Τετάρτη, 22 Σεπτεμβρίου 2021

Τα Μαγκρόβια, είναι δενδρώδη φυτά ή θάμνοι, - Άγγελος Αντωνέλλης

Άγγελος Αντωνέλλης

Τα  Μαγκρόβια, είναι  δενδρώδη  φυτά ή θάμνοι,

που αναπτύσσονται στα όρια μεταξύ ξηράς και θάλασσας, σε τροπικά και υπο-τροπικά γεωγραφικά πλάτη. Εκεί  υπάρχει, ένα πολλαπλά  ακραίο – δυναμικό-   δυσμενές  περιβάλλον, για  την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή τους, ως προς: 

1)  την  αλατότητα του νερού,
2) τα  παλιρροϊκά  κύματα, με  την  ανα 12ωρο και 25 λεπτά εναλλαγή, πλημμύρας  με  άμπωτη,
3) τις  έντονες  εκεί  βροχοπτώσεις  και  τους  ισχυρούς ανέμους,  
4) την στήριξή  τους  σε  ημίρευστο – πηλώδη   βυθό , που είναι και   ανοξικός, από την  έλλειψη  του  διαλελυμένου  στο νερό  Οξυγόνου,  λόγω της κατανάλωσής του, από την έντονη  αποικοδομητική   δραστηριότητα των  εκεί  μικροοργανισμών,
5) σε αυτά, λόγω όλων των ανωτέρω  αβιοτικών  παραγόντων, ο πολλαπλασιασμός τους,  είναι  αδύνατος, μέσω των γνωστών τρόπων  διασποράς  και φύτρωσης  των σπόρων, όλων  των άλλων φυτών  του Πλανήτη μας.

Ωστόσο τα  Μαγκρόβια φυτά,   διαθέτουν:

Α) εκπληκτικές και πολύπλοκες,  μορφολογικές, ανατομικές  και μοριακές προσαρμογές  που τους επιτρέπουν  επιτυχή  επιβίωση   σε ένα  τόσο  αφιλόξενο -μεταβαλλόμενο - περιβάλλον, αλλά και

Β) έναν Εντυπωσιακό και  Μοναδικό στο Βασίλειο των Φυτών  τρόπο Αναπαραγωγής,  που τους εξασφαλίζει και τη διαιώνισή τους, αλλά και την εξάπλωσή τους....!!!!

1) Αεροφόρες (πνευματοφόρες ) Ρίζες

Αυτές αναπτύσσονται  από δένδρα, όπως τα Μαγκρόβια, που ζούν σε εδάφη, που λόγω των  παλιρροϊκών φαινομένων, μετατρέπονται περιοδικά ,κατά τις  πλημμύρες,  σε  βάλτους.

Οι ρίζες αυτές δεν εξυπηρετούν την στήριξη στο έδαφος, και την απορρόφηση θρεπτικών ανόργανων συστατικών και νερού, από τα Μαγκρόβια, αλλά την οξυγόνωση του ριζικού συστήματός των, το οποίο βρίσκεται στο παχύ  ανοξικό  στρώμα λάσπης του  βυθού.

Οι αεροφόρες αυτές  ρίζες των Μαγκροβίων, σε αντίθεση με όλες τις άλλες,  αυξάνονται αντίθετα προς την βαρύτητα, προκειμένου να ανυψωθούν πάνω από το έδαφος και το ύψος του νερού, για τη πρόσληψη του άφθονου οξυγόνου της ατμόσφαιρας.

Αυτές έχουν αρνητικό γεωτροπισμό,.!!! Τυχαία;;;

Παράλληλα αυτές, έχουν και ειδικά αναπνευστικά κύτταρα, φακίδια (Lenticels), για την είσοδο του ατμοσφαιρικού αέρα, που έχουν υδρόφοβη συμπεριφορά λόγω της χημικής σύστασης των τοιχωμάτων τους, ώστε να αποτρέπεται η είσοδος του νερού κατά τις πλημμύρες, που τότε θα εμπόδιζε και τη διέλευση του αέρα.!!!

