Видоизменение цветоножки. Видоизменение листьев: причины и примеры в природе. Стебель, дать определение. Формы поперечного сечения стебля. Основные функции стебля

Обычно лист выполняет три функции:
- фотосинтез (органическое питание);
- транспирация (испарение воды);
- газообмен с окружающей средой.

Но бывают случаи, когда лист берет на себя дополнительные, не свойственные ему функции. Тогда его строение резко меняется, и мы вновь говорим о видоизменениях .
1. Если стебель растения слабый, то лист может выполнять опорную функцию, цепляясь за окружающие предметы. Например, усики у гороха.
2. У кактусов листья видоизменяются в колючки. такая форма листа позволяет резко сократить испарение воды и защищает от поедания животными.

Колючки барбариса - тоже видоизмененные листья

3. Листья-ловушки характерны для "хищных" растений. пожалуй, это наиболее интересное и экзотическое видоизменение. Как ни странно, в "ловушки" листья видоизменяются не из-за того, что растение жаждет крови жертв, а из-за того, что произрастает на крайне бедных минеральными веществами почвах. Например, наша "землячка" Росянка живет на торфяных болотах, где и почвы-то никакой нет.

Вот и приходится получать необходимые для жизни минеральные вещества из тел различных насекомых. А фотосинтез у таких растений никто не отменял. Поэтому и тип питания у них можно назвать миксотрофным.

4. Иногда листья, окружающие цветки и целые соцветия, – яркие, бросающиеся в глаза, как, например, белые или красные покрывала початков у аронниковых (калла, антуриум) или красные, белые и розовые верхушечные листья у пуансеттии. Их легко принять за лепестки, тогда как настоящие цветки таких видов могут быть сравнительно мелкими и невзрачными.

Гомологичные и аналогичные органы.

У растений различают гомологичные и аналогичные органы.

Гомологичные органы имеют одинаковое происхождение, но могут различаться формой и выполняемыми функциями, например луковица и корневище .

Аналогичные органы , наоборот, внешне сходны, выполняют одинаковые функции, но имеют разное происхождение, например колючки барбариса и боярышника .

корнеплоды

Примеры аналогичных органов

Морфология растений представляет много примеров аналогичных органов , т . е . таких образований , происхождение которых различно , но функции одинаковы . Так , корни аналогичны ризоидам , колючки - шипам , семена - спорам .

У растений гомологичными органами являются заросток папоротника, первичный эндосперм семязачатка сосны, зародышевый мешок цветкового растения. Все они образуются из спор , имеют гаплоидный набор хромосом и несут женскую гамету - яйцеклетку. Но заросток папоротника - автотрофное растение с архегониями. Первичный эндосперм сосны входит в состав семязачатка, а затем - семени в качестве запасающей ткани. Сформированный зародышевый мешок имеет восемь клеток, и лишь три из них принимают участие в развитии семени, остальные отмирают. Гомологичные органы свидетельствуют о том, что в ходе приспособительной эволюции признаки претерпевают глубокие изменения, которые приводят к образованию новых видов, родов и более крупных систематических групп животных и растений.

Гомологичными органами называются такие, которые имеют одинаковое происхождение, но строение и функции их различны (например, лепестки цветка и усики гороха произошли из листа, а внешнее строение и функции их различны).

Барбарис

Дикая яблоня

Дикая груша

Облепиха

Боярышник

Примечание:

Колючки не следует смешивать с шипами, имеющимися на стеблях шиповника, крыжовника, малины. Шипы отличаются от колючек меньшими размерами, это выросты поверхностных тканей стебля, а не видоизменения какого либо органа.

Корневище обычно не несет зеленых листьев, но, будучи побегом, сохраняет метамерную структуру. Узлы выделяются либо по листовым рубцам и остаткам сухих листьев, либо по живым чешуевидным листьям, также в узлах располагаются пазушные почки. По этим признакам корневище легко отличить от корня. Как правило, на корневище формируются придаточные корни; из почек вырастают боковые ответвления корневища и надземные побеги

Растение состоит из корня, стебля, листьев, соцветий и плодов. Стебли, почки и листья образуют вегетативный орган - побег. Видоизменения побегов растений способствуют запасу питательных веществ, размножению, защите.

