Вегетативные органы - Ткани и органы высших растений - Растения - СИСТЕМА, МНОГООБРАЗИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

Орган — часть организма, имеющая определённую форму и строение, состоящая из нескольких тканей, занимающая определенное место в организме и выполняющая специфическую функцию или функции. У растений выделяют вегетативные органы (поддерживают жизнь организма) и генеративные органы (органы полового размножения). К вегетативным органам растений относят корень, стебель и лист, к генеративным органам (цветковых) — цветок, семя и плод.

Корень

Корень — вегетативный подземный орган растения. Он имеет радиальную симметрию, не несёт на себе листья, обладает способностью ветвиться, характеризуется неограниченным ростом. Функции корня: закрепление растения в почве, поглощение воды и минеральных веществ, синтез гормонов и ферментов, выделение продуктов метаболизма, запасание воды и питательных веществ.

Совокупность всех корней одного растения называют корневой системой. Различают два типа корневых систем (у семенных): стержневую и мочковатую. Стержневая состоит из главного корня, от которого отходят боковые корни. Встречается у голосеменных и многих покрытосеменных (главным образом у двудольных). Мочковатая — главный корень быстро отмирает, а развиваются придаточные корни, формирующиеся на нижней части стебля, от которых отрастают боковые корни. Встречается у однодольных.

На продольном разрезе различают четыре основных зоны корня: деления, роста (растяжения), всасывания и проведения. Зона деления состоит из образовательной ткани, клетки которой активно делятся, обеспечивая рост корня в длину. Верхушка корня покрыта корневым чехликом, который предохраняет верхушку корня от повреждений по мере продвижения корня в почве. Его клетки постоянно слущиваются. Они покрыты слизистым веществом для облегчения движения. Зона роста (растяжения) — участок, на котором происходит рост клеток путем их растяжения. Зона всасывания покрыта корневыми волосками, которые поглощают воду и минеральные вещества из почвы. Здесь же происходит дифференциация клеток и формирование тканей. Зона проведения проводит воду и минеральные вещества в вышерасположенные органы растения. В этой зоне закладываются боковые корни.

В связи с изменением функций корня происходит его видоизменение. Образование корнеплодов и корневых клубней связано с накоплением в корне запасных веществ и воды. Корнеплод образуется из главного корня и нижнего участка стебля (свекла, редька, морковь, репа и др.). Корневые клубни образуются из боковых и придаточных корней (батат, земляные орешки и др.).

Корни многих растений образуют с почвенными организмами симбиозы. Микориза (грибокорень) представляет собой симбиоз высшего растения и гриба. Клубеньки на корнях образуются у бобовых растений в результате их симбиоза с азотфиксирующими микроорганизмами, которые способны усваивать молекулярный азот атмосферы.

Стебель

Стебель — вегетативный орган растения, несущий листья и почки. Имеет радиальное строение, может ветвиться, характеризуется неограниченным верхушечным ростом. В ряде случаев стебли могут фотосинтезировать. Функции стебля: проводящая, или транспортная (соединяет два полюса питания растения — корни и листья), опорная (выносит листья к свету), запасающая (служит для накопления питательных веществ и воды), является органом вегетативного размножения.

Стебель с листьями и почками, развившийся из почки в течение одного вегетационного периода, называют побегом. Побег состоит из повторяющихся элементов — узлов и междоузлий. Узел — участок стебля, от которого отходит лист (листья). Междоузлие — часть стебля между соседними узлами. Пазуха листа — угол между листом и находящимся выше междоузлием.

Почка — зачаточный, ещё не развившийся побег. По местоположению различают несколько видов почек. Верхушечная почка развивается на верхушке побега, боковые (пазушные) почки — в пазухах листьев, придаточные почки — на междоузлиях, листьях и корнях. При развертывании верхушечной почки происходит нарастание побега в длину, боковых — образуются боковые побеги, происходит ветвление.

Выделяют вегетативные, цветочные (генеративные) и смешанные (вегетативно-генеративные) почки. В вегетативной почке находятся зачаточный стебель с зачатками листьев, в генеративной — зачаточный стебель с зачатками цветков (соцветий), в смешанной — зачаточный стебель с зачатками листьев и зачатками цветков (соцветий). Из вегетативной почки развивается вегетативный побег, из генеративной — цветки (соцветия).

