Если корни помимо главных функций выполняют какие-либо добавочные, то они претерпевают соответствующие изменения во внешнем и внутреннем строении.
Корни могут служить органом, запасающим питательные вещества. Такие корни
сильно утолщаются. Если вещества запаса накапливаются в главном корне, то
образуются корнеплоды, например, такие как у моркови и свеклы.
Если же утолщения возникают в придаточных корнях, то их называют корневыми
шишками, или корнеклубнями. Корнеклубни образуются у георгина, топинамбура,
таволги.
Корни высших растений также ступают в симбиоз с грибами и образуют так называемую микоризу. Микориза бывает эктотрофная и эндотрофная. В первом случае гриб только охватывает корень снаружи, заменяя ему корневые волоски. При эндотрофной микоризе гифы проникают внутрь клеток корня (у орхидей). Предполагается, что грибы вырабатывают ферменты, которые растворяют запасные продукты клеток и органические вещества почвы.
Видоизменения корня. Вследствие обретения новых функций органы способны видоизменяться.
Корнеплод - утолщение главного корня, связанное с отложением в нем запаса
питательных веществ (морковь, свекла, редис и т. п.).
Корневые клубни (корнеклубни) - утолщение боковых или дополнительных корней,
связанное с отложением запаса питательных веществ (батат, георгин и т. п.).
Дыхательные корни (пневматофоры). Это боковые корни, которые растут вверх и поднимаются над поверхностью воды, почвы. Формируются у растений (мангровые деревья), которые растут на чрезмерно увлажненных почвах, болотах, с низким содержанием кислорода. Поэтому растения с помощью таких корней получают кислород непосредственно из воздуха. Дыхательные корни богаты аэренхимой.
Корни-прицепки. Это дополнительные короткие корни, которые развиваются на растениях с вьющимся стеблем (плющ, фикус цепкий и т. п. - прим.. Корни растут на стебле. С их помощью растение цепляется за трещины, опоры и поднимается выше.
Опорные корни. Встречаются у больших деревьев (вяз, бук, тополь, тропические и т. п.). Представляют собой боковые корни. На боковых корнях, которые проходят возле поверхности почвы, развиваются плоские треугольные и прилегающие к стволу вертикальные надземные отростки, которые напоминают доски, прислоненные к деревьям.
Втяжные, или контрактильные корни. У некоторых растений происходит резкое сокращение корня в продольном направлении у его основания (например, у растений, которые имеют луковицы). Втяжные корни распространены у покрытосеменных растений. Они обусловливают плотное приляганиек земле розеток (например, у подорожника, одуванчика и т. п.), подземное положение корневой шейки и вертикального корневища, обеспечивают некоторое углубление клубней. Таким образом, втяжные корни помогают побегам находить наилучшую глубину залегания в почве. Втяжные корни в Арктике обеспечивают переживание неблагоприятного зимнего периода цветочными почками.
Видоизменение листа
Листья разных растений очень разнообразны по своей структуре и функциям.
Причины, приводящие к появлению видоизменений листьев, могут быть различными. Главной из них являются условия произрастания. Так, растения влажных тропических лесов (например, фикус, бегония, филодентрон) имеют крупные листья, испаряющие много воды. Листья же растений большинства засушливых мест обитания приспособлены к уменьшению испарения. Например, у кактуса листья превратились в колючки, а у побегов начинает преобладать функция запаса воды. Растения с такими побегами называют суккулентами (лат. суккус - сок, сочный). У суккулентов вода может запасаться в стеблях (стеблевые суккуленты) или в листьях (листовые суккуленты). У некоторых растений (сельдерей, ревень) видоизменяются черешки листьев, которые становятся толстыми и мясистыми; в них запасаются питательные вещества.
Видоизменения листьев
| Видоизменение листьев | Функции видоизмененных листьев | Примеры |
| Усики | Закрепление лазающего стебля | Горох, вика, чина |
| Чешуи тонкие | Защитная функция | Репчатый лук |
| Чешуи сочные | Запасание питательных веществ | Репчатый лук |
| Колючки | Уменьшение испарение влаги, защита от поедания животными | Кактус, верблюжья колючка, барбарис |
| Ловчие аппараты насекомоядных | Улавливание и переваривание насекомых | Росянка, непентес, венерина мухоловка |
У тех растений, которые растут у водоемов, к примеру, у натурции, тростника обыкновенного, наблюдается так называемый «эффект лотоса». Это проявляется как крайне низкая смачиваемость поверхности листьев этих растений. При попадании воды на листья или лепестки данных растений формируются шарообразные капли, которые стекая с листа, увлекают за собой грязь и пыль, тем самым очищая поверхность листовой пластинки. Появление этого эффекта обусловлено особенностями микроскопического строения листа растений рода Лотоса.
Многие лиственные деревья имеют сильно изрезанные листья, например, клен. Это
приспособление позволяет противостоять сильным порывам ветра.
Растения, произрастающие в засушливом климате, имеют множество приспособлений
для выживания в неблагоприятных условиях. Это волосяной покров на листьях,
который способен удерживать влагу и препятствовать ее испарению. Такую же
функцию выполняет восковой налет на листовой пластинке некоторых видов растений.
Блестящая поверхность крупных уплощенных листьев фикуса из семейства Тутовых
имеет свойство отражать солнечный свет. Это растения родом из Юго-Восточной
Азии, где климат засушливый и жаркий.