Что это такое?

Стремление к выживанию в определённых условиях меняло строение побегов. Усик, клубень, колючка - результат таких изменений. Примеры эволюции побегов хорошо наблюдаются у сельскохозяйственных растений. Выделяют подземные и надземные побеги.

Надземные

Видоизменения надземных побегов проявляются в виде уплотнения, одеревенения, значительного расширения всего побега или отдельных его частей. Ниже кратко описаны виды и функции преобразований надземных побегов.

• Колючки . Одеревеневшие боковые побеги, не имеющие листьев. Острый конец обеспечивает защиту от поедания. Колючки отличаются от шипов, встречающихся у некоторых представителей семейства Розовые (шиповник, малина, роза). Шип - это вырост покровной ткани стебля, не привязанный к определённой части побега. Колючки же развиваются в пазухах листьев или из спящих почек. Иногда это видоизменённые листья. Могут быть простыми или разветвлёнными. Примеры - боярышник, жёлтая акация, барбарис.

Рис. 1. Колючки акации.

• Усики . Длинный боковой побег, не имеющий листьев. Может закручиваться в спираль на конце или ветвиться. Усики выполняют опорную функцию: растение цепляется за предметы, приподнимаясь от земли. Присущи растениям семейства Тыквенные (огурцу, арбузу, тыкве), винограду и страстоцвету голубому.
• Надземные столоны .

  Называются усами (не путать с усиками). Часто образуются весной и являются органами размножения. Отходят от основания стебля и стелятся по земле. Из верхушки уса вырастает новое растение. От нижней части отходят корни, а от верхней - побеги с короткими междоузлиями, образовывая розетки. За год столоны отмирают, а молодое растение пускает собственные усы. Типичными представителями являются земляника, клубника, живучка ползучая.

• Кладодий . Это боковой широкий, зачастую мясистый побег, напоминающий лист. Содержит хлорофилл и выполняет функцию фотосинтеза. Способен к продолжительному росту. У некоторых растений из почек кладодия развиваются колючки. Примерами являются кактус-декабрист, опунция, кармихеля южная, мюленбекия плоскоцветочная.



Рис. 2. Опунция.

• Филлокладий . По происхождению и функции напоминает кладодий, но имеет ограниченный рост. Располагается в пазухах чешуйчатых листьев. В некоторых случаях внешне сложно отличить филлокладий от обычных листьев. Примеры - филлантус, иглица, некоторые растения рода Спаржа.
• Псевдобульба . Также называется наземным клубнем. Развивается у представителей семейства Орхидные и кольраби. Представляет собой уплотнение над поверхностью земли. Может давать побеги.

У гороха в усики видоизменяются листья, а не целые побеги.

Подземные

Подземные видоизменения побегов играют роль хранилища питательных веществ на случай неблагоприятных условий, а также являются органами вегетативного размножения. Особенности строения подземных побегов приведены в таблице.

Вид побега	Особенности строения	Примеры растений
Корневище	Вытянутая уплотнённая форма. Имеет чешуйчатые листья, почки, придаточные корни. Может ветвиться.	Ирис, ландыш майский, пырей ползучий, мать-и-мачеха
	Округлая форма. На поверхности находятся «бровки» (рубцы от отмерших листовых чешуек) и «глазки» (почки).	Картофель, топинамбур, хохлатка
Луковица	Стебель преобразуется в донце, из которого развивается мочковатые корни. От почек донца отходят мясистые чешуйки, прикрывающие внутренний побег, растущий вверх.	Тюльпан, лук, нарцисс, лилия

Видоизменения листьев Функции видоизмененных листьев Пример растения Чешуи тонкие ЗащитаРепчатый лук Чешуи сочные Запасание питательных веществ Репчатый лук Колючки Уменьшение испарения влаги, защита от поедания животными Кактус, верблюжья колючка, барбарис Усики Закрепление лазающего стебля Горох, вика, чина Насекомоядные растения Улавливание и переваривание насекомых (азот) Росянка, непентес, венерина мухоловка

Это интересно: * Самое большое число листьев на побегах имеет кипарис млн. чешуйчатых листов. На большом дубе растет в среднем около 250 тысяч листьев.

