Видоизменение цветоножки. Видоизменения листа

Лист - один из самых пластичных органов растения. В процессе приспособления к условиям среды обитания у всего листа или его части может произойти смена главной функции. Это приводит к качественным изменениям во внешнем облике и внутреннем строении листа, то есть возникают видоизменения или метаморфозы листа (рис. 32).

Это видоизменение характерно для растений, обитающих в сухом и жарком климате, хотя нередко они возникают и у растений других климатических зон. Колючки уменьшают транспирацию и защищают растения от поедания животными.

Метаморфоз всего листа в колючку характерен для кактусов. У многих астрагалов, эспарцетов в колючку превращается рахис сложного листа, у белой акации - прилистники.

Встречаются у растений, произрастающих на болотистых, торфяных, бедных минеральными веществами почвах. При помощи ловчих аппаратов росянка в средней полосе, венерина мухоловка в Северной Америке, непентес в тропической Азии используют богатую азотом и фосфором органическую пищу, переваривая животных. Строение ловчих аппаратов различно (кувшинчики непентесов, ловушки венериной мухоловки, листья росянки), но все они способны улавливать и переваривать насекомых и других мелких животных с помощью ферментов, выделяемых особыми пищеварительными железками.

Листопад

При достижении листьями предельных размеров в них начинаются процессы старения, приводящие к гибели листа. По мере старения в листьях снижается интенсивность фотосинтеза и дыхания, уменьшается содержание в тканях белкового азота и РНК. Начинают преобладать процессы распада, а не синтеза. Органические вещества оттекают из старых тканей листа. Одновременно с этим в листьях накапливаются некоторые соли, например кристаллы оксалата кальция.

Верным признаком старения листа является изменение его окраски. Листья теряют зеленую окраску в результате деградации хлоропластов. Пожелтение и покраснение листьев связано с накоплением в них каротиноидов и антоциана.

У однодольных и травянистых двудольных листья постепенно отмирают и разрушаются, оставаясь на стеблях. У деревьев и кустарников

листья опадают. Массовое опадание листьев называют листопадом . Опадание листьев обусловлено изменениями, происходящими в листе, а именно в месте прикрепления листа к стеблю. У основания черешка в поперечном направлении образуется специальный отделительный слой, состоящий из легко расслаивающейся паренхимы (рис. 33). Со стороны стебля ближайшие к основанию черешка клетки пробковеют и образуют защитный слой, сохраняющийся после опадания листа в виде листового рубца. Некоторое время лист держится за счет жилок. Но под действием силы тяжести листа и порывов ветра они разрываются, и листья опадают.

Листопад - важное приспособление растений к уменьшению испарения влаги. Также он предохраняет растения от механических повреждений в зимний период.

Побег является одним из главных вегетативных органов высших растений. Он состоит из стебля, на котором размещены почки и листья. Побег наиболее изменчивый по внешнему виду структурный элемент растения.

Надземная часть растения представляет собой побег или систему побегов.

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. Центральную часть в почке занимает зачаточный стебель, на верхушке которого находится конус нарастания, представляющий собой образовательную ткань. На стебле расположены зачаточные листья. Снаружи почка покрыта почечными чешуями, способными предохранять зачаточные листья и конус нарастания от неблагоприятных условий среды. Для выполнения защитной функции у почечных чешуи образуется густое опушение, выделяются смолистые вещества и т. п. Видоизмененный побег представляет собой орган растения, у которого форма и функция стебля, почек и листьев необратимо изменены в процессе эволюционных приспособлений к определенным условиям существования организма. У культурных растений видоизменение побега обусловлено вмешательством человека.

Метаморфозы побега могут быть как незначительными, так и существенными – до сильно измененных форм растений. Метаморфозам подвергаются как главные, так и боковые побеги, а также почки и листья.

Основные типы побегов зеленых растений – надземные и подземные. Надземные (воздушные) побеги являются ассимилирующими, по оси которых расположены листья. Ассимилирующие побеги очень разнообразны по внешнему облику. Во многих случаях, помимо основной функции фотосинтеза, такие побеги выполняют роль запасающего и опорного органа растения, а также функцию вегетативного размножения.