По характеру расположения в пространстве побеги (стебли) делят на прямостоячие (кукуруза), стелющиеся (земляника), вьющиеся (вьюнок), цепляющиеся (горох). В зависимости от степени одревеснения стебли делятся на одревесневшие (деревья и кустарники) и травянистые (травы). Травянистые формы произошли от древесных.

Видоизменения побега могут выполнять различные функции: запасающую и функцию вегетативного размножения (клубни, корневище, луковица), защитную (колючки), служить органом прикрепления (усики) и т. д. Клубни — укороченные и утолщённые подземные побеги с почками (картофель). Корневище — подземный побег, напоминающий корень, несёт чешуевидные листья и почки, часто образует надземные побеги и придаточные корни (пырей). Луковица — укороченный стебель (донце), окружённый сочными листьями (лук репчатый). Колючки — средство защиты (дикая яблоня). Усики — средство прикрепления (виноград).

Лист

Лист — вегетативный орган растения, располагающийся на стебле. Обладает ограниченным ростом. Функции листьев: фотосинтез, газообмен и транспирация (испарение влаги).

Лист состоит из листовой пластинки и черешка. Черешок служит для лучшего расположения листа на стебле по отношению к свету. Листья с черешками называют черешковыми, без черешка — сидячими. Нижняя часть листа, соединяющаяся со стеблем, называется основанием листа. У некоторых растений основание листа охватывает стебель в виде трубки, образуя влагалище. У многих растений в основании листа на стебле образуются выросты — прилистники.

Листья растений разнообразны по размерам, форме и числу листовых пластинок, расположению их на стебле, жилкованию и т. д.

По числу листовых пластинок листья бывают простые и сложные. Простые листья состоят из одной листовой пластинки и черешка, сложные листья имеют несколько листовых пластинок на одном черешке. Простые листья могут быть цельными и рассечёнными (листовая пластинка рассечена). Сложные листья делятся на пальчатосложные (несколько листовых пластинок прикреплены к одной точке) и парно- и непарноперистосложные (несколько листовых пластинок прикрепляются по всей длине черешка).

Жилкование листа (разветвления проводящей системы) бывает сетчатым, перистым, дуговым и параллельным.

Распределение листьев на стебле может быть очередным (в узле от стебля отходит один лист), супротивным (в узле находятся два листа, располагающиеся друг против друга) и мутовчатым (от узла отходят три листа и более).

Листовая пластинка у однодольных обычно цельная, у двудольных — цельная или изрезанная. Жилкование у однодольных в основном дуговое или параллельное, у двудольных — перистое или сетчатое.

Сверху лист образован эпидермой верхней поверхности. Она покрыта кутикулой — слоем воскоподобного вещества. Под эпидермой располагается столбчатая ассимиляционная паренхима с плотно примыкающими друг к другу клетками; они узкие и длинные, располагаются перпендикулярно поверхности листа. Ниже залегает губчатая ассимиляционная паренхима с беспорядочно расположенными клетками округлой или извилистой формы и большими межклетниками (пространством между клетками). И та, и другая паренхима является фотосинтезирующей. Нижняя поверхность листа представлена эпидермой нижней поверхности и содержит множество устьиц. Жилки листа образованы клетками проводящих тканей и механической ткани, придающей листу прочность.

На нижней поверхности листа располагается множество устьиц, которые обеспечивают транспирацию и газообмен. Каждое устьице состоит из двух замыкающих бобовидных меток, между которыми находится устьичная щель. При высоком тургорном давлении замыкающие клетки расправлены и устьице раскрыто, при низком давлении устьице закрывается. Так осуществляется регуляция интенсивности транспирации (испарения воды листом). Транспирация обеспечивает продвижение воды от корня по стеблю к листьям и охлаждение поверхности растения.

В процессе приспособления к условиям окружающей среды листья, помимо основных, приобретают дополнительные функции: колючки — защита от животных или неблагоприятных условий среды у растений засушливых мест (кактусы); усики — прикрепление к субстрату у лазящих растений (горох); ловчий аппарат у насекомоядных растений (росянка); сочные чешуи — запас питательных веществ и воды у репчатого лука; органы вегетативного размножения.

Листопад — это приспособление растений к уменьшению испарения воды осенью и зимой. У листопадных растений (липа, берёза и др.) листья живут только один вегетационный сезон, у вечнозелёных (ель, сосна и др.) — дольше и сменяются постепенно.