* В 80-е годы ХХ века во Франции были проведены соревнования насекомоядных растений. Первое место получил Эмиль Марсье. Его росянка за 3 часа поймала 51 комара. * Складывание ловчих листьев у венериной мухоловки при попадании в лист насекомого происходит мгновенно – всего за 0,02-0,05 секунды, и так надежно, что лист-капкан невозможно открыть, не повредив его. * Росянка королевская, обитающая в Южной Африке, способна переваривать улиток и лягушек.

1.Лист, являясь частью побега, в свою очередь состоит из: а) пластинки в) прилистников б) черешка и основания г) все верно 2. Сложный лист состоит из: а) одной листовой пластинки и одного черешка б) одной листовой пластинки и нескольких черешков в) нескольких листовых пластинок и одного черешка г) нескольких листовых пластинок и нескольких черешков 3. Функция кожицы листа – это: а) защита внутренних тканей листа б)проведение питательных веществ в)образование органических веществ г) все верно Выберите правильный ответ:

4. Усики гороха – это видоизмененные: а) прилистники в) боковые побеги б) листочки сложного листа г) все верно 5. Любой простой лист имеет: а) листовую пластинку и основание б) листовую пластинку, основание и черешок в) листовую пластинку и черешок г) все верно 6. Колючки кактуса – это: а) видоизмененные побеги б) особые выросты клеток кожицы стебля в) видоизмененные листья г) все верно

7. У водных растений, например, у кувшинки, устьица находятся: а) на верхней стороне листа б) на краях листа, выступающих над водой в) на нижней стороне лист г) все верно 8. У сидячих листьев отсутствует: а) листовая пластинка в) черешок б) проводящие ткани г) основание листа 9. Функции листа: а) испарение в) фотосинтез б) газообмен г) все верно 10. Листья у лука: а) защищают растение от животных б) поднимают побеги ближе к свету в) запасают питательные вещества г) все верно

Органы растений кроме основных могут выполнять и некоторые другие функции. Часто в таких случаях образуются видоизмененные органы. Рассмотрим прежде всего видоизменения побегов (рис. 1).

Значение видоизмененных побегов

видоизмененные подземные побеги

Корневище (пырей, сныть, папоротники) - подземный побег с чешуевидными листьями, прикрывающими пазушные почки (рис. 1). Верхушечная почка обеспечивает рост корневища, а пазушные - его ветвление. И те, и другие могут давать начало надземным листьям и побегам.

Клубни (картофель, топинамбур) - разрастание на конце длинного подземного побега, называемого столоном . На столоне обычно нет пазушных почек, а на клубне они образуют так называемые глазки , из которых могут в дальнейшем развиться новые растения. Основная функция клубня - запас питательных веществ (крахмала и т. п.) (рис. 1).

Луковица (лук, тюльпан)- подземный побег с укороченным стеблем и сочными листьями для запаса воды и питательных веществ (рис. 1). Основание луковицы - донце - это уплощенный стебель. От него в средней части отходят листья, называемые сочными чешуями. В них запасаются питательные вещества. В центре донца находится верхушечная почка, а в пазухах чешуй - пазушные почки. Они могут давать начало надземным органам или новым растениям. Снаружи луковица покрыта сухими чешуями, также представляющими собой видоизмененные листья (лук, лилии, гиацинты).

Клубнелуковица (гладиолус) - разросшийся стебель, снаружи покрытый сухими чешуями (гладиолус). Функция: запас питательных веществ (рис. 1).

Видоизмененные надземные побеги

Приспосабливаясь к условиям среды, у растений видоизменяются наземные побеги. Часто модификации подвергается не целый побег, а один из его органов.

Филлокладии (иглица, спаржа) - уплощенные листовидные стебли, выполняющие функцию фотосинтеза. Часто такие стебли полностью заменяют листья. В связи с этим клетки наружных слоев коры, находящиеся непосредственно под прозрачной эпидермой, зеленеют, так как содержат хлоропласты. Филлокладии отличаются от листьев наличием на них почек, а иногда даже цветков и плодов (рис. 4).