Также практически все виды кактусов приспособлены к длительным засушливым периодам. Поэтому эти растения имеют листья, преобразованные в колючки, для уменьшения испарения воды и защиты от вредителей. У кактусов функция фотосинтеза переходит от листа к стеблю, что вместе с уменьшением размеров листа предотвращает потерю влаги. У тех растений, которые в природных условиях растут на хорошо освещенных местах, выработалось такое приспособление на листьях, как полупрозрачные окна, исполняющие роль фильтра света до того, как он достигнет внутренних слоев листа. Так происходит у фенестрарии. В мясистых сочных листьях алоэ, очитка накапливается вода, которую организм растения расходует при недостатке влаги во внешней среде. Таким же образом листья лука трансформировались в луковицу, что помогает растению удерживать воду и питательные вещества.
Листья некоторых растений имеют зубчики по краям. Это приспособление
необходимо, так как повышает выраженность протекания процессов фотосинтеза и
транспирации (в ходе чего понижается температура в этих отделах - прим.
сайт). Это приводит к
конденсации влаги на заострениях листьев и образованию капель росы.
Листья многих растений преобразованы в ходе эволюции с целью защиты растения от
уничтожения другими живыми организмами. Так, в листьях могут вырабатываться
феромоны, яды, ароматические масла, к примеру, у эвкалипта. А в листья других
растений включены кристаллизированные минералы, что отпугивает травоядных
животных.
У гороха, чины, некоторых видов горошка появились усики из преобразованных в процессе эволюции листьев. Такое приспособление служит для усиления опорной функции стебля растения. Растение, цепляясь усиками за опоры, поднимается вверх, вынося листья к свету.
Видоизмененные листья некоторых растений трансформировались в лепестки для
лучшего осуществления опыления с помощью насекомых, которых привлекают эти части
тела растения. А преобразование листьев в ложные цветки и кроющий лист позволяет
заменить недостающие органы у молочая.
Растения-хищники обитают на почвах, бедных минеральными солями. Всего
насчитывается около 500 видов. Наиболее известны растения: росянка, жирянка,
росолист, венерина мухоловка, непентис.
Последнее растение, обитающее в тропических лесах, способно ловить не только насекомых, но даже мелких животных – мышей, лягушек, пресмыкающихся.
Росянка и пузырчатка превратились в растения-хищники, благодаря трансформации листьев, которые стали ловчими аппаратами для насекомых, которыми растения питаются.
У хищных растений (росянка (Drosera), жирянка, росолист и др.) листья покрыты многочисленными желёзками, выделяющими липкую прозрачную жидкость, привлекающую насекомых и приклеивающую их к листу. При попадании насекомого на ловушку у растения усиливаются выделения из желёзок; при этом железистые волоски изгибаются по направлению к телу насекомого (росянка) или заворачиваются края ловчего листа, на котором оно находится (жирянка). У других растений ловчий аппарат представлен или пассивно улавливающими насекомых урнами (непентес (Nepenthes), саррацения, дарлингтония и др.) или активно действующими ловушками (дионея, альдрованда, пузырчатка и др.).
Таким образом, благодаря видоизменению листьев, растения приспосабливаются к существованию в неблагоприятных условиях внешней среды.
1. Простые листья имеют одну листовую пластинку, которая может быть разных форм: сердечком, как у сирени, овально-фигурную, как у дуба, вытянутую с острыми уголками, как у черемухи.
2. Сложные листья имеют несколько листовых пластинок. Они крепятся к общему черешку - рахису. Такие листья сформировались у ясеня, каштана, боярышника, малины, рябины. Сложные листья бывают трех типов:
· тройчатосложные - состоящие из трех пластинок, как у той же малины, клевера или кислицы;
· пальчатосложные - состоят из нескольких пластинок, расходящихся от единого центра, напоминают ладонь, хотя количество «пальцев» может быть разным: каштан, люпин.
· перистосложные листья - листочки симметричными парами расположены по обе стороны рахиса, как у акации, грецкого ореха. Если сложный лист заканчивается одним непарным листиком на вершине - это непарноперистосложный тип листа (рябина, ясень). Если же на конце «лишнего» листа нет, перед нами парноперистосложный тип (горох, шиповник).
Разнообразие листовых пластинок
Природа создала огромное разнообразие форм листа. Виды растений в пределах одного рода могут иметь лист совершенно разной формы, как, например, у фикусов: сравните инжир и фикус Бенджамина. Давайте рассмотрим примеры разных форм листа по двум признакам - какова общая форма листовой пластинки и какой абрис имеет ее край.
Форма пластинок
1. Округлые (сенполия, кувшинка, осина).
2. Яйцевидные (крапива, граб, жасмин, кофейное дерево).
3. Линейные (пырей, осока, пшеница, амариллис, гладиолус).
4. Широколанцетные (ландыш, антуриум, хоста, аспидистра).
Форма края листовой пластинки
1. Цельный край (сирень, подорожник).
2. Зубчатый (яблоня, манжетка).
3. Пильчатый (крапива, рябина, осина, сныть).
4. Выемчатый (монстера, клен).
5. Городчатый (будра, дуб).
Жилкование листовой пластинки
Причудливые линии на поверхности листа - иногда тонкие, прихотливо запутанные, иногда толстые и немногочисленные - это жилки. По жилкам идет как восходящий, так и нисходящий ток воды и микроэлементов. Отчетливо разглядеть жилкование можно на так называемых скелетизированных листьях: они продаются в отделах сухих цветов, в живой природе встречаются поздней осенью, а можно их сделать и самостоятельно, удалив верхние слои листа. Жилкование бывает разных типов.