Eπίσης στο εσωτερικό τους κατά τον επιμήκη άξονά τους, έχουν σε ποσοστό περισσότερο από 60%, το αερέγχυμα, με αεραγωγούς,  που καταλαμβάνουν  μεγάλο αέριο χώρο, και έτσι οι ρίζες αυτές λειτουργούν ως αναπνευστήρες   για το σύνολο της υδάτινης βιομάζας των Μαγκροβίων !!!  Τυχαία ;;;

Εγκάρσια διατομή αεροφόρου ρίζας Μαγκρόβιου

2) Ρίζες  Στήριξης

Τα μαγκρόβια ευδοκιμούν στις παραλιακές τροπικές-υποτροπικές  ακτές αντιμετωπίζοντας τις Ωκεάνειες καταιγίδες και τους Τυφώνες.

 Ωστόσο,  παρά και του ότι φύονται , και  σε  μαλακά,  αβαθή, λασπώδη,   ιζήματα,  κατά   μήκος των  ακτογραμμών,  χάρις  σε    πλήθος    πλευρικών   στηρικτικών    τους  ριζών,  αποκτούν  ισχυρή σταθερότητα  ώστε  να  αντιμετωπίζουν τους  εκεί  ισχυρούς ανέμους.

3 )  Αφαλάτωση θαλασσινού νερού από τα Μαγκρόβια.

Η  αφαλάτωση του θαλασσινού νερού αφορά την απομάκρυνση από αυτό, του χλωριούχου νατρίου, για την παραγωγή γλυκού νερού. Η περιεκτικότητα του θαλασσινού νερού σε χλωριούχο νάτριο είναι 3,5%, ενώ του  γλυκού νερού είναι μικρότερη από 0,05%.

Η αφαλάτωση επιτυγχάνεται με  τις κάτωθι στρατηγικές τους:

Α) Αποκλεισμό   εισόδου   Άλατος

Όλα τα είδη των Μαγκροβίων έχουν  ικανότητες αποκλεισμού πρόσληψης των αλάτων του θαλασσινού νερού,  σε ποσοστό 90-95%

Αυτό το κατορθώνουν  χάρις:

α) σε ένα φραγμό, στα κυτταρικά τοιχώματα της ενδοδερμίδας των ριζών τους, που περιέχει σουβερίνη,  μια κηρώδη ουσία, αδιαπέραστη από τα διαλελυμένα ιόντα.

β)  στον   επιλεκτικό  έλεγχο, διαπερατότητας  της κυτταροπλασματικής μεμβράνης των επιδερμικών κυττάρων των ριζών των Μαγκροβίων, για τα  ιόντα  του νατρίου περιορίζοντας δραστικά την είσοδό τους.

 

B) Έκκριση Άλατος

Ορισμένα είδη Μαγκροβίων, αποβάλλουν υδατικό διάλυμα μεγάλης συγκέντρωσης άλατος, μέσω  αδένων των  φύλλων  τους.  Το νερό εξατμίζεται και έτσι τα φύλλα τους   καλύπτονται με μικρό- κρυστάλλους αλατιού,  έχοντας έτσι αλμυρή γεύση.


Γ) Αποθήκευση Άλατος

Μια τρίτη στρατηγική που χρησιμοποιείται από ορισμένα είδη μαγγρόβων είναι η συγκέντρωση αλατιού σε παλαιότερα φύλλα ή στο φλοιό. Όταν τα φύλλα πέφτουν ή ο φλοιός ξεφλουδιζεται, οπότε το αποθηκευμένο αλάτι  τους,  απομακρύνεται  μαζί τους.

4)  Άντληση   Νερού  χωρίς .... Αντλία  !!!

Τα κύτταρα της επιδερμίδας των φύλλων ανοίγουν τα στόματά τους κατά την ημέρα, για τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης, για να προσλάβουν από τον εισερχόμενο αέρα το διοξείδιο του άνθρακα για τη φωτοσύνθεση, ενώ αποβάλλεται το οξυγόνο  που προκύπτει  από τη φωτόλυση του νερού. Παράλληλα αποβάλλονται  και  υδρατμοί αφού, στο εσωτερικό των φύλλων, η ατμόσφαιρα είναι κορεσμένη με υδρατμούς (Διαπνοή).

Τα μόρια του  νερού, λόγω της πολικότητας τους, στην υγρή  κατάσταση τους, συνδέονται με τα γειτονικά τους, αλλά και με τα κυτταρικά τοιχώματα των  ξυλωδών σωλήνων,  με δεσμούς υδρογόνου,  σχηματίζοντας  μια συνεχή αλυσίδα,  από  τις ρίζες, και το    βλαστό τους  μέχρι τα φύλλα, απ΄όπου με τη διαπνοή αποβάλλονται.

