3. Вегетативные органы растений

Вегетативные органы растений - части растения, выполняющие основные функции питания и обмена веществ с внешней средой. К вегетативным органам растения относят корень, стебель, лист.

3.1. Морфология корня

Корень - основной вегетативный орган растений, обладает неограниченным верхушечным ростом, имеет радиальное строение, никогда не несет листьев.

Функции корня:

1. Закрепление растения в почве.

2. Поглощение воды и минеральных солей.

3. Запасание органических веществ.

4. Синтез аминокислот, гормонов.

5. Дыхание почвенное.

6. Симбиоз с грибами и клубеньковыми бактериями.

7. Вегетативное размножение.

Типы корней:

Главный корень – корень, который развивается из зародышевого корешка.

Боковой корень – ответвление главного корня.

Придаточный корень – корень, который развивается от стебля или листа.

Типы корневых систем:

Стержневая корневая система – система с хорошо развитым главным корнем стержневой формы (двудольные растения).

Мочковатая корневая система – система, представленная придаточными корнями (однодольные растения).

Смешанная корневая система – система, состоящая из главного, придаточного и бокового корней (древесные формы растений) (рис.22).

Рис.22. Стержневая (А) и мочковатая (Б) корневые системы

Зоны корня - структуры, последовательно сменяющие друг друга по мере роста корня в длину.

Корневой чехлик - защитное, постоянно обновляющее клетки образование на верхушке растущего корня.

Зона деления - конус нарастания, представлен верхушечной образовательной тканью, обеспечивает рост корня в длину за счет непрерывного деления клеток.

Зона растяжения (роста) - зона корня, где увеличивается размер клеток и начинается их специализация.

Зона всасывания - перемещающаяся по мере роста зона, где происходит специализация клеток в различные ткани и всасывание воды из почвы осуществляется при помощи корневых волосков.

Зона проведения - зона, где по сосудам передвигается вода и минеральные соли, а по ситовидным трубкам углеводы, покрыта пробковой тканью (рис.23).

Рис. 23. Зоны корня

Метаморфозы корней:

Корнеплод - видоизмененный утолщенный главный корень несущий укороченный побег, выполняет функцию запасания питательных веществ (морковь, свекла).

Корневой клубень - видоизмененный утолщенный боковой или придаточный корень, выполняет функцию запасания питательных веществ (георгин, орхидея)

Корни присоски - имеют паразитические растения, служат для проникновения в тело растения-хозяина, высасывают необходимые вещества (омела белая).

Корневые отпрыски - служат для вегетативного размножения. Они развиваются в надземные побеги из образующихся на корнях придаточных почек (сирень, слива, осина, вьюнки, осот и др.) (см. рис.24).

Рис.24. Некоторые виды метаморфозов корня

а - корнеплод; б - корневые клубни; в - воздушные корни

3.2 Морфология побега

Стебель - осевой орган растения, обладающий верхушечным неограниченным ростом, радиальной симметрией, несущий листья и почки. Он соединяет два полюса питания растения - корни и листья, выносит листья к свету, запасает питательные вещества.

Побег - стебель с листьями, почками, образующийся в течение одного лета (рис.25).

Рис. 25. Строение побега

1 - стебель, 2 - лист, 3 - узел, 4 - междоузлие, 5 - пазуха листа, 6 - пазушная почка,7 - верхушечная почка

Виды побегов:

Главный побег - побег, развивающийся из почки зародыша семени.

Боковой побег - побег, появившийся из боковой пазушной почки, за счет которого происходит ветвление стебля.

Удлиненный побег - побег с удлиненными междоузлиями.

Укороченный побег - побег с укороченными междоузлиями.

Вегетативный побег - побег, несущий листья и почки.

Цветоносный побег - побег, несущий репродуктивные органы – цветки, затем плоды и семена.

Рост стебля в высоту происходит за счет его верхушки, называется конус нарастания - многоклеточный массив верхушечной образовательной ткани, которая за счет постоянного деления клеток формирует все органы и ткани побега. Конус нарастания и зачаточные листочки образуют почку.