Видоизменения побегов
Название	Функции	Растение
Корневище (образуется под землей или при втягивании побега в почву)	Запас веществ, размножение, расселение	Осот, ветреница, прострел, калужница,
Каудекс (утолщённый главный побег, переходящий в стержневой корень. При старении растения отмирает, начина я от центра.)	Запас веществ	Купальница, спаржа, медуница, вороний глаз купена, майник, пырей, копытень, фиалка удивительная, земляника, манжетка, ирис, брусника, гравилат, лук-батун, черника, ландыш
Усы (тонкие побеги с чешуевидными листьями и розетками в междоузлиях)
Клубень (образуется на концах подземных побегов-столонов)	Размножение и расселение	Земляника, лапчатка, гусиная, седмичник, костяника
Клубнелуковица	Запас веществ и размножение	Гладиолус, хохлатка
Луковица	Запас веществ и размножение	Лук, лилия-саранка, тюльпан, нарцисс, рябчик
Суккулентные побеги	Запас воды	Кактусы, молочай
Колючки (располагаются в пазухах листьев, а при их опадении над листовым рубцом)		Боярышник, яблоня
Филлокладии(листоподобные побеги)	Фотосинтез	Спаржа, иглица
Кладодии (плоские фотосинтезирующие побеги)	Фотосинтез	Филлокактус, хвощи, зигокактус, хвощи
	Прикрепление к опоре	Тыква, огурец, хмель

Видоизменения надземных побегов

Видоизменёнными называются такие побеги, которые выполняют некоторые дополнительные функции: защита, лазание, запасание питательных веществ и др. К видоизменённым побегам относят колючки, усики, клубни, сочные побеги, столоны, побеги насекомоядных растений. Колючки – иглоподобные образования, защищающие растение от поедания животными. Колючки могут образовываться из листа (барбарис), прилистников (жёлтая акация), побега (облепиха, боярышник). Усики – нитевидные пазушные побеги (виноград, огурец), которые выполняют опорную функцию. У гороха в усики превращается часть листа. Клубень – утолщённый побег, выполняющий функцию запаса питательных веществ (капуста кольраби - прим. biofile.ru). Столоны (бытовое название – «усы») – горизонтальные ползучие побеги, способствующие размножению растения. На каждом столоне расположены розетки с придаточными корнями. После укоренения розетки, горизонтальный побег отмирает (земляника, живучка ползучая).

Сочные побеги – приспособление растений к жаркому и сухому климату. Их функция – запасать влагу. Вода может накапливаться в листьях (очиток, молодило, алоэ) или в стебле (молочай, кактус). Мексиканские кактусы имеют мясистые стебли самой разнообразной формы: ребристые шары, колонны, цилиндры, даже канделябры и лепёшки. У кактусов нет зелёных листьев: они превратились в пучки колючек. Функцию фотосинтеза выполняют стебли.

Подземные видоизменённые побеги.

Столоны и клубни могут быть как надземными, так и подземными. Кроме них к подземным побегам относится корневище и луковица. Столоны подземные выполняют те же функции, что и надземные – расселение и размножение растения. Этим объясняется сходство в их строении. Клубень. У этого побега стебель короткий и толстый. Листья-чешуйки быстро отмирают и на их месте остаются рубцы (у картофеля в народе их называют «бровки»). В их пазухах находятся почки «глазки». Клубень выполняет функцию запаса питательных веществ (например, крахмала), переживания неблагоприятного времени года и размножения. Клубни есть не только у картофеля, но и у топинамбура, хохлатки. Появляются они на подземных столонах. Корневище внешне часто похоже на корень, но у корневища есть и чешуйчатые листья, а в их пазухах – боковые почки, на верхушке – верхушечные почки. На корневище образуются придаточные корни. В отличие от столона, корневище – многолетний побег, который позволяет растению пережить неблагоприятные условия. Этот подземный побег свойственен многим растениям и может выполнять самые разные функции. В толстых коротких корневищах ириса, купены запасаются питательные вещества. У пырея ползучего, горошка мышиного, ландыша майского корневища длинные и тонкие. Они способны не только запасать питательные вещества, но и захватывать новые территории. Корневище не только быстро растёт в длину (у белокопытника за годна 1,5 метра, у мать-и-мачехи – на метр - прим. biofile.ru), но и ветвится. В результате материнское растение может распасться на несколько дочерних. Сельским жителям известно, как трудно бороться с длиннокорневищными сорняками: пыреем, снытью, мать-и-мачехой. Быстро разрастаются облепиха, шиповник, малина. Луковица – сильно укороченный видоизменённый побег с плоским стеблем – «донцем», с листьями в виде чешуй. Чешуи могут быть сочными (запасающими) или сухими кроющими), могут быть узкими и лишь слегка прикрывать друг друга (лилия) или обхватывать друг друга почти полностью (гиацинт, тюльпан, лук). Луковица позволяет растению пережить неблагоприятный период года. Пазушные почки могут превращаться в луковицы – детки. Следовательно, луковица – это и побег размножения. У безвременника, гладиолуса подземный побег называют клубнелуковицей. Внешне клубнелуковица напоминает луковицу, но отличается от нее сильно разросшимся донцем, к которому прикрепляются чешуевидные небольшие листья, и служит органом накопления запасных питательных веществ. В клубнелуковице хорошо развита верхушечная и пазушные почки, дающие начало цветоносному побегу и дочерним клубнелуковицам-деткам.

ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ , образование нового организма из части материнского; один из способов бесполого размножения многоклеточных организмов. У низших растений (напр., у водорослей) чаще осуществляется путём деления, у грибов – почкованием (напр., у дрожжей, некоторых базидиальных грибов) или частями мицелия (напр., у шляпочных грибов), у высших растений – частями вегетативных органов (корень, стебель, лист), но чаще их изменёнными формами – корневищами (пырей, свинорой и др.), клубнями (картофель, георгина и др.), луковицами (лук, тюльпан и др.), корневыми отпрысками (малина, вишня, слива и др.), усами (клубника, земляника) и др. Свойственно почти всем многолетним растениям (основано на их способности к регенерации). Вегетативное потомство одной особи называется клоном. Искусственные способы вегетативного размножения включают все естественные, а также размножение черенками (смородина, облепиха, виноград, алоэ, бегонии и др.), прививкой черенками и почкой (груша, яблоня, роза, сирень и др.), отводками (смородина, фундук и др.). Вегетативное размножение культурных растений применяется уже многие столетия. В современной практике используются эффективные методы культуры тканей (микроразмножение). Клональное микроразмножение основано на получении посадочного материала из клеток верхушечной меристемы (верхушек побегов). Этот метод позволяет из одного растения в течение года получать к нужному сроку несколько тысяч растений, обладающих признаками материнского и свободных от вирусной и другой инфекции. Таким образом получают посадочный материал овощных, плодовых и декоративных растений. У животных вегетативное размножение осуществляется либо путём фрагментации – отделения от материн-ского организма частей тела, которые затем достраивают себя до целого организма, либо путём почкования . При почковании на материнском организме образуется вырост (почка), из которого развивается новая особь. Вегетативное размножение свойственно некоторым червям, губкам, кишечнополостным, оболочникам.

Лист - обязательный вегетативный орган подавляющего большинства растительных организмов. Впервые мы знакомимся с его строением, изучая высшие споровые растения - мхи, имеющие листостеблевые формы.

К таковым относятся, например, сфагнум и кукушкин лен. Являясь боковыми частями побега, листья обычно состоят из листовой пластинки и черешка, которым крепятся к стеблю. Они выполняют важнейшие функции: служат главными органами, осуществляющими фотосинтез, транспирацию (испарение воды) и дыхание. Если же по каким-то причинам эти вегетативные органы вынуждены принимать на себя еще и другие функции, то у растения происходит видоизменение листьев. В нашей статье мы и будем выяснять, какие же условия приводят к возникновению нетипичного строения и особых свойств листовых пластинок у высших споровых, голосеменных и цветковых растений.

Влияние абиотических факторов на морфологические признаки организма

Условия среды обитания - это мощные формообразующие силы, способные коренным образом изменить внешнее строение как растений, так и животных. Возникающие у них адаптации носят приспособительный характер и были хорошо изучены еще Ч. Дарвином. Ученый считал их появление результатом действия борьбы за существование - одного из движущих факторов естественного отбора. Именно с такой позиции и объясняет современная биология видоизменение листьев, наблюдающееся у некоторых биологических видов. Всем известны примеры, иллюстрирующие особенности строения организмов-ксерофитов. Вынужденные обитать в среде, где лимитирующим фактором является вода, растения южных степей, полупустынь и пустынь имеют низкий коэффициент транспирации.