Колючки (боярышник) и усики (виноград) - видоизмененные боковые побеги (рис. 6). Образуются в пазухе листа, а если лист отмирает - над листовым рубцом.

Усы (земляника) - длинные ползучие побеги без листьев, которые служат для вегетативного размножения (рис. 1).

К видоизмененным побегам относятся также:

почка - зачаточный вегетативный или генеративный побег;

кочан - сильно разросшаяся почка;

цветок - укороченный генеративный побег с ограниченным ростом, предназначенный для семенного размножения растений;

шишка - видоизмененный укороченный побег хвойных, предназначенный для семенного размножения растений.

Видоизменения листьев

Часто наблюдаются видоизменения листьев.

Значение видоизмененных листьев

Листовые колючки служат для защиты растения от поедания либо механических повреждений животными. Подобные колючки у барбариса являются видоизмененными одревесневшими жилками бывшей листовой пластины. У белой акации и караганы парные колючки образуются на месте прилистников и находятся в основании листьев.

У кактуса опунции кроме жестких «классических» колючек есть маленькие зазубренные очень хрупкие колючки - глохидии , которые легко отделяются от побега и вызывают болезненные ощущения (рис. 12).

Колючки кактусов - это видоизмененные почечные чешуи, служащие в первую очередь для сокращения транспирации (испарения воды листьями) в засушливых условиях. Но кроме острых шипов листья кактусов могут модифицироваться в перистые «волоски», опутывающие все растение. Основная их функция - защита кактуса от прямых солнечных лучей и улавливание росы (рис. 13). Чаще всего колючки лишены хлоропластов и не способны фотосинтезировать.

Рис. 12 Рис. 13

Усики листового происхождения характерны для представителей семейства бобовых. Основная их функция - фиксация растения на опоре.

В ряде случаев листья берут на себя запасающую функцию. В этом случае происходит разрастание мезофилла, внутренние его слои не получают света и не фотосинтезируют, но в них могут накапливаться питательные вещества или вода (сем. толстянковые) (рис. 14).

Листовое происхождение имеют сочные запасающие чешуи луковиц лилейных (рис. 1).

Тропическая лиана дисхидия имеет необычные мешковидные листья , образующиеся при срастании краев листовой пластины. Листья служат для хранения дождевой воды. Через верхнее отверстие в лист попадает не только вода, но и придаточные корни лианы, поглощающие воду (рис. 9, 10).

видоизменения корней

Видоизменения корней часто бывают вызваны усилением одной из основных их функций. В отличие от клубней стеблевого происхождения, они не имеют почек.

Значение видоизмененных корней

Запасающая функция (корнеплоды, корневые клубни (корневые шишки)).

Корнеплоды (морковь, репа, свекла) - разрастание верхней части корня, в который затягивается нижняя часть стебля или весь укороченный побег (рис. 15).

Корневые клубни, или корневые шишки, (георгин, батат) - разрастание боковых корней (рис. 16).

Воздушные корни эпифитных растений (рис. 17) служат для поглощения воздушной влаги, т. к. не имеют возможности получать питательные вещества из почвы.

У орхидей такие корни покрыты несколькими слоями мертвых клеток, образующих губчатую поверхность. Такие корни могут впитывать воду во время дождя и росы, а также поглощать ее из воздуха в виде водяных паров. Находясь на свету, их клетки часто содержат хлоропласты и берут на себя функцию фотосинтеза.

Опорные корни, или корни-ходули, (баньян, кукуруза(рис. 18)) - придаточные корни у ряда крупных деревьев в тропиках образуются на боковых ветвях высоко над землей. Они поддерживают тяжелые боковые ветви, а также служат им источником минерального питания.

Рис. 18 Рис. 19

Дыхательные корни - это боковые корни, которые растут не вниз, как положено корням, а вверх (рис. 19). Образуются на заболоченных почвах, где корням для нормального функционирования часто не хватает кислорода. Достигая незатопляемой поверхности, они образуют на концах открытые в воздух отверстия. Внутри таких корней формируется воздухоносная паренхима с большими соединенными по всей длине корня межклетниками. По ним кислород диффундирует вглубь корневой системы, обеспечивая клеткам корней возможность получать достаточное количество энергии.