1. Перистое или сетчатое - по центру листа идет одна главная плотная жилка, вся листовая пластинка покрыта тонкими переплетенными жилками (дуб, крапива, осина).
2. Пальчатое - несколько центральных жилок расходятся веером, от них уже отходят мелкие (клен остролистый, манжетка). Два первых типа жилкования наблюдаются у двудольных растений.
3. Параллельное - крупные прямые жилки идут от основания листа к его кончику (просо, пшеница, ирис).
4. Дуговое - жилки изогнуты дугами, кроме прямой центральной (ландыш, подорожник). Третий и четвертый тип жилкования наблюдается у однодольных растений.
Видоизменения листьев
В процессе эволюции лист пережил множество экспериментов природы, меняя свой внешний вид, приспосабливаясь к окружающим условиям. То разнообразие, которое мы сейчас наблюдаем - результат естественного отбора. Перечислим основные видоизменения.
1. Колючки - у кактусов занимаются конденсацией влаги.
2. Усики - у гороха и чины позволяют растению «ползти», цепляясь за любую опору.
3. Ловчие приспособления насекомоядных растений, например, генлисеи и росянки.
4. Филлодии - имеют разросшийся плоский черешок с функцией фотосинтеза, листовая пластинка редуцирована (австралийские акации).
5. Чешуйки - мелкие, недоразвитые листья, как у ландыша, гороха, а также на корневище пырея.
6. Кроющие чешуи почек - в зимующих почках большинства растений.
7. Кроющие чешуи луковиц и клубнелуковиц (лилия, чеснок, крокус, безвременник).
8. Сочные чешуи луковиц (лилия, тюльпан).
9. Мясистый сочный лист (алоэ, агава).
Лист - один из самых пластичных органов растения. В процессе приспособления к условиям среды обитания у всего листа или его части может произойти смена главной функции. Это приводит к качественным изменениям во внешнем облике и внутреннем строении листа, то есть возникают видоизменения или метаморфозы листа (рис. 32).
Это видоизменение характерно для растений, обитающих в сухом и жарком климате, хотя нередко они возникают и у растений других климатических зон. Колючки уменьшают транспирацию и защищают растения от поедания животными.
Метаморфоз всего листа в колючку характерен для кактусов. У многих астрагалов, эспарцетов в колючку превращается рахис сложного листа, у белой акации - прилистники.
Встречаются у растений, произрастающих на болотистых, торфяных, бедных минеральными веществами почвах. При помощи ловчих аппаратов росянка в средней полосе, венерина мухоловка в Северной Америке, непентес в тропической Азии используют богатую азотом и фосфором органическую пищу, переваривая животных. Строение ловчих аппаратов различно (кувшинчики непентесов, ловушки венериной мухоловки, листья росянки), но все они способны улавливать и переваривать насекомых и других мелких животных с помощью ферментов, выделяемых особыми пищеварительными железками.
Листопад
При достижении листьями предельных размеров в них начинаются процессы старения, приводящие к гибели листа. По мере старения в листьях снижается интенсивность фотосинтеза и дыхания, уменьшается содержание в тканях белкового азота и РНК. Начинают преобладать процессы распада, а не синтеза. Органические вещества оттекают из старых тканей листа. Одновременно с этим в листьях накапливаются некоторые соли, например кристаллы оксалата кальция.
Верным признаком старения листа является изменение его окраски. Листья теряют зеленую окраску в результате деградации хлоропластов. Пожелтение и покраснение листьев связано с накоплением в них каротиноидов и антоциана.
У однодольных и травянистых двудольных листья постепенно отмирают и разрушаются, оставаясь на стеблях. У деревьев и кустарников
листья опадают. Массовое опадание листьев называют листопадом . Опадание листьев обусловлено изменениями, происходящими в листе, а именно в месте прикрепления листа к стеблю. У основания черешка в поперечном направлении образуется специальный отделительный слой, состоящий из легко расслаивающейся паренхимы (рис. 33). Со стороны стебля ближайшие к основанию черешка клетки пробковеют и образуют защитный слой, сохраняющийся после опадания листа в виде листового рубца. Некоторое время лист держится за счет жилок. Но под действием силы тяжести листа и порывов ветра они разрываются, и листья опадают.Листопад - важное приспособление растений к уменьшению испарения влаги. Также он предохраняет растения от механических повреждений в зимний период.
Лист - обязательный вегетативный орган подавляющего большинства растительных организмов. Впервые мы знакомимся с его строением, изучая высшие споровые растения - мхи, имеющие листостеблевые формы.
К таковым относятся, например, сфагнум и кукушкин лен. Являясь боковыми частями побега, листья обычно состоят из листовой пластинки и черешка, которым крепятся к стеблю. Они выполняют важнейшие функции: служат главными органами, осуществляющими фотосинтез, транспирацию (испарение воды) и дыхание. Если же по каким-то причинам эти вегетативные органы вынуждены принимать на себя еще и другие функции, то у растения происходит видоизменение листьев. В нашей статье мы и будем выяснять, какие же условия приводят к возникновению нетипичного строения и особых свойств листовых пластинок у высших споровых, голосеменных и цветковых растений.