Он объясняется уменьшением испаряющей площади листовых пластинок. В конце концов видоизменение листьев достигает у ксерофитов такого уровня, что они превращаются в колючки, например у саксаула или кактусов. Переход листьев в чешуи, потерявшие способность к фотосинтезу, у хвощей имеет ту же причину.

Как листья выполняют опорную и защитную функцию

Из курса ботаники известно, что механическими свойствами обладают такие части растения, как корень и стебель. Ткани листовой пластинки не имеют достаточно развитой системы укрепляющих элементов, за исключением разве что сосудисто-волокнистых пучков, расположенных в жилках. Однако для некоторых растительных видов с вьющейся формой стебля и слабым, поверхностным типом корневой системы присуще особое строение листа. Видоизменение листьев, например, у гороха посевного выражается в появлении усиков, выполняющих опорную функцию и фиксирующих стебель в пространстве. Свойство защиты от неблагоприятных условий характерно для сухих листьев - чешуй у луковиц или почек цветковых растений, прикрывающих собой нежные зачаточные листья.

Насекомоядные растения

Экзотические представители флоры: непентес и росянка - питаются гетеротрофно, как животные. Видоизменение листьев у них связано с новыми функциями: ловить и далее переваривать мелких насекомых, прилипших к стенкам листовых пластинок. Они покрыты клейкими волосками-ловушками, крепко удерживающими жертву. Интересно, что растения-хищники обычно обитают на почвах с низким содержанием азота, недостаток которого они с лихвой восполняют за счет полученных животных белков.

Примеры видоизменения листьев голосеменных и цветковых растений

Всем известен тот факт, что представителей класса Хвойные легко узнать по игольчатому строению их листьев, называемых хвоей. Она имеет малую поверхность и глубоко залегающие устьица, зимой закрывающиеся слоем воска. Все это помогает сосне, лиственнице, кедру свести к минимуму потерю воды в холодный период. Цветковые растения, например такие, как алоэ и молодило, сберегают влагу иначе. Их листья, наоборот, становятся мясистыми и сочными резервуарами, в которых вода сохраняется весь год.

Некоторые виды покрытосеменных форм (кактусы, акация, барбарис) свои листья- колючки применяют в качестве оружия. Оно защищает растение от механических повреждений или поедания животными. Можно привести много примеров, иллюстрирующих видоизменение листьев у различных биологических видов, формирующих современную флору Земли. Все они являются разного рода адаптациями, направленными на выживание растений в различных условиях среды обитания.

1) Ботаника – это наука о растениях. Она изучает жизнь растений, их строение, жизнедеятельность, условия обитания, происхождение и эволюционное развитие. Это и входит в задачи ботаники, но, помимо этого, задачей является изучение растительного мира как отдельно, так и масштабно.

Роль растений в природе:
1.Участвуют в образовании органических веществ, накапливают в продуктах фотосинтеза большое количество химической энергии.
2.Поддерживают уровень кислорода в атмосфере. Предотвращают накопление в атмосфере избытка углекислого газа.
3.Играют ведущую роль в круговороте минеральных и органических веществ, что обеспечивает непрерывное существование жизни на Земле.
4. Уменьшение парниковый эффект, снижают температуру до современного уровня.
5.Растительность принимает активное участие в формирование почв.
6.Предотвращают эрозию почв, закрепляют овраги и горные склоны.

Роль растений в жизни человека:
1.Используются в пищу.
2.Лекарственные растения.
3.Технические растения, используемые в промышленности как сырье.
4.Растения как источник витаминов.
5.Эстетическое значение - они украшают нашу жизнь, приносят радость.

2) Андроцей – совокупность тычинок в цветке. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Пыльник имеет 2 теки, в каждой теке по 2 микроспорангия или пыльцевое гнездо.

В пыльнике 2 процесса:

• Микроспорогенез – процесс образования мужских микроспор в микроспорангиях

• 2) Микрогаметогенез - развитие из микроспор мужского гаметофита или пыльцевого зерна. Микроспора делится митозом, в результате чего образуются две клетки. Они и представляют мужской гаметофит или пыльцевое зерно.

