Основные и метаморфизированные органы растений и выполняемые ими функции

Понятие об органах растений. Органом называют часть тела организма, имеющую определенное строение и выполняющую определенные функции. Тело высших растений дифференцировано на вегетативные и генеративные (репродуктивные) органы. Вегетативные органы образуют тело высшего растения и длительное время поддерживают его жизнь. За счет тесного структурного и функционального взаимодействия вегетативных органов — корня, стебля и листа — осуществляются все проявления жизни растения как целостного организма: поглощение воды и минеральных веществ из почвы, фототрофное питание, дыхание, рост и развитие, вегетативное размножение.

Побег состоит из стебля (оси) и расположенных на нем листьев и почек. Место прикрепления листа к стеблю называется узлом, а участок между двумя соседними узлами — междоузлием. Угол между стеблем и листом именуется пазухой листа. Побег развивается из почки. Почка — это зачаточный побег с очень укороченными междоузлиями (рис. 8.8). Центральную часть в почке занимает зачаточный стебель, на верхушке которого находится конус нарастания, представляющий собой образовательную ткань.

Стебель — это осевая часть побега растений, состоящая из узлов и междоузлий. Стебель выполняет главным образом опорную (механическую) и проводящую функции, обеспечивая наиболее благоприятное для фотосинтеза расположение листьев и двустороннее передвижение растворенных веществ (от корней к листьям, от листьев к другим органам). Кроме того, в стеблях могут откладываться запасные питательные вещества, вода (кактусы); часто стебель является ассимиляционным органом, служит для защиты растения от поедания животными (колючки боярышника, дикой груши), для вегетативного размножения.

Морфология листа. Лист — это один из основных органов растения, занимающий боковое положение на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации (испарения воды растением) и газообмена с окружающей средой. Листья растений весьма разнообразны по форме и внутреннему строению, однако почти всегда в них можно различить листовую пластинку, черешок и основание, которым лист прикрепляется к cтеблю.

Наряду с типичными побегами, у которых листья осуществляют фотосинтез, а стебли обеспечивают наиболее целесообразное размещение листьев в пространстве, у растений часто развиваются видоизмененные побеги

Видоизмененные органы бывают как подземные, так и надземные. Примерами типичных видоизменений подземных частей юбега являются корневище, клубень, луковица и клубнелуковицa (рис. 8.14). Все они имеют сходные черты строения; узлы, междоузлия, верхушечные и боковые почки, видоизмененные листья.

Корневище — подземный побег многолетних трав, полукусарников и кустарничков. Внешне корневище похоже на корень, но от истинного корня отличается обычно горизонтальным расположением в почве, наличием чешуевидных листьев, рубцов от опавших листьев, почек и придаточных корней, отсутствием корневого чехлика. На верхушке корневища развивается верхушечная почка, а в пазухах чешуи — пазушные почки. Из почек корневиша ежегодно развиваются надземные побеги, которые осенью отмирают. Старые части корневища тоже отмирают, связь между сдельными группами побегов нарушается, в результате чего со временем из одного растения с разветвленным корневищем развивается несколько дочерних (пырей ползучий, ландыш, сныть, лупена и др.). Внутреннее строение корневища также типично стеблевое. Таким образом, корневища являются преимущественно органами вегетативного размножения, а у некоторых растений (у кувшинки, ландыша, аира, купены) в утолщенных корневищах накапливается большое количество запасных питательных веществ.

Клубень — видоизмененный побег с сильно утолщенным стеблем, в котором накапливаются запасные питательные вещества.

Клубни бывают подземными и надземными. Подземные клубни возникают как утолщения на тонком безлистном подземном побеге — столоне (картофель, топинамбур). Место прикрепления клубня к столону является его основанием. На клубне развиваются верхушечные и боковые почки — глазки. Участок клубня между почками (глазками) — это междоузлие. В основании каждой почки расположена бровка — место прикрепления редуцированного листа. Как и на обычных побегах, почки на клубнях располагаются спирально. Из глазков клубня развиваются надземные облиственные и цветущие побеги. Следовательно, кроме запасающей функции, клубни выполняют функцию вегетативного размножения.

Рис 8.14. Видоизменения побега или отдельных его частей: а —усы земляники; б — столоны и клубни картофеля; в—луковица гиацинта (общий вид и продольный разрез); г — луковица лилии; д — короткое корневище купены; е — колючка барбариса (видоизмененные листья); ж — колючки белой акации (видоизмененные прилистники); з, л — колючки боярышника и гледичии (видоизмененные побеги); и — шипы шиповника; к—усик гороха (видоизмененная часть листа); м—усики винограда (видоизмененные побеги); 1 — стебель (донце); 2 —листья; 3—зачаток соцветия; 4—придаточные корни; 5 —рубцы от отмерших надземных стеблей.

Луковица — подземный укороченный побег с сочными листьями, прикрепленными к короткому стеблю, называемому донцем. На верхушке донца располагается верхушечная почка, в пазухах сочных чешуи — боковые почки, дающие начало молодым луковицам-деткам (чеснок). В сочных чешуях накапливаются запасные питательные вещества. Снаружи луковица у многих растений покрыта сухими чешуями, выполняющими защитную функцию. Луковицы могут возникать также как видоизменения надземных побегов. Например, маленькие лукавицы (бульбочки) развиваются в пазухах листа (у некоторых видов лука).

Клубнелуковица внешне похожа на луковицу, но отличается от нее сильно разросшимся донцем, которое служит органом накопления запасных питательных веществ. Снаружи она покрыта сухими пленчатыми листьями. В клубнелуковице хорошо развиты верхушечные и пазушные почки, дающие начало цветоносному побегу и клуб не луковицам-деткам. Клубнелуковицы образуются у безвременника, гладиолуса, шафрана.

Видоизмененные надземные побеги характерны для многих растений. При этом видоизменяются как отдельные части побега (стебель, листья, почки), так и побег в целом. Например, у обыкновенной, или кочанной, капусты образуется кочан, состоящий из короткого стебля с многочисленными толстыми, перекрывающими друг друга листьями, почти лишенными хлоропластов. Кочан по существу представляет собой метаморфизированную гигантскую почку, т. е. зачаточный побег.

Растения с видоизмененными побегами наиболее часто встречаются в засушливых районах, где ощущается недостаток влаги, и поэтому у вегетативных органов растений начинает преобладать функция запасания воды. Растения с такими побегами называют суккулентами (см. § 14.4).

Довольно распространенными видоизменениями частей побега являются колючки. У некоторых растений в колючки превращаются листья (у барбариса, кактусов), прилистники (у белой акации) или черешок листа после опадения листовой пластинки (у астрагалов). У боярышника, жостера, дикой яблони, дикой груши в колючку преобразовывается стебель некоторых боковых побегов. У гороха, горошков и других лазающих растений верхняя часть сложного листа превращается в усики, а У винограда — в побеги.

Для восполнения недостало питательных веществ в почве и прежде всего недостатка азота у насекомоядных растений (росянки круглолистной, пузырчатки обыкновенной, непентеса гибридного и др.) образуются видоизмененные листья —ловчие аппараты.