"The 72nd plate from Ernst Haeckel's Kunstformen der Natur (1904), depicting organisms classified as Muscinae"
Formål
Formålet med dette forsøg, og dertilhørende rapport, er at bestemme sphagnums optagelse af forskellige næringsstoffer, og på denne måde belyse de forskellige termer vedrørende næringsoptagelse, dog for planter uden rødder.
Teori
Kort beskrivelse af mos:
Mos er en meget artsrig gruppe af planter, som har det latinske navn bryophyta - som kort sagt betyder, at de ingen rødder har - og som omfatter mere end 26.000 arter. Og i og med der er så mange forskellige arter mos, er deres udbredelse ligeledes stor. De findes over hele kloden, så længe nogle få kriterier er opfyldt. Der skal være begrænset mængder sollys (ikke fordi de ikke bruger sollys, men fordi øget sollys giver øget fordampning), og så kræver de et relativt fugtigt miljø. Det første kriterium med lidt sollys ses ret tydeligt. På den nordlige hemisfære kan man på nordsiden af træerne se mere mos end på den anden side – hvilket tydeligt indikerer det første kriterium som netop siger, at jo mere sollys, desto større fordampning, og dermed forringede levevilkår for mosserne. På den sydlige halvkugle er det det omvendte der er tilfældet, og endelig er der ved ækvator og i skove med lidt sollys mos på begge sider af træerne.
Mosser var, sammen med svampe, nogle af de første planter på jorden – dvs. ca 1 milliard år gamle, og i al denne tid har de haft god tid til at artsdifferenciere sig og tilpasse sig klodens forskellige miljøer. Meget groft sagt kan man sige, at planter og skabninger med mange arter er gamle (eksempelvis er der over 100.000 svampearter, og insekter udgør over ¾ af alle dyr på kloden). Mosser har dog ikke ændret sig øjensynligt meget i deres lange levetid, hvilket tyder på at det grundlæggende ”design” fungerer ganske godt. De bliver i dag regnet for at være relativt simple planter, og en af grundende til denne anskuelse er deres formering. (Plantelivet)
Mossers formering/forplantning:
De fleste planter er diploide, altså at de har to sæt kromosomer der hver indeholder det samme arvemateriale i deres celler, dette er dog ikke tilfældet med mosser eller andre bryophytter for den sags skyld, de er nemlig haploide, det vil sige at de kun har et enkelt sæt kromosomer. Dog er der perioder i mossens livscyklus hvor den er diploid, men denne er kun under/efter befrugtning af planten. Planten starter sit liv som en spore (1) (som er et ofte encellet legeme til ukønnet formering hos planter uden blomster, fx bregner, mosser og svampe.) Denne bæres med vinden til et sted den kan fæstne sig. Her vil den så danne en såkaldt protonema (2), som er det første stadie i plantens liv, men uden egentlige blade. Herfra vil den så videreudvikle sig (3), og begynde at producere små skud med blade på, og langsomt brede sig til en større og større ”måtte” af mos. Dernæst vil planten producere kønsorganer (4) som så vil lave kønnet formering, dernæst når befrugtet skabe en ”knop” en såkaldt sporofyt (5) af sporer som spredes på ny, og cyklussen fortsætter - det skal dog siges, at netop sphagnum foruden den kønnede, også kan formere sig ukønnet ved simpel deling (mitose). (Plantelivet)
Sphagnum:
Sphagnum er bare en gruppe af de mange tusinde forskellige arter af mos. Lige denne type findes oftest på den nordlige halvkugle, og her findes den mange steder. I små, og ikke for kraftige, vandløb, små søer og vandhuller, og på enge/hede. Sphagnum har igennem historien været brugt til en del forskellige formål. Det som det er mest kendt for, er egentlig den døde sphagnum som langsomt bliver til tørv, som brænder godt, grunden til disse aflejringer af dødt sphagnum skyldes, at den vokser i toppen, men dør i bunden. Dette brugte man i stor udstrækning i midten af 1800 tallet, hvor landet var bankerot, flåden mistet, og det hele gik generelt dårligt. Så i 1866 startede den visionære hr. Dalgas Hedeselskabet, og ødelagde meget af den danske hede. Nu til dags bruger man det mest til surbundsbede med eksempelvis rododendron – og så selvfølgelig til at lave god Skotsk whisky hvor vandet løber gennem heden, og dermed gennem flere lag sphagnum, hvilket giver whiskyen sin gyldne farve og smag. (Jackson)