Влияние абиотических факторов на морфологические признаки организма
Условия среды обитания - это мощные формообразующие силы, способные коренным образом изменить внешнее строение как растений, так и животных. Возникающие у них адаптации носят приспособительный характер и были хорошо изучены еще Ч. Дарвином. Ученый считал их появление результатом действия борьбы за существование - одного из движущих факторов естественного отбора. Именно с такой позиции и объясняет современная биология видоизменение листьев, наблюдающееся у некоторых биологических видов. Всем известны примеры, иллюстрирующие особенности строения организмов-ксерофитов. Вынужденные обитать в среде, где лимитирующим фактором является вода, растения южных степей, полупустынь и пустынь имеют низкий коэффициент транспирации.
Он объясняется уменьшением испаряющей площади листовых пластинок. В конце концов видоизменение листьев достигает у ксерофитов такого уровня, что они превращаются в колючки, например у саксаула или кактусов. Переход листьев в чешуи, потерявшие способность к фотосинтезу, у хвощей имеет ту же причину.
Как листья выполняют опорную и защитную функцию
Из курса ботаники известно, что механическими свойствами обладают такие части растения, как корень и стебель. Ткани листовой пластинки не имеют достаточно развитой системы укрепляющих элементов, за исключением разве что сосудисто-волокнистых пучков, расположенных в жилках. Однако для некоторых растительных видов с вьющейся формой стебля и слабым, поверхностным типом корневой системы присуще особое строение листа. Видоизменение листьев, например, у гороха посевного выражается в появлении усиков, выполняющих опорную функцию и фиксирующих стебель в пространстве. Свойство защиты от неблагоприятных условий характерно для сухих листьев - чешуй у луковиц или почек цветковых растений, прикрывающих собой нежные зачаточные листья.
Насекомоядные растения
Экзотические представители флоры: непентес и росянка - питаются гетеротрофно, как животные. Видоизменение листьев у них связано с новыми функциями: ловить и далее переваривать мелких насекомых, прилипших к стенкам листовых пластинок. Они покрыты клейкими волосками-ловушками, крепко удерживающими жертву. Интересно, что растения-хищники обычно обитают на почвах с низким содержанием азота, недостаток которого они с лихвой восполняют за счет полученных животных белков.
Примеры видоизменения листьев голосеменных и цветковых растений
Всем известен тот факт, что представителей класса Хвойные легко узнать по игольчатому строению их листьев, называемых хвоей. Она имеет малую поверхность и глубоко залегающие устьица, зимой закрывающиеся слоем воска. Все это помогает сосне, лиственнице, кедру свести к минимуму потерю воды в холодный период. Цветковые растения, например такие, как алоэ и молодило, сберегают влагу иначе. Их листья, наоборот, становятся мясистыми и сочными резервуарами, в которых вода сохраняется весь год.
Некоторые виды покрытосеменных форм (кактусы, акация, барбарис) свои листья- колючки применяют в качестве оружия. Оно защищает растение от механических повреждений или поедания животными. Можно привести много примеров, иллюстрирующих видоизменение листьев у различных биологических видов, формирующих современную флору Земли. Все они являются разного рода адаптациями, направленными на выживание растений в различных условиях среды обитания.
1) Ботаника – это наука о растениях. Она изучает жизнь растений, их строение, жизнедеятельность, условия обитания, происхождение и эволюционное развитие. Это и входит в задачи ботаники, но, помимо этого, задачей является изучение растительного мира как отдельно, так и масштабно.
Роль растений в природе:
1.Участвуют в образовании органических веществ, накапливают в продуктах фотосинтеза большое количество химической энергии.
2.Поддерживают уровень кислорода в атмосфере. Предотвращают накопление в атмосфере избытка углекислого газа.
3.Играют ведущую роль в круговороте минеральных и органических веществ, что обеспечивает непрерывное существование жизни на Земле.
4. Уменьшение парниковый эффект, снижают температуру до современного уровня.
5.Растительность принимает активное участие в формирование почв.
6.Предотвращают эрозию почв, закрепляют овраги и горные склоны.
Роль растений в жизни человека:
1.Используются в пищу.
2.Лекарственные растения.
3.Технические растения, используемые в промышленности как сырье.
4.Растения как источник витаминов.
5.Эстетическое значение - они украшают нашу жизнь, приносят радость.
2) Андроцей – совокупность тычинок в цветке. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Пыльник имеет 2 теки, в каждой теке по 2 микроспорангия или пыльцевое гнездо.
В пыльнике 2 процесса:
- Микроспорогенез – процесс образования мужских микроспор в микроспорангиях
- 2) Микрогаметогенез
- развитие из микроспор мужского гаметофита или пыльцевого зерна. Микроспора делится митозом, в результате чего образуются две клетки. Они и представляют мужской гаметофит или пыльцевое зерно.
Одна из клеток пыльцевого зерна называется вегетативной и способна образовывать длинный отросток, или пыльцевую трубку, достигающую зародышевого мешка. Вторая (генеративная) клетка, плавающая в цитоплазме вегетативной клетки, при делении дает две мужские гаметы -жгутиковые сперматозоиды или безжгутиковые спермии. Сперматозоиды по архегониальному каналу достигают яйцеклетки. Спермии, перемещаясь по пыльцевой трубке, достигают зародышевого мешка и участвуют в оплодотворении.
3) Метаморфозы корней.
Метаморфоз - глубокое преобразование строения организма, происходящее в ходе индивидуального развития.
