 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
| Спеціалізація та метаморфози коренів
ВЕГЕТАТИВНІ ОРГАНИ РОСЛИН Нижчі рослини не мають органів, їх тіло являє собою слань. Вищі рослини складаються з органів. Орган — частина організму, що має певну будову і виконує відповідні функції. Розрізняють вегетативні та генеративні органи. Вегетативні органи забезпечують ріст рослини й основні життєві функції: фотосинтез, дихання, живлення тощо. Генеративні органи беруть участь у статевому розмноженні. До вегетативних органів належать корінь і пагін. Корінь________________________ Корінь є осьовим органом, який має необмежений ріст (позитивний геотропізм). Зародковий корінь у насінних рослин закладається в зародку насінини, пізніше коренева система багатьох видів розвивається за рахунок пагона (додаткові корені). Під час проростання насінини зародковий корінь заглиблюється в ґрунт, росте своєю верхівкою. Типи кореневих систем У дводольних (мал. 39) первинний корінь зберігається все життя, він виконує роль видовженого стрижня, який називають головним коренем. Від головного кореня відростають бічні корені першого, другого та інших порядків. Таку кореневу систему називають стрижневою. Крім головного кореня, у багатьох рослин на стеблах і листках утворюються додаткові корені. Так у однодольних на ранній стадії їхнього розвитку з нижньої частини стебла виростають додаткові корені, які виконують функції головного кореня; головний корінь відмирає зовсім. Така коренева система має назву мичкуватої. Стрижневу кореневу систему мають більшість дерев, із трав'янистих — більшість дводольних. Мичкувату кореневу систему мають усі однодольні — злаки, осоки, різні цибулинні рослини і деякі дводольні (подорожник). Між типовими стрижневою і мичкуватою кореневими системами є перехідні типи, коли товщина окремих бічних коренів майже дорівнює головному. Такі кореневі системи називають гіллястими (смородина, шипшина). За напрямком росту розрізняють три основні типи кореневих систем: — горизонтальну — головний корінь відмирає, а бічні і додаткові корені ростуть паралельно поверхні ґрунту (ялина); — вертикальну — усі корені ростуть углиб ґрунту; — універсальну — корені розвиваються в усіх напрямках. На характер росту та галуження кореневої системи впливає тип ґрунту, його механічний склад, ступінь зволоження тощо.
Мал. 39. Типи кореневих систем: 1 — стрижнева; 2 — мичкувата Форми коренів Форми коренів різноманітні, але найчастіше зустрічається циліндрична, коли на значній довжині діаметр кореня змінюється мало. Дуже довгі циліндричні корені називають шнуроподібними, а з дуже малим діаметром — ниткоподібними. Також є конічні, веретеноподібні, ріпчасті, кулясті та ін. Функції кореня Коренем рослина прикріплюється до субстрату, поглинає з ґрунту воду та мінеральні речовини, які по провідних тканинах надходять до стебла і листків. Паралельно з поглинальною, корінь виконує видільну функцію: через кореневі волоски виділяються органічні кислоти (мурашина, оцтова). Корені виділяють ферменти і вітаміни, що необхідні мікроорганізмам, які беруть участь у мінералізації органічних речовин у доступних для рослин формах. Також корінь може бути органом вегетативного розмноження багатьох рослин. Зони кореня У напрямку знизу вгору в корені виділяють: кореневий чохлик і зони ділення, росту, всмоктування та проведення (мал. 40). Кореневий чохлик складається з паренхімних клітин, що прикривають зону клітин, які діляться (конус наростання). Він захищає конус наростання від механічного ушкодження і завдяки ослизненню та злущуванню зовнішніх клітин сприяє просуванню кореня в ґрунті. Зона ділення (конус наростання) складається з меристематичних клітин, які активним поділом утворюють зону активного росту (розтягування) клітин: збільшуючись в об'ємі, сприяють просуванню кореня у глибину субстрату. Зони ділення і росту невеликі — становлять лише кілька міліметрів. Вище зони росту розташована всмоктувальна зона, укрита кореневими волосками, які є виростами поверхневих клітин. Цими волосками рослина вбирає з ґрунту воду і мінеральні солі. Завдяки великій кількості кореневих волосків у рослин значно збільшується всмоктувальна поверхня. Вище кореневих волосків розташована провідна зона, або зона бічних коренів, яка переходить у кореневу шийку. Коренева шийка з'єднує корінь зі стеблом.