Έτσι  με  την  απομάκρυνση των υδρατμών από το εσωτερικό των φύλλων, δημιουργείται μια  αρνητική πίεση (υποπίεση), που προκαλεί τη  διαπνευστκή  ώθηση  των  μορίων  του νερού    από    τις ρίζες ,και  το βλαστό   προς  τα  φύλλα.

Αυτή, η διαπνευστκή  ώθηση  είναι δύναμη, αντίθετη προς την βαρύτητα , που οφείλεται, στη διαρκή διαδικασία της Διαπνοής των Φυτών.

Φίλοι Επισκέπτες,

γνωρίζετε ότι, σε ημερήσια  βάση το  νερό,  που  μεταφέρεται  από τις ρίζες στη  κορυφή  δένδρων,  μεσαίου  μεγέθους  πχ  Μαγκροβίων (ύψους 20 περίπου  μέτρων)  φθάνει  τα 800 Kg ???

 Ωστόσο   τα δένδρα, και τα  υπόλοιπα  φυτά,  χωρίς   Μηχανικές Αντλίες,  και Ενεργειακές δαπάνες  μπορούν και   επιτελούν   ένα  τέτοιο  κατόρθωμα ,  που ακόμη  μέχρι και σήμερα τα Τεχνολογικά –Πανεπιστημιακά ανα το  κόσμο  Ερευνητικά  κέντρα,  προσπαθούν  να  μιμηθούν  και, ως προς την Άντληση νερού,  την   Αφαλάτωση   του  θαλασσινού νερού,  τη  Φωτοσύνθεση  και.....!!!

Έτσι, Οι μηχανικοί του Yale επινόησαν πρόσφατα,  συσκευή   αφαλάτωσης  θαλασσινού  νερού, εμπνευσμένη από τα  Maγκρόβια!!! Αντλώντας έμπνευση από τις διακρικές ιδιότητες των  Μαγκροβίων, η ερευνητική ομάδα κατόρθωσε, να μοντελοποιήσει την αφαλάτωση, χρησιμοποιώντας τη δική της τεχνητή συσκευή. 

Αν και η συσκευή δεν μοιάζει οπτικά με ένα μαγκρόβιο δέντρο, έχει μέρη που λειτουργούν παρόμοια με αυτά του Μαγκροβίου.

 Συγκεκριμένα, τα «φύλλα» της συσκευής υφίστανται τριχοειδή άντληση, το «στέλεχος» υποστηρίζει τη  σταθερή μεταφορά του  νερού προς τα φύλλα, ενώ  η «ρίζα»  βοηθά  στην  αφαλάτωση του νερού.

Ωστόσο, ενώ οι  τεχνολογίες αφαλάτωσης  χρησιμοποιούν  Μηχανές και ειδικές Μεμβράνες  για να δημιουργήσουν εξαιρετικά  υψηλή  πίεση, ως  μέσο  διαχωρισμού  του νερού από τα άλατα, καταναλώνοντας  ενέργειατα Μαγκρόβια αντίθετα, αξιοποιούν  τη  διαπνοή  του  νερού από  τα  φύλλα , φθάνοντας  έτσι  παθητικά στο ίδιο  αποτέλεσμα.!!!

Έτσι χάρις σε  αυτή  την  ικανότητα   Αφαλάτωσης των  Μαγκροβίων,  αυτά αποτελούν  Ανέξοδες,  Φυσικές –  Βιολογικές  Μηχανές  ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗΣ ΟΣΜΩΣΗΣ.!!!

Α) Η Όσμωση, είναι μια διαδικασία κατά την οποία ο διαλύτης, όπως το νερό, περνά από ένα υδατικό διάλυμα Α, μικρής συγκέντρωσης, σε ένα υδατικό διάλυμα Β υψηλότερης συγκέντρωσης μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης που τα διαχωρίζει. Αυτή  είναι μια  παθητική διαδικασία,  που σημαίνει  ότι  συμβαίνει , χωρίς καμιά δαπάνη ενέργειας.