1) Запасающие корни. Они обычно утолщены. Сильно утолщенные придаточные корни называют корневыми шишками , или корнеклубнями . Многих, чаще двулетних, растений со стержневой корневой системой возникает образование, носящее название корнеплода . В образовании корнеплода принимают участие и главный корень, и нижняя часть стебля.
2) У многих луковичных и корневищных растений образуются втягивающие корни. Они могут укорачиваться и втягивать побег в почву на оптимальную глубину на время летней засухи или зимних морозов. Втягивающие корни имеют утолщенные основания с поперечной морщинистостью.
4) Дыхательные корни, или пневматофоры образуются у некоторых тропических древесных растений, живущих в условиях недостатка кислорода. Пневматофоры растут вертикально вверх и высовываются над поверхностью почвы. Через систему отверстий в этих корнях, связанных с аэренхимой, воздух поступает в подводные органы.
5) У некоторых растений для поддержания побегов в воздушной среде образуются дополнительные опорные корни. Они отходят от горизонтальных ветвей кроны и, достигнув поверхности почвы, интенсивно ветвятся, превращаясь в столбовидные образования, поддерживающие крону дерева (столбовидные корни баньяна). Ходульные корни отходят от нижних участков стебля, придавая стеблю устойчивость. Они образуются у растений мангровых зарослей, растительных сообществ, развивающихся на затопляемых во время прилива тропических берегах океанов, а также у кукурузы. У фикуса каучуконосного образуются досковидные корни. В отличие от столбовидных и ходульных, они являются по происхождению не придаточными, а боковыми корнями.
Корни многих растений образуют симбиоз с гифами почвенных грибов, называемый микоризой. Микориза образуется на сосущих корнях в зоне поглощения.
Различают два основных типа микоризы : 1) наружная (окружает снаружи. У многих съедобных грибов) 2) внутренняя (Грибной компонент облегчает корням получение воды и минеральных элементов из почвы, часто гифы грибов заменяют корневые волоски. В свою очередь, гриб получает от растения углеводы и другие питательные вещества .)
На корнях бобовых возникают особые образования – клубеньки , в которых поселяются бактерии из рода Rhizobium. Эти микроорганизмы способны усваивать атмосферный молекулярный азот, переводя его в связанное состояние. Часть веществ, синтезированных в клубеньках, усваивают растения, бактерии, в свою очередь, используют вещества, находящиеся в корнях. Этот симбиоз имеет большое значение для сельского хозяйства. Бобовые растения благодаря дополнительному источнику азота богаты белками. Они дают ценные пищевые и кормовые продукты и обогащают почву азотистыми веществами.
Метаморфозы побега.
Подземные:
1) корневище - долговечный подземный побег , выполняющий функции отложения запасных питательных веществ, возобновления, а иногда и вегетативного размножения.
2) столоны - недолговечные тонкие подземные побеги, несущие недоразвитые чешуевидные листья. Столоны служат для вегетативного размножения, расселения и захвата территории. Запасные питательные вещества в них не откладываются.
3) клубень имеет шаровидную или овальную форму, стебель сильно утолщен, в нем откладываются запасные питательные вещества, листья редуцируются, в их пазухах формируются почки. Столоны отмирают и разрушаются, клубни перезимовывают, и на следующий год дают начало новым надземным побегам.
4) луковица - подземный побег с очень коротким уплощенным стеблем и чешуевидными мясистыми сочными листьями, запасающими воду и растворимые питательные вещества, главным образом сахара.
5) Клубнелуковица внешне напоминает луковицу, но ее чешуевидные листья не являются запасающими; они сухие, а запасные вещества откладываются в утолщенной стеблевой части (шафран, гладиолус).
б)Каудекс - многолетний орган побегового происхождения многолетних трав и полукустарничков с хорошо развитым стержневым корнем, сохраняющимся в течение всей жизни растения. Вместе с корнем он служит местом отложения запасных веществ и несёт на себе множество почек возобновления, часть которых могут быть спящими (одуванчик, полыни)
Надземные:
1) столоны - недолговечные побеги, функция которых вегетативное размножение, расселение и захват территории.
2) Водозапасающими органами могут быть листья или стебли, иногда даже почки. Такие сочные растения носят название суккулентов (алоэ, агавы, толстянки, родиола, или золотой корень).
3) Кочан - суккулентный орган, образующийся у обычной культурной капусты. Приспособительная форма кочана возникла как видоизменение части розетки.
4) Колючки кактусов имеют листовое происхождение. Листовые колючки нередко встречаются и у несуккулентных растений (барбарис). У многих растений колючки имеют не листовое, а стеблевое происхождение (дикая яблоня, дикая груша).
5) Клубень - толщённая околоземная часть стебля у представителей семейства орхидных. Служит растениям в качестве- особого органа для хранения воды и питательных веществ.
б) Кладодий - видоизменённый боковой побег, обладающий способностью к длительному росту, с зелёными плоскими длинными стеблями, выполняющими функции листа. Как орган фотосинтеза, кладодий имеет хорошо развитую хлорофиллоносную ткань.
7) Филлокладий - видоизменённый листовидно уплощённый боковой побег, обладающий ограниченным ростом и выполняющим функции листа. Филлокладии развиваются из боковых почек, поэтому всегда находятся в пазухе небольшого плёнчатого или чешуевидного листа. Выполняя функцию фотосинтеза.