Мал. 40. Зони кореня: 1 — кореневий чохлик; 2 — зона ділення; З — зона активного росту; 4 — всмоктувальна зона
Спеціалізація та метаморфози коренів Метаморфози — це успадкована видозміна форми та будови рослинних органів. Учення про метаморфози розробив німецький поет, філософ, натураліст Й.В. Гете. Спеціалізація та метаморфози рослинних органів характеризують високу пристосованість їх до екологічних чинників росту і розвитку за умов навколишнього середовища. Прикладами спеціалізації коренів є співжиття вищих рослин із грибами і бактеріями. До них належать мікориза та бактеріориза, або кореневі бульбочки. Мікориза — співжиття вищих рослин із грибами. Гіфи грибів проникають різними способами до коренів рослин. Це взаємовигідний зв'язок грибів та вищих рослин (симбіоз). Із субстрату гриби доставляють до рослини воду та мінеральні речовини (виконуючи функції кореневих волосків), збагачують рослини вітамінами, гормонами тощо. Рослини постачають грибам вуглеводи — енергетичний матеріал. Кореневі бульбочки утворюють рослини родини бобові. Бульбочкові бактерії проникають до клітин паренхіми кореня через кореневі волоски, там вони своїми виділеннями активують поділ клітин хазяїна, утворюючи тканину, яка нагадує форму бульбочки. Бульбочкові бактерії здатні засвоювати вільний азот із повітря, накопичувати його у великій кількості у своєму тілі і виділяти в грунт. Таким чином ґрунт і рослина збагачуються легкодоступною формою азоту. Живлення бактерій відбувається за рахунок вуглеводів та мінеральних речовин рослини-хазяїна. Бобові рослини використовують для збагачування ґрунту азотом. До метаморфозів коренів належать коренеплоди, кореневі бульби, втягувальні, опірні, дихальні, ходульні, асиміляційні корені, корені-причіпки (мал. 41; див. уклейку). Коренеплоди — стовщення головного кореня за рахунок відкладення в ньому запасних речовин (морква, буряк, петрушка). Кореневі бульби (шишки) — стовщення бічних і додаткових коренів за рахунок відкладення в них запасних речовин (жоржина). Втягувальні корені утворюються в багатьох дворічних і багаторічних рослин, вони мають здатність укорочуватись і втягувати під землю цибулини, бульби, кореневища або притискати до землі розетки листків. Так рослини захищаються від несприятливих умов. Опорні корені укріплюють рослину в субстраті. Такі корені розвиваються в деяких тропічних рослин. Дихальні корені характерні для болотяних рослин тропічних країн із бідним кисневим середовищем. Дихальні корені виходять із ґрунту вертикально вгору. Повітря до паренхіми коренів надходить крізь отвори, що розвиваються на їхніх верхівках. Ходульні корені мають мангрові рослини, які ростуть на заболочених ґрунтах морських лагун, утворюючи великі зарості. Асиміляційні корені — стрічкоподібні плоскі корені, нижній бік яких укритий волосками і поглинає воду та мінеральні речовини, а верхній має зелений колір і виконує функції фотосинтезу. Такі корені утворюються у багатьох тропічних орхідей-епіфітів, які ростуть на стовбурах інших дерев, подібно до лишайників. Корені-причіпки утворюються деякими ліанами, за допомогою яких рослини своїми пагонами фіксуються на стовбурах дерев. До них належать плющі, деякі види фікусів. Пагін_________________________ Стебло з розміщеними на ньому листками та бруньками називають пагоном. Пагін, як і корінь, утворюється з верхівкової меристеми; відрізняється від кореня наявністю листків і вузлів (мал. 42; див. уклейку). Вузол — це місце прикріплення листка на пагоні. У багатьох рослин (злакові, селерові, гречкові) вузол має чітко виражене стовщення, але деякі рослини стовщень не мають і межівузлі у них умовні. Якщо листок, який розташований на вузлі, охоплює його повністю своєю основою, такий вузол називають закритим, якщо листок не охоплює вузол — відкритим.