Optagelse af næringssalte:
Som jeg nævnte tidligere, har mosser ingen rødder, men de optager næringssaltene og vandet direkte gennem plantens celler, altså gennem hele plantemembranen. Dvs. hvor normale karplanters optagelse af næring består af en form for totrins raket (de skal både frigøre næringssaltene som sidder bundet til jordkolloiderne, for dernæst at optage dem), dette behøver sphagnum ikke, de kan nøjes med den sidste del, da næringssaltene (som der dog generelt ikke er for mange af i sphagnummens miljøer) ligger frit opløste i vandet. Når de skal optage disse næringsstoffer kræver det energi, for da koncentrationen af saltene inden i planten er mange gange større, kan det ikke ske ved simpel diffusion, men der må energi til. Planterne optager saltene på følgende måde (gælder både for karplanter og mosser):
1: Når planten skal optage vigtige næringsstoffer som kalium, magnesium, calcium og ammonium sker dette ved at skabe en spændingsgradient mellem plantens indre og det ydre omkring den. Dette gøres ved at udskille protoner (H+). Og udskillelsen af disse sker via de såkaldte ATP-ase-komplekser som finder sted i plantens cellemembran. Her bruges ATP til at spalte vand (H2O) til H+ som sendes ud fra cellen, og OH- som bliver tilbage. Men for at ikke alle positivt ladede atomer skal vandre ind i cellen, sidder der på membranen transportproteiner som eksempelvis tillader K+ at vandre ind. Man siger at denne transportform er faciliteret da den ikke direkte kræver energi, og dette selvom der er brugt energi til at skabe spændingsgradienten. Man kunne forestille sig, at de frie protoner som netop var pumpet ud af protonpumpen blot ville suse ind igen, men membranen er ikke permabel over for protonerne, også selvom der er en stor forskel i koncentrationen.
2: I og med der er skabt en stor spændingsforskel, og den negative del er inde i cellen, lader vigtige næringsstoffer som NO3-, SO42- sig ikke tiltrække. Til disse stoffer har planten et system der kaldes symport. Som jeg nævnte i overstående kan de frie protoner ikke vandre gennem membranen, men sammen med en anion kan den godt. Dvs. den binder sig til et af de næringsstoffer som har en negativ ladning. Der skal dog stadig et specifikt transportprotein til at lukke molekylet ind. Igen sker udvekslingen af H+ ved ATP-ase komplekset.
Det der er særligt ved sphagnum er, at når den udskiller protoner er der ikke noget de kan binde sig til (i modsætning til i jord, hvor de kan bindes til jordkolloider), og dette forsurer vandet. Da man netop måler på koncentrationen af H+, pH værdien bliver derimod lavere, med dette skyldes formlen for udregning: -log[H+]. Så man vil i alle disse miljøer hvor sphagnum vokser finde at det omkringliggende vand har en lav pH.
Formålet med dette forsøg, og dertilhørende rapport, er at bestemme sphagnums optagelse af forskellige næringsstoffer, og på denne måde belyse de forskellige termer vedrørende næringsoptagelse, dog for planter uden rødder.
Teori
Kort beskrivelse af mos:
Mos er en meget artsrig gruppe af planter, som har det latinske navn bryophyta - som kort sagt betyder, at de ingen rødder har - og som omfatter mere end 26.000 arter. Og i og med der er så mange forskellige arter mos, er deres udbredelse ligeledes stor. De findes over hele kloden, så længe nogle få kriterier er opfyldt. Der skal være begrænset mængder sollys (ikke fordi de ikke bruger sollys, men fordi øget sollys giver øget fordampning), og så kræver de et relativt fugtigt miljø. Det første kriterium med lidt sollys ses ret tydeligt. På den nordlige hemisfære kan man på nordsiden af træerne se mere mos end på den anden side – hvilket tydeligt indikerer det første kriterium som netop siger, at jo mere sollys, desto større fordampning, og dermed forringede levevilkår for mosserne. På den sydlige halvkugle er det det omvendte der er tilfældet, og endelig er der ved ækvator og i skove med lidt sollys mos på begge sider af træerne.