  Одна из клеток пыльцевого зерна называется вегетативной и способна образовывать длинный отросток, или пыльцевую трубку, достигающую зародышевого мешка. Вторая (генеративная) клетка, плавающая в цитоплазме вегетативной клетки, при делении дает две мужские гаметы -жгутиковые сперматозоиды или безжгутиковые спермии. Сперматозоиды по архегониальному каналу достигают яйцеклетки. Спермии, перемещаясь по пыльцевой трубке, достигают зародышевого мешка и участвуют в оплодотворении.

3) Метаморфозы корней.

Метаморфоз - глубокое преобразование строения организма, происходящее в ходе индивидуального развития.

1) Запасающие корни. Они обычно утолщены. Сильно утолщенные придаточные корни называют корневыми шишками , или корнеклубнями . Многих, чаще двулетних, растений со стержневой корневой системой возникает образование, носящее название корнеплода . В образовании корнеплода принимают участие и главный корень, и нижняя часть стебля.

2) У многих луковичных и корневищных растений образуются втягивающие корни. Они могут укорачиваться и втягивать побег в почву на оптимальную глубину на время летней засухи или зимних морозов. Втягивающие корни имеют утолщенные основания с поперечной морщинистостью.

4) Дыхательные корни, или пневматофоры образуются у некоторых тропических древесных растений, живущих в условиях недостатка кислорода. Пневматофоры растут вертикально вверх и высовываются над поверхностью почвы. Через систему отверстий в этих корнях, связанных с аэренхимой, воздух поступает в подводные органы.

5) У некоторых растений для поддержания побегов в воздушной среде образуются дополнительные опорные корни. Они отходят от горизонтальных ветвей кроны и, достигнув поверхности почвы, интенсивно ветвятся, превращаясь в столбовидные образования, поддерживающие крону дерева (столбовидные корни баньяна). Ходульные корни отходят от нижних участков стебля, придавая стеблю устойчивость. Они образуются у растений мангровых зарослей, растительных сообществ, развивающихся на затопляемых во время прилива тропических берегах океанов, а также у кукурузы. У фикуса каучуконосного образуются досковидные корни. В отличие от столбовидных и ходульных, они являются по происхождению не придаточными, а боковыми корнями.

Корни многих растений образуют симбиоз с гифами почвенных грибов, называемый микоризой. Микориза образуется на сосущих корнях в зоне поглощения.

Различают два основных типа микоризы : 1) наружная (окружает снаружи. У многих съедобных грибов) 2) внутренняя (Грибной компонент облегчает корням получение воды и минеральных элементов из почвы, часто гифы грибов заменяют корневые волоски. В свою очередь, гриб получает от растения углеводы и другие питательные вещества .)

На корнях бобовых возникают особые образования – клубеньки , в которых поселяются бактерии из рода Rhizobium. Эти микроорганизмы способны усваивать атмосферный молекулярный азот, переводя его в связанное состояние. Часть веществ, синтезированных в клубеньках, усваивают растения, бактерии, в свою очередь, используют вещества, находящиеся в корнях. Этот симбиоз имеет большое значение для сельского хозяйства. Бобовые растения благодаря дополнительному источнику азота богаты белками. Они дают ценные пищевые и кормовые продукты и обогащают почву азотистыми веществами.

Метаморфозы побега.

Подземные:

1) корневище - долговечный подземный побег , выполняющий функции отложения запасных питательных веществ, возобновления, а иногда и вегетативного размножения.
2) столоны - недолговечные тонкие подземные побеги, несущие недоразвитые чешуевидные листья. Столоны служат для вегетативного размножения, расселения и захвата территории. Запасные питательные вещества в них не откладываются.
3) клубень имеет шаровидную или овальную форму, стебель сильно утолщен, в нем откладываются запасные питательные вещества, листья редуцируются, в их пазухах формируются почки. Столоны отмирают и разрушаются, клубни перезимовывают, и на следующий год дают начало новым надземным побегам.
4) луковица - подземный побег с очень коротким уплощенным стеблем и чешуевидными мясистыми сочными листьями, запасающими воду и растворимые питательные вещества, главным образом сахара.
5) Клубнелуковица внешне напоминает луковицу, но ее чешуевидные листья не являются запасающими; они сухие, а запасные вещества откладываются в утолщенной стеблевой части (шафран, гладиолус).
б)Каудекс - многолетний орган побегового происхождения многолетних трав и полукустарничков с хорошо развитым стержневым корнем, сохраняющимся в течение всей жизни растения. Вместе с корнем он служит местом отложения запасных веществ и несёт на себе множество почек возобновления, часть которых могут быть спящими (одуванчик, полыни)