Вегетативні бруньки Генеративні бруньки (зовнішній вигляд) (зовнішній вигляд)
Мал. 43. Будова бруньок бузини
Ділянку пагона між вузлами називають міжвузлям. Довжина міжвузля може бути довгою або короткою, від цього залежить тип пагонів. Кут, який утворює листок зі стеблом у місці, де листок відходить від стебла, називають пазухою листка. У покритонасінних у листкових пазухах розміщуються бічні (пазушні) бруньки. Брунька (мал. 43) — це зачаток пагона. Вона складається з меристематичної зачаткової осі, яка закінчується конусом наростання. Нижче конуса закладаються зачатки листків, які розташовані один за одним. Крім пазушних бруньок утворюються верхівкові бруньки, які забезпечують ріст рослини в довжину, з бічних бруньок утворюються бічні пагони першого, другого та інших порядків. Бічні і верхівкові бруньки мають однакову будову. Для надійнішого захисту внутрішніх частин бруньки від різних коливань температури та запобігання висиханню зовнішні листки бруньок перетворюються на короткі бурі луски, у деяких рослин луски виділяють смолисті речовини, які склеюють і ущільнюють їх у бруньці. Як правило, бруньки закладаються восени, входять у стан сезонного спокою, який триває протягом несприятливого для росту періоду. Бруньки бувають вегетативні і генеративні. Не всі бруньки розкриваються за сприятливих для росту умов (навесні), багато пазушних бруньок залишаються довгий час у стані спокою — такі бруньки називають сплячими. За ушкодження верхівкової бруньки сплячі бруньки розпускаються під дією ростових речовин. Бруньки закладаються не лише в пазухах листків і на верхівці стебла, а також на міжвузлях пагону, на корені, листках — такібруньки називають додатковими. Додаткові бруньки також інтенсивно закладаються за ушкодження пагонів морозами, тваринами тощо. Ушкодження можна створити штучно: це явище використовують під час розведення декоративних дерев та кущів, щоб сформувати густішу крону з додаткових і сплячих бруньок, а також для омолодження крони (використовують стрижку та обрізування гілок). Стебло — осьова частина пагона, яка з'єднує корінь і листки. По стеблу пересувається вода та розчини речовин від кореня до листків і у зворотний бік; стебло є місцем прикріплення листків, квіток і коренів, у багатьох рослин виконує функції фотосинтезу і вегетативного розмноження. За формою стебло переважно циліндричне. На поперечному розрізі стебло буває округле, тригранне, чотиригранне, багатогранне, сплюснуте, крилате тощо (мал. 44). Залежно від ступеня здерев'яніння тканини розрізняють стебла трав'янисті (м'які) і дерев'янисті (тверді). Дерев'янисті стебла мають дерева та кущі. У дерев добре розвинутий стовбур — стебло, верхня частина якого розгалужується в крону (сосна, береза). У кущів стебла також міцні, здерев'янілі, галузяться від основи на багато гілок однакової товщини (ліщина, калина). Напівкущі мають здерев'янілу нижню частину стебла і верхню трав'янисту, яка щороку відмирає (шавлія, чебрець). М'які (трав'янисті) стебла утворюють трав'янисті рослини. За тривалістю життя рослини поділяють на однорічні, дворічні та багаторічні. Однорічні рослини повний цикл розвитку проходять за один рік, дворічні — за два роки, багаторічні проходять кілька циклів розвитку. Це найпоширеніша форма існування рослин. Багаторічні трави відмирають на 5—30-му році життя, кущі живуть 25—100 років, дерева — від кількох сотень до кількох тисяч років (секвойя — понад 4000 років).