8) Усик - жгутовидный ветвистый или неразветвлённый побег метамерного строения, в типичном случае лишённый листьев. Стеблевые усики, как узкоспециализированный побег, выполняют опорную функцию(огурец, арбуз)
Метаморфозы листа:
1. Колючки - одно из наиболее часто распространенных видоизменений; они служат защитой от поедания животными. При этом лист либо целиком превращается в колючку (кактусы, молочаи, барбарис, белая акация, верблюжья колючка), либо в колючку превращается его часть (бодяк, чертополох, падуб).
2. Усики (у сложных листьев некоторых видов растений) цепляются за опору, вынося весь побег к свету. При этом в усик могут превращаться либо верхние листочки сложного листа (горох, вика), либо весь лист целиком, а функцию фотосинтеза выполняют прилистники (некоторые виды чины).
3. Запасающую функцию выполняют сочные чешуи луковиц (лук, чеснок), листья алоэ, кочана капусты.
4. Кроющие чешуи почек защищают нежные зачаточные листья и конус нарастания от неблагоприятных условий внешней среды.
5. Ловчие аппараты обеспечивают жизнь насекомоядных растений на болотах в условиях недостатка азота и других элементов минерального питания. Листья таких растений изменились до неузнаваемости, превратившись в ловушки (венерина мухоловка), кувшинчики (непентес). Листья некоторых растений своими блестящими, ярко окрашенными капельками на волосках привлекают муравьев, мух, комаров, других мелких насекомых; выделяющийся при этом сок содержит пищеварительные ферменты (росянка).
Обычно лист выполняет три функции:
- фотосинтез (органическое питание);
- транспирация (испарение воды);
- газообмен с окружающей средой.
Но бывают случаи, когда лист берет на себя дополнительные, не свойственные ему функции. Тогда его строение резко меняется, и мы вновь говорим о видоизменениях
.
1. Если стебель растения слабый, то лист может выполнять опорную функцию, цепляясь за окружающие предметы. Например, усики у гороха.
2. У кактусов листья видоизменяются в колючки. такая форма листа позволяет резко сократить испарение воды и защищает от поедания животными.
Колючки барбариса - тоже видоизмененные листья
3. Листья-ловушки характерны для "хищных" растений. пожалуй, это наиболее интересное и экзотическое видоизменение. Как ни странно, в "ловушки" листья видоизменяются не из-за того, что растение жаждет крови жертв, а из-за того, что произрастает на крайне бедных минеральными веществами почвах. Например, наша "землячка" Росянка живет на торфяных болотах, где и почвы-то никакой нет.
Вот и приходится получать необходимые для жизни минеральные вещества из тел различных насекомых. А фотосинтез у таких растений никто не отменял. Поэтому и тип питания у них можно назвать миксотрофным.
У Венериной мухоловки половинки листа, покрытые шипами, могут двигаться и поворачиваться. когда на такой лист садится насекомое, половинки захлопываются, и жертва оказывается в западне, где и переваривается под действием пищеварительных соков, выделяемых железками листа.
У Кувшиночника (непентес) листья имеют форму кувшинчика с крышкой. По краям такого кувшина приманка в виде нектара, а на дне - пищеварительный сок. Стенки кувшинчика очень скользкие, и упавшее туда насекомое наружу выбраться уже не сможет.
Видеосюжет о плотоядных растениях:
4. Иногда листья, окружающие цветки и целые соцветия, – яркие, бросающиеся в глаза, как, например, белые или красные покрывала початков у аронниковых (калла, антуриум) или красные, белые и розовые верхушечные листья у пуансеттии. Их легко принять за лепестки, тогда как настоящие цветки таких видов могут быть сравнительно мелкими и невзрачными.
Видоизменения листьев
Некоторые растения изменяют (и нередко весьма существенно) строение листьев для той или иной цели. Видоизменённые листья могут выполнять функции защиты, запаса веществ и другие. Известны следующие метаморфозы:
Листовые колючки - могут быть производными листовой пластинки - одревесневшие жилки (барбарис), или в колючки могут превращаться прилистники (акация). Такие образования выполняют защитную функцию. Колючки могут образовываться и из побегов (см. Видоизменения стеблей). Отличия: колючки, образованные из побегов, растут из пазух листа.
Усики образуются из верхних частей листьев. Выполняют опорную функцию, цепляясь за окружающие предметы (пример: Чина, горох).
Филлодии - черешки, приобретающие листовидную форму, осуществляющие фотосинтез. При этом настоящие листочки редуцируются.
Ловчие листья - это видоизменённые листья, служащие ловчими органами хищных растений. Механизмы ловли могут быть разными: капельки клейкого секрета на листьях (росянка), пузырьки с клапанами (пузырчатка) и т. д.
Мешковидные листья образуются вследствие срастания краёв листа вдоль средней жилки, таким образом, что получается мешок с отверстием наверху. Бывшие верхние стороны листьев становятся внутренними в мешке. Получившаяся ёмкость служит для хранения воды. Через отверстия внутрь вростают придаточные корни, поглощающие эту воду. Мешковидные листья характерны для тропической лианы дисхидии Раффлеза
Суккулентные листья - листья, служащие для запасания воды (Алоэ, агава).