Надземные:

1) столоны - недолговечные побеги, функция которых вегетативное размножение, расселение и захват территории.
2) Водозапасающими органами могут быть листья или стебли, иногда даже почки. Такие сочные растения носят название суккулентов (алоэ, агавы, толстянки, родиола, или золотой корень).
3) Кочан - суккулентный орган, образующийся у обычной культурной капусты. Приспособительная форма кочана возникла как видоизменение части розетки.
4) Колючки кактусов имеют листовое происхождение. Листовые колючки нередко встречаются и у несуккулентных растений (барбарис). У многих растений колючки имеют не листовое, а стеблевое происхождение (дикая яблоня, дикая груша).
5) Клубень - толщённая околоземная часть стебля у представителей семейства орхидных. Служит растениям в качестве- особого органа для хранения воды и питательных веществ.
б) Кладодий - видоизменённый боковой побег, обладающий способностью к длительному росту, с зелёными плоскими длинными стеблями, выполняющими функции листа. Как орган фотосинтеза, кладодий имеет хорошо развитую хлорофиллоносную ткань.
7) Филлокладий - видоизменённый листовидно уплощённый боковой побег, обладающий ограниченным ростом и выполняющим функции листа. Филлокладии развиваются из боковых почек, поэтому всегда находятся в пазухе небольшого плёнчатого или чешуевидного листа. Выполняя функцию фотосинтеза.
8) Усик - жгутовидный ветвистый или неразветвлённый побег метамерного строения, в типичном случае лишённый листьев. Стеблевые усики, как узкоспециализированный побег, выполняют опорную функцию(огурец, арбуз)

Метаморфозы листа:

1. Колючки - одно из наиболее часто распространенных видоизменений; они служат защитой от поедания животными. При этом лист либо целиком превращается в колючку (кактусы, молочаи, барбарис, белая акация, верблюжья колючка), либо в колючку превращается его часть (бодяк, чертополох, падуб).

2. Усики (у сложных листьев некоторых видов растений) цепляются за опору, вынося весь побег к свету. При этом в усик могут превращаться либо верхние листочки сложного листа (горох, вика), либо весь лист целиком, а функцию фотосинтеза выполняют прилистники (некоторые виды чины).

3. Запасающую функцию выполняют сочные чешуи луковиц (лук, чеснок), листья алоэ, кочана капусты.

4. Кроющие чешуи почек защищают нежные зачаточные листья и конус нарастания от неблагоприятных условий внешней среды.

5. Ловчие аппараты обеспечивают жизнь насекомоядных растений на болотах в условиях недостатка азота и других элементов минерального питания. Листья таких растений изменились до неузнаваемости, превратившись в ловушки (венерина мухоловка), кувшинчики (непентес). Листья некоторых растений своими блестящими, ярко окрашенными капельками на волосках привлекают муравьев, мух, комаров, других мелких насекомых; выделяющийся при этом сок содержит пищеварительные ферменты (росянка).

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.

У Венериной мухоловки половинки листа, покрытые шипами, могут двигаться и поворачиваться. когда на такой лист садится насекомое, половинки захлопываются, и жертва оказывается в западне, где и переваривается под действием пищеварительных соков, выделяемых железками листа.
У Кувшиночника (непентес) листья имеют форму кувшинчика с крышкой. По краям такого кувшина приманка в виде нектара, а на дне - пищеварительный сок. Стенки кувшинчика очень скользкие, и упавшее туда насекомое наружу выбраться уже не сможет.

Видеосюжет о плотоядных растениях:

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.

Видоизменения листьев

Некоторые растения изменяют (и нередко весьма существенно) строение листьев для той или иной цели. Видоизменённые листья могут выполнять функции защиты, запаса веществ и другие. Известны следующие метаморфозы:

Листовые колючки - могут быть производными листовой пластинки - одревесневшие жилки (барбарис), или в колючки могут превращаться прилистники (акация). Такие образования выполняют защитную функцию. Колючки могут образовываться и из побегов (см. Видоизменения стеблей). Отличия: колючки, образованные из побегов, растут из пазух листа.

Усики образуются из верхних частей листьев. Выполняют опорную функцию, цепляясь за окружающие предметы (пример: Чина, горох).

