Основные закономерности морфологической эволюции вегетативных органов у высших растений
В результате выхода растений на сушу в процессе эволюции их однородный таллом дифференцировался на органы, а органы – на ткани. Изменение условий жизни вследствие глубоких изменений климата явилось основной движущей силой адаптивной специализации растений. Орган – это часть организма, имеющая определенное строение и выполняющая определенные функции.
Органы высших растений подразделяются на вегетативные и генеративные (репродуктивные). К вегетативным относятся корень и побег, к генеративным – цветок, семя и плод. Выделяются общие закономерности строения морфологических структур. Полярность – это различия между противоположными точками (полюсами) растительного организма или органа. Каждый орган имеет два полюса: верхний (терминальный, апикальный) и нижний (основной, базальный). Симметрия – это такое расположение частей органа в пространстве, при котором плоскость симметрии рассекает предмет на зеркально подобные половины. Симметрией определяется закономерность расположения частей органа по отношению к оси, в частности расположение листьев на стебле. Различают органы несимметричные, моносимметричные, полисимметричные.
Несимметричные, или асимметричные – это такие органы, через которые нельзя провести ни одной продольной плоскости симметрии (например, лист вяза, цветок канны). Моносимметричные, или билатеральные (двусторонне симметричные) – это органы, через которые можно привести одну плоскость симметрии (лист сирени, тополя, цветок гороха, шалфея). Полисимметричные, или радиальные – это органы, через которые можно провести две и более плоскости симметрии (стебли с супротивным листорасположением, корнеплоды, цветок тюльпана). Вертикально расположенные органы называются ортотропными. Это прямостоячие стебли, отвесно расположенные стержневые корни. Органы, 5 расположенные в горизонтальной плоскости, параллельно поверхности почвы, называют плагиотропными. 6 2. Строение проростков Основные вегетативные органы семенных растений, как подземные (корень), так и надземные (побег), заложены уже в семени. Развитие и последующие усложнения их организации наблюдаются при прорастании семени, росте проростков и становлении взрослых растений. У односемядольных растений (сем.мятликовые) при прорастании семени первым трогается в рост корень, который разрывает семенную кожуру и внедряется в почву. Молодой проросток укрепляется в почве, поглощает воду с растворёнными в ней солями. Вслед за корнем начинает расти побег – стебель с листьями и почками. Через почву пробивается почка, защищённая первым зародышевым листом – колеоптилем. Первый настоящий лист выходит наружу, разрывая колеоптиль. Вскоре главный корень, образовавшийся из зародышевого корешка, отмирает, а из укороченных междоузлий образуются придаточные корни, формирующие мочковатую корневую главный корень придаточный корень колеоптиль лист придаточные корни 7 систему. У двудольных растений первым также трогается в рост зародышевый корешок. Стебель на первых этапах прорастания петлеобразно изогнут. Этим изгибом он пробивает почву, затем выпрямляется и выносит на поверхность семядоли и почечку.
|
|
|
|
|
|
Семядоли зеленеют, некоторое время фотосинтезируют, почка продолжает расти вверх, образуя стебель и первые настоящие листья. Их называют ювенильными, так как они резко отличаются от листьев взрослого растения. Участок между корнем и стеблем называют корневой шейкой. Часть стебля между корневой шейкой и семядолями – гипокотиль, или подсемядольное колено, часть стебля между семядолями и первыми листочками – эпикотиль, или надсемядольное колено
У некоторых двусемядольных растений (горох, дуб) гипокотиль не развит, и семядоли не выносятся на поверхность, а остаются в почве. главный корень почка лист эпикотиль боковые корни семядоля гипокотиль боковые корни главный главный корень боковые корни
|
|
|
Побег – это неразветвленный стебель с расположенными на нем листьями и почками, развивающийся в течение одного вегетационного периода. Вегетативный побег в типичном случае выполняет функцию воздушного питания. Кроме этого побег может выполнять функции вегетативного размножения, запаса питательных веществ и воды, прикрепления к вертикальной опоре, защиты растения от поедания его животными.
Стебель – это осевая часть побега. Он нарастает за счёт верхушечной меристемы, находящейся в почке, и имеет неограниченный рост. У мятликовых стебель растёт за счёт вставочных, или интеркалярных, меристем. Стебель является связующим звеном между двумя полюсами растений: листьями, которые осуществляют фотосинтез, и корнями, которые обеспечивают листовой узел пазушная почка междоузлие пазуха листа верхушечная почка 9 почвенное питание. По стеблю происходит передвижение органических веществ (нисходящий ток), воды, растворённых в ней минеральных солей, и органических веществ, синтезируемых в корне (восходящий ток). Стебель, как и корень, может быть вместилищем запасных питательных веществ; может быть органом вегетативного размножения. По своей структуре стебли бывают травянистые и деревянистые. У травянистых растений (однолетних, двулетних) клетки тканей стебля не одревесневают, т.к. такие стебли живут один вегетационный период. Деревянистый стебель живет много лет. Он характерен для деревьев, кустарников, полукустарников. У деревьев главный стебель называют стволом, а у кустарников отдельные стебли – стволиками.