Έτσι πχ όταν ένα φυτό του κήπου μας, ποτισθεί με θαλασσινό νερό, θα μαραθεί, αφού θα μεταφερθεί  νερό από αυτό, προς το  αλμυρό  εξωτερικό του, περιβάλλον. (λόγω της Όσμωσης)

 Β) Αντίστροφη Όσμωση  είναι  η  διαδικασία  όπου σε  ένα υδατικό διάλυμα, πχ θαλασσινό νερό, ασκείται πίεση, για  να περάσει, μέσα από μία μεμβράνη, η οποία, επιτρέπει επιλεκτικά, µόνο τα µόρια του νερού να περάσουν μέσα από αυτήν, και όχι τα μεγαλύτερα όπωςτα ιόντα του άλατος (νατρίου,  καλίου). Αυτή η διαδικασία είναι ενεργητική και για αυτό  δαπανάται  ενέργεια στις  τεχνητές  μονάδες αφαλάτωσης.

Τα  Μαγκρόβια, σε αντίθεση με τα φυτά της ξηράς, επιβιώνουν σε αλατούχο περιβάλλον, αλμυρό ή υφάλμυρο. Και αυτό γιατί  αυτά, όχι μόνον δεν χάνουν το δικό τους νερό, αλλά  παράλληλα επιλεκτικά αντλούν καθαρό νερό, χωρίς αλάτι από  τη θάλασσα,  και μάλιστα, χωρίς δαπάνη ενέργειας.!!!

5 )  Αναπαραγωγή  Μαγκροβίων

 Οι Βιότοποι των Μαγκροβίων, στα όρια της ξηράς με τη θάλασσα, με  τις  ημερήσιες  εναλλαγές πλημμύρας με άμπωτη, αποτελούν  έναν   απόλυτα   αρνητικό   παράγοντα,  στην αναπαραγωγή   και  την  διασπορά των σπόρων τους.

Η αναπαραγωγή τους  γίνεται  όπως  και στα φυτά της ξηράς,  με  επικονίαση των λουλουδιών τους μέσω του   ανέμου  ή  και των  εντόμων. Ωστόσο, οι  σπόροι τους, δεν  διασκορπίζονται  στη θάλασσα ή στη  ξηρά, αφού λόγω των καθημερινών  παλιρροιακών  κυμάτων  θα  εμποδίζεται  και  η  φύτρωση  αλλά  και  η  αύξησή  των μικρών   φυτικών

Οι σπόροι τους  φυτρώνουν, όντας,  μέσα  στο  καρπό  του  μητρικού  τους  φυτού, δίνοντας ο καθένας του ένα αναπτυγμένο  εμβρυικό  φυτό, που  χαρακτηρίζεται πολλαπλασιαστής  !!!

Έτσι τα Μαγκρόβια είναι Φυτοτόκα !!! ‘’Γεννούν’’ δηλαδή, μικρά φυτά, (πολλαπλασιαστές)  σε αντιστοιχία με τα Ζωοτόκα Θηλαστικά.

Το εμβρυικό τους  στάδιο διαρκεί περι τους 4 μήνες. Έτσι σε αυτό το διάστημα τρέφονται και αυξάνονται  από το μητρικό φυτό, στο οποίο λειτουργούν και οι μηχανισμοί αφαλάτωσης του θαλασσινού νερού. Αυτοί, οι πολλαπλασιαστές, είναι  μορφολογικά  λεπτοί,  επιμήκεις, με μήκος από  20 έως 40 και πλέον cm , με το ένα άκρο τους ,αυτό  που προορίζεται για τη ρίζωσή τους,  αιχμηρό - βελονοειδές .Ένα διακριτικό χαρακτηριστικό των Μαγκρόβιων είναι το ότι παράγουν ασυνήθιστα μεγάλο αριθμό πολλαπλασιαστών.!!! Είναι τυχαίο;

Όσο μικρότερη είναι η πιθανότητα  επιτυχούς διασποράς και  φύτρωσης  πολλαπλασιαστών, τόσο αντίστροφα, πρέπει  να  είναι  και  πολύ  μεγάλος  ο  αριθμός  των  πολλαπλασιαστών.

 Αυτοί μετά τον αποχωρισμό τους  από το μητρικό δένδρο, μπορούν να επιπλέουν οριζόντια ή πλάγια ή και κατακόρυφα.Το άκρο που προορίζεται για ρίζα,  είναι βαρύτερο και αιχμηρό, και έτσι στη κατακόρυφη θέση του, είναι προσανατολισμένο προς το λασπώδη  πυθμένα, όντας  έτοιμο να αγκυροβολήσει σε αυτόν.