Мал. 44. Схематичне зображення стебла у поперечному розрізі: 1 — округле: 2 — тригранне; 3 — чотиригранне; 4 — багатогранне; 5 — сплюснуте
Стебла злакових називають соломиною, вони мають тонкі, усередині порожнисті міжвузля і утворені тканинами вузли, від яких відростає по два листки. Зустрічаються стебла безлисті, які на верхівці закінчуються квіткою або суцвіттям (подорожник, кульбаба), такі стебла називають стрілкою. За напрямком росту розрізняють прямостоячі, висхідні, чіпкі, виткі, повзучі та лежачі стебла (мал. 45; див. уклейку).У переважної більшості рослин стебла прямостоячі. Тонкі стебла з дуже видовженими міжвузлями не можуть підтримувати пагін у вертикальному положенні, тому такі стебла стеляться по землі і називаються лежачими, а коли вони вкорінюються за допомогою додаткових коренів—повзучими (суниці, барвінок). Повзучі стебла, які мають довгі міжвузля, називають столонами. Квіткові пагони цих рослин розміщуються здебільшого вертикально. У деяких рослин із тонкими стеблами (виноград, плющ) є пристосування (причіпки, вусики), якими вони прикріплюються до стовбурів дерев, кам'янистих стін, гранітних скель. Такі стебла називають чіпкими. Виткі стебла в'ються навколо рослин із міцними стеблами. Рослини з чіпкими та виткими стеблами називають ліанами. Ліани бувають дерев'янисті і трав'янисті (лимонник китайський, квасоля). У флорі помірного клімату ліани зустрічаються рідко, більше їх у тропічних вологих лісах (строфант Комбе, деякі фікуси тощо).У рослин із висхідним стеблом нижня частина стелиться по землі, а верхня росте вертикально (чебрець). Стебла бувають різних розмірів, від кількох міліметрів до кількох десятків метрів. Найнижча рослина—вольфіябезкоренева з довжиною стебла до 2 мм, вона росте в стоячих водоймах. Найвища рослина світу — австралійський евкаліпт зі стовбуром завдовжки до 155 м і завтовшки до10 м. Ріст рослини супроводжується галуженням стебла. Найпоширеніші три типи галуження: дихотомічне, симподіальне, моноподіальне (мал. 46). Дихотомічне галуження виявляється в тому, що точка росту (апекс) ділиться на два і ріст відбувається в двох напрямках: утворюються дві гілки, потім точки апексу цих гілок знову діляться і т. д. Дихотомічне галуження характерне для нижчих рослин — водоростей, а також для мохів, плаунів. Моноподіальне галуження мають рослини, в яких головний пагін росте з верхівкової бруньки, а бічні — з бічних (ялина, сосна, кипарис). Симподіальне галуження виникає з дихотомічного або моноподіального, це галуження характерне для багатьох дерев (тополя, береза, вільха), а також трав'янистих рослин родин розові, бобові, пасльонові, жовтецеві. При симподіальному галуженні апекс верхівки головної осі зупиняє ріст або відмирає, ріст головної осі частіше продовжує бічний пагін, що розташований найближче до верхівки другого порядку, згодом цей пагін також зупиняє ріст і починає рости найближчий пагін наступного (третього) порядку і т. д. За такого галуження головна вісь рослини складається зі сполучених в одне ціле послідовно утворених осей різних порядків.
Мал. 46. Типи галуження стебла: 1 — дихотомічне; 2 — симподіальне; 3 — моноподіальне
|