Аналогичные органы (у растений)
Морфология растений представляет много примеров аналогичных органов, т. е. таких образований, происхождение которых различно, но функции одинаковы. Так, корни аналогичны ризоидам, колючки - шипам, семена - спорам. Одинаковость функций обуславливает нередко большое сходство внешней формы. Так, в случае недоразвития листьев, стебли, берущие на себя работу ассимиляции, становятся обыкновенно плоскими и широкими, приобретая сходство с листьями. Особенно интересны ассимилирующее стебли (кладодии или филокладии) у видов Ruscus. Здесь кладодии так похожи на листья, что долгое время продолжались споры, листья ли это или стебли. Точно так же сходны клубни, происходят ли они из стеблей или корней, сходны колючки и усики, происходящие из листьев или из целых ветвей.
Гомологичные органы (греч. «гомос» - одинаковый) - органы, сходные между собой по происхождению, строению, но выполняющие разные функции. Появление их - результат дивергенции. Примером гомологичных органов у животных могут служить передние конечности, состоящие из одинаковых костей, имеющих одинаковое происхождение, но выполняющих разные функции: у земноводных, пресмыкающихся, у большинства зверей они служат для ходьбы, у птиц - для полета, у китов - для плавания, у крота - для рытья земли, у человека выполняют тончайшие операции в трудовом процессе. У растений гомологичными органами являются заросток папоротника, первичный эндосперм семязачатка сосны, зародышевый мешок цветкового растения . Все они образуются из спор, имеют гаплоидный набор хромосом и несут женскую гамету - яйцеклетку. Но заросток папоротника - автотрофное растение с архегониями. Первичный эндосперм сосны входит в состав семязачатка, а затем - семени в качестве запасающей ткани. Сформированный зародышевый мешок имеет восемь клеток, и лишь три из них принимают участие в развитии семени, остальные отмирают. Гомологичные органы свидетельствуют о том, что в ходе приспособительной эволюции признаки претерпевают глубокие изменения, которые приводят к образованию новых видов, родов и более крупных систематических групп животных и растений.
У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы
Эта тема принадлежит разделу:
Ботаника. Биология
Вопросы и ответы к экзамену по ботанике Биология. Морфология растений. Строение корня, Побега, Стебель, Лист. Растения
К данному материалу относятся разделы:
Морфология растений как раздел ботанике. Задачи и направления развития
Основные вегетативные органы высшего растения, их рост, ветвления, полярность и симметрия
Корень, дать определения. Функции корня
Классификация корней по происхождению, по отношению к субстрату
Строение зон молодого корня
Корневые системы и их классификация. Типы корневых систем
Побег, дать определение. Вегетативные и генеративные побеги, удлиненные и укороченные побеги
Какие органы входят в состав побега, и какие функции они выполняют?
Классификация побегов по характеру расположения в пространстве
Назовите основные типы ветвления побега. Почему симподиальный тип считается продуктивным?
Стебель, дать определение. Формы поперечного сечения стебля. Основные функции стебля
Морфология и классификация типов стеблей
Почки и их типы в зависимости от строения. Типы и функции почек в зависимости от их положения на побеге
Типы почек по происхождению
Морфологическое разнообразие стебля
Метаморфоз, дать определение. Метаморфоз корня
Надземные видоизменение побегов, их отличительные особенности, разнообразие и биологическое значение
Подземные видоизменение побегов, их строение, разнообразие, биологическое значение, отличительные особенности
Лист, дать определение. Строение и функции листа
Лист, дать определение. Разнообразие листьев и формации листьев
Лист, дать определение. Формы листовых пластинок, основные типы жилкориации листьев покрытосеменных растений
Общая характеристика и отличительные особенности листа. Возникновение листа в процессе революции
Части листа и их функции. Листья простые и сложные. Характер края, общая форма
Морфология пластинок простых листьев или листочков сложных, характер края, общая форма
Морфология пластинок простых листьев или листочков сложных листьев
Листорасположение и его варианты. Основные закономерности листорасположения. Листовая мозаика
Продолжительность жизни листа. Вечнозеленые и листопадные растения. Биохимическое и морфологическая подготовка растений и его биологическое значение
Строение семени растений. Морфологические типы семян
Условия необходимые для прорастания семян. Покой семян и его биологическое значение
Разнообразие листьев в пределах одного растения. Ярусные категории листьев. Гетерофилия
Видоизменения листьев или частей листьев, их строение и биологическое значение. Примеры апалогичных и гомологичных органов у растений
Общие представления о размножении высших растений. Сравнительная характеристика разных типов размножения, их биологическое значение для высших растений
Способы естественного и искусственного вегетативного размножения растений. Хозяйственное значение вегетативного размножения растений
Общая характеристика цветка. Органы и части цветка их функции и формирование в процессе онтогенеза цветка
Очень разнообразны по своей структуре и функциям. Видоизменения листьев
связаны с тем, что в процессе эволюции листья адаптировались к различным климатическим факторам в зависимости от условий произрастания растений.
У тех растений, которые растут у водоемов, к примеру, у натурции, тростника обыкновенного, наблюдается так называемый «эффект лотоса» . Это проявляется как крайне низкая смачиваемость поверхности листьев этих растений. При попадании воды на листья или лепестки данных растений формируются шарообразные капли, которые стекая с листа, увлекают за собой грязь и пыль, тем самым очищая поверхность листовой пластинки. Появление этого эффекта обусловлено особенностями микроскопического строения листа растений рода Лотоса.
Многие лиственные деревья имеют сильно изрезанные листья, например, клен. Это приспособление позволяет противостоять сильным порывам ветра.