Mosser var, sammen med svampe, nogle af de første planter på jorden – dvs. ca 1 milliard år gamle, og i al denne tid har de haft god tid til at artsdifferenciere sig og tilpasse sig klodens forskellige miljøer. Meget groft sagt kan man sige, at planter og skabninger med mange arter er gamle (eksempelvis er der over 100.000 svampearter, og insekter udgør over ¾ af alle dyr på kloden). Mosser har dog ikke ændret sig øjensynligt meget i deres lange levetid, hvilket tyder på at det grundlæggende ”design” fungerer ganske godt. De bliver i dag regnet for at være relativt simple planter, og en af grundende til denne anskuelse er deres formering. (Plantelivet)
Mossers formering/forplantning:
De fleste planter er diploide, altså at de har to sæt kromosomer der hver indeholder det samme arvemateriale i deres celler, dette er dog ikke tilfældet med mosser eller andre bryophytter for den sags skyld, de er nemlig haploide, det vil sige at de kun har et enkelt sæt kromosomer. Dog er der perioder i mossens livscyklus hvor den er diploid, men denne er kun under/efter befrugtning af planten. Planten starter sit liv som en spore (1) (som er et ofte encellet legeme til ukønnet formering hos planter uden blomster, fx bregner, mosser og svampe.) Denne bæres med vinden til et sted den kan fæstne sig. Her vil den så danne en såkaldt protonema (2), som er det første stadie i plantens liv, men uden egentlige blade. Herfra vil den så videreudvikle sig (3), og begynde at producere små skud med blade på, og langsomt brede sig til en større og større ”måtte” af mos. Dernæst vil planten producere kønsorganer (4) som så vil lave kønnet formering, dernæst når befrugtet skabe en ”knop” en såkaldt sporofyt (5) af sporer som spredes på ny, og cyklussen fortsætter - det skal dog siges, at netop sphagnum foruden den kønnede, også kan formere sig ukønnet ved simpel deling (mitose). (Plantelivet)
Sphagnum:
Sphagnum er bare en gruppe af de mange tusinde forskellige arter af mos. Lige denne type findes oftest på den nordlige halvkugle, og her findes den mange steder. I små, og ikke for kraftige, vandløb, små søer og vandhuller, og på enge/hede. Sphagnum har igennem historien været brugt til en del forskellige formål. Det som det er mest kendt for, er egentlig den døde sphagnum som langsomt bliver til tørv, som brænder godt, grunden til disse aflejringer af dødt sphagnum skyldes, at den vokser i toppen, men dør i bunden. Dette brugte man i stor udstrækning i midten af 1800 tallet, hvor landet var bankerot, flåden mistet, og det hele gik generelt dårligt. Så i 1866 startede den visionære hr. Dalgas Hedeselskabet, og ødelagde meget af den danske hede. Nu til dags bruger man det mest til surbundsbede med eksempelvis rododendron – og så selvfølgelig til at lave god Skotsk whisky hvor vandet løber gennem heden, og dermed gennem flere lag sphagnum, hvilket giver whiskyen sin gyldne farve og smag. (Jackson)
Optagelse af næringssalte:
Som jeg nævnte tidligere, har mosser ingen rødder, men de optager næringssaltene og vandet direkte gennem plantens celler, altså gennem hele plantemembranen. Dvs. hvor normale karplanters optagelse af næring består af en form for totrins raket (de skal både frigøre næringssaltene som sidder bundet til jordkolloiderne, for dernæst at optage dem), dette behøver sphagnum ikke, de kan nøjes med den sidste del, da næringssaltene (som der dog generelt ikke er for mange af i sphagnummens miljøer) ligger frit opløste i vandet. Når de skal optage disse næringsstoffer kræver det energi, for da koncentrationen af saltene inden i planten er mange gange større, kan det ikke ske ved simpel diffusion, men der må energi til. Planterne optager saltene på følgende måde (gælder både for karplanter og mosser):
1: Når planten skal optage vigtige næringsstoffer som kalium, magnesium, calcium og ammonium sker dette ved at skabe en spændingsgradient mellem plantens indre og det ydre omkring den. Dette gøres ved at udskille protoner (H+). Og udskillelsen af disse sker via de såkaldte ATP-ase-komplekser som finder sted i plantens cellemembran. Her bruges ATP til at spalte vand (H2O) til H+ som sendes ud fra cellen, og OH- som bliver tilbage. Men for at ikke alle positivt ladede atomer skal vandre ind i cellen, sidder der på membranen transportproteiner som eksempelvis tillader K+ at vandre ind. Man siger at denne transportform er faciliteret da den ikke direkte kræver energi, og dette selvom der er brugt energi til at skabe spændingsgradienten. Man kunne forestille sig, at de frie protoner som netop var pumpet ud af protonpumpen blot ville suse ind igen, men membranen er ikke permabel over for protonerne, også selvom der er en stor forskel i koncentrationen.
2: I og med der er skabt en stor spændingsforskel, og den negative del er inde i cellen, lader vigtige næringsstoffer som NO3-, SO42- sig ikke tiltrække. Til disse stoffer har planten et system der kaldes symport. Som jeg nævnte i overstående kan de frie protoner ikke vandre gennem membranen, men sammen med en anion kan den godt. Dvs. den binder sig til et af de næringsstoffer som har en negativ ladning. Der skal dog stadig et specifikt transportprotein til at lukke molekylet ind. Igen sker udvekslingen af H+ ved ATP-ase komplekset.
Det der er særligt ved sphagnum er, at når den udskiller protoner er der ikke noget de kan binde sig til (i modsætning til i jord, hvor de kan bindes til jordkolloider), og dette forsurer vandet. Da man netop måler på koncentrationen af H+, pH værdien bliver derimod lavere, med dette skyldes formlen for udregning: -log[H+]. Så man vil i alle disse miljøer hvor sphagnum vokser finde at det omkringliggende vand har en lav pH.
Opslag