Почка - зачаточный, еще не развернувшийся побег (см. рис.26). Различают:

1. Верхушечная почка - почка, расположенная на верхушке стебля, за счет развития которой побег нарастает в длину;

2. Боковая пазушная почка - почка, возникающая в пазухе листа, из которой образуется боковой побег ветвления;

3. Придаточная почка - почка, образующаяся вне пазухи (на стебле, корне или листе) и дающая придаточный (случайный) побег;

4. Листовая почка - почка, состоящая из укороченного стебля с зачаточными листьями и конуса нарастания;

5. Цветочная почка - почка, представленная укороченным стеблем с зачатками цветка или соцветия;

6. Смешанная почка - почка, состоящая из укороченного стебля зачаточных листьев и цветков;

7. Почка возобновления - зимующая почка многолетнего растения, из которой развивается побег;

8. Спящая почка - почка, находящаяся в течение нескольких вегетационных периодов в состоянии покоя.

Рис. 26. Верхушка побега

1 - конус нарастания, 2 - зачатки листьев, 3 - зачатки пазушных почек

Типы расположения стеблей в пространстве (рис.27).

1. Прямостоячий стебель - стебель, растущий вверх перпендикулярно к поверхности земли (дуб, береза).

2. Ползучий стебель - стебель, который стелется по поверхности почвы и укореняется с помощью придаточных корней (клевер, лютик).

3. Вьющийся стебель - стебель, обвивающийся вокруг опоры (хмель, вьюнок, плющ).

4. Цепляющийся стебель - стебель, который поднимается вверх, цепляясь за опору с помощью усиков (тыква, виноград, горох, огурец).

5. Стелящийся стебель - растет по поверхности почвы горизонтально (клюква).

6. Приподнимающийся стебель - чабрец.

Рис. 27. Морфологические типы побегов

а - прямостоячий, б - приподнимающийся, в - вьющийся, г - цепляющийся, д - ползучий, е - стелющийся

В зависимости от характера стеблей и продолжительности жизни растения подразделяют на:

1. Дерево - жизненная форма растения с одним многолетним одревесневающим стеблем - стволом, на ветвях которого (в кроне) находятся почки возобновления.

2. Кустарник - жизненная форма растения с несколькими многолетними одревесневающими стеблями, несущими почки возобновления.

3. Многолетняя трава - жизненная форма растения, несущего один или несколько неодревесневающих побегов, надземная часть которых осенью отмирает, а подземная часть с почками возобновления зимует.

4. Однолетняя трава - жизненная форма растения, у которого жизненный цикл продолжается от прорастания семени до образования собственных семян и отмирания, т.е. один вегетационный период.

Метаморфозы стеблей:

Видоизмененный побег – побег, у которого стебель, листья, почки (или все вместе) необратимо меняют форму и функцию, что представляет собой следствие приспособительных изменений в ходе эволюции. Различают надземные и подземные видоизменения (см. рис.28).

Надземные видоизменения:

Колючки – являются защитой от животных, бывают простые, ветвистые, острые (боярышник).

Усы – ползучие стебли с длинными междоузлиями, с помощью их растения укореняются и размножаются вегетативным путем (земляника).

Усики – с помощью их растения цепляются за опору, поддерживая себя (тыква, виноград).

Подземные изменения:

Корневище – видоизмененный многолетний подземный побег с узлами, междоузлиями, чешуевидными листьями и почками, служащий для вегетативного размножения, возобновления и запасания питательных веществ (пырей, хвощ, ландыш).

Клубень – видоизмененный подземный побег, образующийся на верхушке столона, запасающий питательные вещества в утолщенной стеблевой части и служащий для вегетативного размножения (картофель, топинамбур). Несет пазушные почки.

Луковица – укороченный побег, стеблевая часть которого представлена плоским утолщением – донцем. Питательные вещества запасаются в сочных чешуевидных листьях. Боковые пазушные почки, разрастаясь, отделяются. Служит для вегетативного размножения и возобновления (лук, чеснок, тюльпан).

Клубнелуковица – промежуточная форма между клубнем и луковицей (гладиолус, крокус)

Рис.28. Некоторые виды метаморфозов стебля

1 - кактус опунция - стеблевой суккулент; 2 - иглица: л - чешуевидный лист, ф - пазушный филлокладий, ц - цветок; 3 - усик винограда с присосками; 4 - колючки боярышника: А - молодая колючка с рудиментами листьев, сидящая в пазухе зелёного листа, Б - взрослая колючка, р - рубец кроющего листа; 5 - картофель с подземными клубнями - А, Б и В - образование клубня на конце столона, видны листовые рубцы; 6 - луковица тюльпана в продольном разрезе: д - донце, к - корни, ч - луковичные чешуи, цв - растущий цветонос, п - дочерняя луковица; 7 - корневище купены: к - корни, п - почка, р - рубцы отмерших цветоносных побегов; 8 - вороний глаз, система корневищ и надземных цветоносных побегов