Растения, произрастающие в засушливом климате, имеют множество приспособлений для выживания в неблагоприятных условиях. Это волосяной покров на листьях, который способен удерживать влагу и препятствовать ее испарению. Такую же функцию выполняет восковой налет на листовой пластинке некоторых видов растений. Блестящая поверхность крупных уплощенных листьев фикуса из семейства Тутовых имеет свойство отражать солнечный свет. Это растения родом из Юго-Восточной Азии, где климат засушливый и жаркий. Также практически все виды кактусов приспособлены к длительным засушливым периодам. Поэтому эти растения имеют листья, преобразованные в колючки, для уменьшения испарения воды и защиты от вредителей. У кактусов функция фотосинтеза переходит от листа к стеблю, что вместе с уменьшением размеров листа предотвращает потерю влаги. У тех растений, которые в природных условиях растут на хорошо освещенных местах, выработалось такое приспособление на листьях, как полупрозрачные окна, исполняющие роль фильтра света до того, как он достигнет внутренних слоев листа. Так происходит у фенестрарии. В мясистых сочных листьях алоэ, очитка накапливается вода, которую организм растения расходует при недостатке влаги во внешней среде. Таким же образом листья лука трансформировались в луковицу, что помогает растению удерживать воду и питательные вещества.
Листья некоторых растений имеют зубчики по краям. Это приспособление необходимо, так как повышает выраженность протекания процессов фотосинтеза и транспирации (в ходе чего понижается температура в этих отделах). Это приводит к конденсации влаги на заострениях листьев и образованию капель росы.
Листья многих растений преобразованы в ходе эволюции с целью защиты растения от уничтожения другими живыми организмами. Так, в листьях могут вырабатываться феромоны, яды, ароматические масла, к примеру, у эвкалипта. А в листья других растений включены кристаллизированные минералы, что отпугивает травоядных животных.
У гороха, чины, некоторых видов горошка появились усики из преобразованных в процессе эволюции листьев. Такое приспособление служит для усиления опорной функции стебля растения. Растение, цепляясь усиками за опоры, поднимается вверх, вынося листья к свету.
Видоизмененные листья некоторых растений трансформировались в лепестки для лучшего осуществления опыления с помощью насекомых, которых привлекают эти части тела растения. А преобразование листьев в ложные цветки и кроющий лист позволяет заменить недостающие органы у молочая.
Росянка и пузырчатка превратились в растения-хищники, благодаря трансформации листьев, которые стали ловчими аппаратами для насекомых, которыми растения питаются.
Таким образом, благодаря видоизменению листьев, растения приспосабливаются к существованию в неблагоприятных условиях внешней среды.
Лист - один из самых пластичных органов растения. В процессе приспособления к условиям среды обитания у всего листа или его части может произойти смена главной функции. Это приводит к качественным изменениям во внешнем облике и внутреннем строении листа, то есть возникают видоизменения или метаморфозы листа (рис. 32).
Колючки
Это видоизменение характерно для растений, обитающих в сухом и жарком климате, хотя нередко они возникают и у растений других климатических зон. Колючки уменьшают транспирацию и защищают растения от поедания животными.Метаморфоз всего листа в колючку характерен для кактусов. У многих астрагалов, эспарцетов в колючку превращается рахис сложного листа, у белой акации - прилистники.
Это нитевидные образования, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. У вики, чечевицы, гороха в усик преобразуются верхняя часть рахиса и несколько верхних листочков. У чины безлистной все листочки редуцируются, а рахис представляет собой единственный усик (функцию фотосинтеза берут на себя прилистники.
Ловчие аппараты
Встречаются у растений, произрастающих на болотистых, торфяных, бедных минеральными веществами почвах. При помощи ловчих аппаратов росянка в средней полосе, венерина мухоловка в Северной Америке, непентес в тропической Азии используют богатую азотом и фосфором органическую пищу, переваривая животных. Строение ловчих аппаратов различно (кувшинчики непентесов, ловушки венериной мухоловки, листья росянки), но все они способны улавливать и переваривать насекомых и других мелких животных с помощью ферментов, выделяемых особыми пищеварительными железками.
Рис. 32. Видоизменения листа:
1 - усик чины безлистной; 2 - колючка молочая блестящего; 3 - ловчий аппарат непентеса.
Листопад
При достижении листьями предельных размеров в них начинаются процессы старения, приводящие к гибели листа. По мере старения в листьях снижается интенсивность фотосинтеза и дыхания, уменьшается содержание в тканях белкового азота и РНК. Начинают преобладать процессы распада, а не синтеза. Органические вещества оттекают из старых тканей листа. Одновременно с этим в листьях накапливаются некоторые соли, например кристаллы оксалата кальция.
Верным признаком старения листа является изменение его окраски. Листья теряют зеленую окраску в результате деградации хлоропластов. Пожелтение и покраснение листьев связано с накоплением в них каротиноидов и антоциана.
У однодольных и травянистых двудольных листья постепенно отмирают и разрушаются, оставаясь на стеблях. У деревьев и кустарников
л
Рис. 33. Образование
отделительного слоя: 1 -
древесина; 2 - сердцевина; 3 - луб; 4 -
перидерма; 5 - отделительный слой; 6 -
проводящий пучок; 7 - черешок листа.
Листопад - важное приспособление растений к уменьшению испарения влаги. Также он предохраняет растения от механических повреждений в зимний период.