesības
Skatīt oriģinālu

Saistītie šķirkļi

  • augi Latvijā

Autora ieteiktie papildu resursi

Ieteicamā literatūra

  • Beck, C.B., An Introduction to Plant Structure and Development: Plant Anatomy for The Twenty-First Century, Cambridge University Press, 2005.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Crang, R., Lyons-Sobaski, S., and Wise, R., Plant Anatomy: A Concept-Based Approach to the Structure of Seed Plants, Cham, Springer, 2019.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Cutler, D.F., Botha, T., and Stevenson, D.W., Plant Anatomy. An applied approach, incl. CD-ROM, Madlen, Blackwell Publishing, 2008.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Dengler, N., ‘An Integral Part of Botany’, American Journal of Botany, 89(2), 2002, pp. 369–374.
  • Esau, K., Anatomy of Seed Plants, New York, John Wiley & Sons, 1977.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Evert, R.F., Esau’s Plant Anatomy: Meristems, Cells, and Tissues of the Plant Body: Their Structure, Function, and Development, Hoboken, Wiley & Sons, 2006.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Geitmann, A., ‘Seeing clearly – Plant anatomy through Katherine Esau’s microscopy lens’, Journal of Microscopy, 291, 2023, pp. 92–104.
  • Jahn, I. (Hrsg.), Geschichte der Biologie: Theorien, Methoden, Institutionen, Kurzbiographien, Nikol Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG, 2004.
  • Ruzin, S.E., Plant Microtechnique and Microscopy, Oxford University Press, 1999.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Sawyer, M., Plant Anatomy, States Academic Press, 2022.
  • Schweingruber, F.H., Börner, A., and Schulze, E.D., Atlas of Woody Plant Stems: Evolution, Structure, and Environmental Modifications, Berlin, Springer, 2008.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Simpson, M.G., Plant Systematics, Amsterdam, Academic Press, 2019.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Sokoloff, D.D. et al., ‘Plant anatomy: at the heart of modern botany’, Botanical Journal of the Linnean Society, 195, 2021, pp. 249–253.
  • Watt, J., ‘The History of Plant Anatomy’, Research & Reviews: Journal of Botanical Sciences, 11 (1), 2022, pp. 5–6.

Uldis Kondratovičs "Augu anatomija". Nacionālā enciklopēdija. https://enciklopedija.lv/skirklis/258748-augu-anatomija (skatīts 26.09.2025)

Kopīgot


Kopīgot sociālajos tīklos


URL

https://enciklopedija.lv/skirklis/258748-augu-anatomija

Šobrīd enciklopēdijā ir 0 šķirkļi,
un darbs turpinās.
  • Par enciklopēdiju
  • Padome
  • Nozaru redakcijas kolēģija
  • Ilustrāciju redakcijas kolēģija
  • Redakcija
  • Sadarbības partneri
  • Atbalstītāji
  • Sazināties ar redakciju

© Latvijas Nacionālā bibliotēka, 2025. © Tilde, izstrāde, 2025. © Orians Anvari, dizains, 2025. Autortiesības, datu aizsardzība un izmantošana