|
|
|
По форме поперечного сечения стебли бывают округлые (подсолнечник), трёхгранные (осока), четырёхгранные (шалфей), ребристые (пастернак), плоские (опунция), крылатые, если имеются выросты по бокам стебля (чина лесная)
У мятликовых бывает стебель с полыми междоузлиями – соломина. Ложный стебель, образованный влагалищами листьев, формируется у банана. округлый сплюснутый трехгранный четырехгранный многогранный ребристый бороздчатый крылатый крылатый 10 Рисунок 5. Стрелка гипераструма Участок стебля, несущий лист, называется листовым узлом. Расстояние между двумя ближайшими листовыми узлами – междоузлие. Угол между листом и идущим вверх от листового узла стеблем называется пазухой листа. В пазухе листа находится пазушная, или боковая, почка. Когда лист опадает, на стебле остаётся листовой рубец. На нём видны листовые следы – проводящие пучки. На верхушке побега расположена верхушечная почка. Характерной чертой побега является метамерность – повторяемость отдельных структур его строения по продольной оси. От основания до верхушки годичный побег складывается из отдельных повторяющихся элементов – метамеров, состоящих из листового узла с отходящим от него листом (или листьями), пазушной почки и расположенного выше междоузлия. Побег характеризуется отрицательным геотропизмом, т.е. он нарастает в противоположную от действия силы притяжения Земли сторону, и положительным фототропизмом – растет к источнику света. Продолжительность жизни побега определяется экологическими условиями. У растений с коротким периодом вегетации – эфемеров – стебель 11 живёт 30-45 дней (костенец зонтичный), у большинства трав – 120-150 дней; у деревьев – сотни лет (яблоня – 200 лет, сосна – 500 лет и т.д.). Стебель тиса ягодного живёт 3 тыс. лет. Размеры стеблей отличаются большим разнообразием: пальмы – ротанги имеют длину стебля 200-300 м, прямостоячий стебель эвкалипта достигает высоты 150 м, ели – 50 м, дуба – 40 м, берёзы и клёна – 25 м. Побегам свойственна цикличность развития. Она связана с сезонными изменениями климатических условий. Для растений умеренного климата осенью и зимой наступает перерыв в росте; в тропиках он наблюдается в сухой период. К моменту наступления неблагоприятных условий на верхушке побега и в пазухах листьев формируются почки.
Почка – это зачаточный, укороченный побег. Она состоит из зачаточного стебля с конусом нарастания и зачаточных листьев. В их пазухах находятся зачатки боковых почек. На верхушке конуса нарастания или в пазухах листьев могут возникать зачатки цветков или соцветий. Выделяется несколько классификаций почек. По наличию почечных чешуй, которыми являются наружные листья почки, выполняющие защитную функцию, почки бывают закрытые и открытые.
Закрытые почки имеют почечные чешуи. Они характерны для растений умеренных широт. У открытых (голых) почек защитные чешуи отсутствуют, они характерны для растений тропиков и субтропиков. Среди растений наших широт голые почки встречаются у калины, крушины, барбариса. По структуре и выполняемой функции почки подразделяются на вегетативные, генеративные и смешанные. Вегетативные почки образуют только листья, встречаются у большинства растений. Генеративные (цветочные) почки образуют цветки или соцветия (ива, форзиция). Смешанные почки образуют стебли с листьями и цветками (яблоня, вишня, сирень, бузина). Строение вегетативной и генеративной почек Особую группу составляют выводковые почки, которые образуются в пазухах листьев (лилия) или в соцветиях (некоторые луки) и служат для вегетативного размножения. По местоположению на стебле почки могут быть верхушечные, боковые и придаточные. Верхушечные почки развиваются на верхушке побега. Боковые вегетативная почка зачаточная пазушная почка конус нарастания зачатки листьев зачаточный стебель почечные чешуи генеративная почка зачатки листьев зачаточный стебель зачатки цветка почечные чешуи 13 (пазушные) почки развиваются в пазухе листа и способствуют увеличению кроны растения. Боковые почки, которые долго не дают побегов и при обмерзании, удалении верхушки трогают в рост, называются спящими. Верхушечные и боковые почки образуются из меристемы конуса нарастания. Придаточные почки могут возникать в различных местах растения: в нижней части стебля, на корнях (корнеотпрысковые растения – вьюнок полевой, бодяк седой, сирень, малина), на черешках листьев (глоксиния, бегония, узумбарская фиалка). У берёзы, клёна, грецкого ореха группы придаточных почек, разрастаясь внутри стебля, образуют наплывы – капы с очень красивым рисунком древесины. Придаточные почки на листе бриофилиума Пазушные почки могут развиваться в пазухах листьев не поодиночке (одиночное расположение), а группами. Расположение почек может быть сериальное или коллатериальное (рис. 9). При сериальном расположении почки развиваются одна под другой, несколько почек образует вертикальный ряд. Такое расположение характерно для двудольных растений (жимолости, грецкого ореха, аморфы кустарниковой). При коллатериальном расположении ряд почек располагается по горизонтали. Такое расположение характерно для однодольных растений (гладиолус, крокус, птицемлечник). Край листа с выростами, несущими выводковые растения 14 Рисунок 9. Сериальное и коллатериальное расположение почек.
Листорасположение – это порядок расположения листьев на стебле. Листья должны располагаться таким образом, чтобы солнечные лучи освещали равномерно почти каждый фотосинтезирующий лист. В связи с этим в процессе эволюции возникло три типа листорасположения: очередное (спиральное), супротивное и мутовчатое. Основной признак при установлении типа листорасположения – это количество листьев, отходящих от одного листового узла. При очередном листорасположении в каждом листовом узле развивается один лист (береза, дуб, вишня, тополь, яблоня, пшеница и др.). Очередное, или спиральное, листорасположение является самым сложным и наиболее распространенным у покрытосеменных растений. Оно характеризуется различными вариантами листового цикла. При спиральном листорасположении, начиная от верхушечной почки, основания последовательно возникающих листьев можно соединить условной линией.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1747; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!