Η διάρκεια  της  περιπλανώμενης στους ωκεανούς  ζωής τους  φθάνει και το ένα έτος... Η επιβίωσή τους οφείλεται στο ότι έχουν την ικανότητα της φωτοσύνθεσης, διαθέτοντας  χλωροπλάστες στην άνω επιφάνειά τους.

Πολλαπλασιαστές  Μαγκροβίου  πριν τον αποχωρισμό τους από το μητρικό δένδρο

Φίλοι Επισκέπτες,

 Η επιβίωση και η διαιώνιση του πλήθους των ειδών  στηρίζονται σε στρατηγικές (δομικές - λειτουργικές) συγκεκριμένου κατά  περίπτωση  οργάνου, σε συνεργασία-συντονισμό και με άλλα όργανα του οργανισμού.

Έτσι ενδεικτικά αναφέρω  πχ.: οι ικανότητες αφαλάτωσης των Μαγκρόβιων οφείλονται κυρίως στη δομή και τη χημική σύσταση της εξωτερικής επιδερμίδας των υπογείων ριζών του.

Άν αυτό δεν συνέβαινε στις ρίζες των, αλλά πχ στο βλαστό....δεν θα επιβίωναν.

 Ή, αν οι αεροφόροι σωλήνες δεν ήταν στις αναπνευστικές ρίζες αλλά  πχ. στους ξυλώδεις σωλήνες του  βλαστού ,τότε θα ήταν αδύνατη  η μεταφορά του νερού προς τα φύλλα..... και δεν θα επιβίωναν.

Φίλοι Επισκέπτες,

Το Μαγκρόβιο έχει χαρακτηρισθεί ως ‘’΄Εξυπνο  φυτό’, το  αληθές ωστόσο είναι,  ότι  έχει  πράγματι  έναν ‘’Έξυπνο –Ευφυή- Σχεδιασμό΄΄ από τον  Παντεχνήμονα  Λόγον, Τον αεί  Κρυπτόμενον, αλλά  και αεί  Φανερούμενον εν τοις Θαυμασίοις  της Πανσόφου  Δημιουργίας Του.


6 σχόλια:

Ανώνυμος είπε...

Κάθε ανάρτηση του κ. Αντωνέλλη καλύτερη από την προηγούμενη. Εξαιρετικό μάθημα από την φύση.

Ανώνυμος είπε...

Με κόπο συγκεντρώθηκαν όλα αυτά τα στοιχεία τα οποία τουλάχιστον για εμένα είναι πολύτιμο υλικό έτοιμο να παρουσιαστεί.

Ανώνυμος είπε...

Σπουδαία εργασία για την δημιουργία και το τι μπορεί η παρατήρηση της να μας διδάξει. Πολλά έχει η φύση να μας διδάξει.

Ανώνυμος είπε...

Ανθρώπινος νους δεν μπορεί να τα συλλάβει αυτά. Μόνο το ότι σε ημερήσια βάση το νερό, που μεταφέρεται από τις ρίζες στη κορυφή δένδρων, μεσαίου μεγέθους ύψους 20 περίπου μέτρων) φθάνει τα 800 Kg είναι νούμερα ασύλληπτα. Πίσω από αυτά είναι η δημιουργική πνοή του Θεού.

Ανώνυμος είπε...

Ένα επιστημονικό εκλαϊκευμένο κείμενο που καταπιάνεται με όλες τις πτυχές και λύνει απορίες δίνοντας τεκμηριωμένες απαντήσεις.
Θα αποτελέσει θέμα ανάπτυξης για ωφέλεια ουσιαστική των μαθητών. Με βοηθούν πάρα πολύ αυτά τα πρωτότυπα θέματα για να πλουτίζουν τις γνώσεις τους μαθητές μου.

Ανώνυμος είπε...

Είναι σπουδαίο επιστήμονας να παρουσιάζει στο ευρύτερο κοινό τα θαυμάσια της δημιουργίας από καθαρά επιστημονικής πλευράς και έτσι να μας οδηγεί από το δημιούργημα στον Δημιουργό. Σε καιρό αθεΐας και αμφισβητήσεως του Θεού είναι σημαντική αυτή η παρουσίαση τέτοιων θεμάτων.