Филлодии - черешки, приобретающие листовидную форму, осуществляющие фотосинтез. При этом настоящие листочки редуцируются.

Ловчие листья - это видоизменённые листья, служащие ловчими органами хищных растений. Механизмы ловли могут быть разными: капельки клейкого секрета на листьях (росянка), пузырьки с клапанами (пузырчатка) и т. д.

Мешковидные листья образуются вследствие срастания краёв листа вдоль средней жилки, таким образом, что получается мешок с отверстием наверху. Бывшие верхние стороны листьев становятся внутренними в мешке. Получившаяся ёмкость служит для хранения воды. Через отверстия внутрь вростают придаточные корни, поглощающие эту воду. Мешковидные листья характерны для тропической лианы дисхидии Раффлеза

Суккулентные листья - листья, служащие для запасания воды (Алоэ, агава).

Аналогичные органы (у растений)

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. Одинаковость функций обуславливает нередко большое сходство внешней формы. Так, в случае недоразвития листьев, стебли, берущие на себя работу ассимиляции, становятся обыкновенно плоскими и широкими, приобретая сходство с листьями. Особенно интересны ассимилирующее стебли (кладодии или филокладии) у видов Ruscus. Здесь кладодии так похожи на листья, что долгое время продолжались споры, листья ли это или стебли. Точно так же сходны клубни, происходят ли они из стеблей или корней, сходны колючки и усики, происходящие из листьев или из целых ветвей.

Гомологичные органы (греч. «гомос» - одинаковый) - органы, сходные между собой по происхождению, строению, но выполняющие разные функции. Появление их - результат дивергенции. Примером гомологичных органов у животных могут служить передние конечности, состоящие из одинаковых костей, имеющих одинаковое происхождение, но выполняющих разные функции: у земноводных, пресмыкающихся, у большинства зверей они служат для ходьбы, у птиц - для полета, у китов - для плавания, у крота - для рытья земли, у человека выполняют тончайшие операции в трудовом процессе. 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.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Эта тема принадлежит разделу:

Ботаника. Биология

Вопросы и ответы к экзамену по ботанике Биология. Морфология растений. Строение корня, Побега, Стебель, Лист. Растения

К данному материалу относятся разделы:

Морфология растений как раздел ботанике. Задачи и направления развития

Основные вегетативные органы высшего растения, их рост, ветвления, полярность и симметрия

Корень, дать определения. Функции корня

Классификация корней по происхождению, по отношению к субстрату

Строение зон молодого корня

Корневые системы и их классификация. Типы корневых систем

Побег, дать определение. Вегетативные и генеративные побеги, удлиненные и укороченные побеги

Какие органы входят в состав побега, и какие функции они выполняют?

Классификация побегов по характеру расположения в пространстве

Назовите основные типы ветвления побега. Почему симподиальный тип считается продуктивным?

Стебель, дать определение. Формы поперечного сечения стебля. Основные функции стебля

Морфология и классификация типов стеблей

Почки и их типы в зависимости от строения. Типы и функции почек в зависимости от их положения на побеге

Типы почек по происхождению

Морфологическое разнообразие стебля

Метаморфоз, дать определение. Метаморфоз корня

Надземные видоизменение побегов, их отличительные особенности, разнообразие и биологическое значение

Подземные видоизменение побегов, их строение, разнообразие, биологическое значение, отличительные особенности

Лист, дать определение. Строение и функции листа

Лист, дать определение. Разнообразие листьев и формации листьев

Лист, дать определение. Формы листовых пластинок, основные типы жилкориации листьев покрытосеменных растений

Общая характеристика и отличительные особенности листа. Возникновение листа в процессе революции

Части листа и их функции. Листья простые и сложные. Характер края, общая форма

Морфология пластинок простых листьев или листочков сложных, характер края, общая форма

Морфология пластинок простых листьев или листочков сложных листьев

Листорасположение и его варианты. Основные закономерности листорасположения. Листовая мозаика

Продолжительность жизни листа. Вечнозеленые и листопадные растения. Биохимическое и морфологическая подготовка растений и его биологическое значение

Строение семени растений. Морфологические типы семян

Условия необходимые для прорастания семян. Покой семян и его биологическое значение

Разнообразие листьев в пределах одного растения. Ярусные категории листьев. Гетерофилия

Видоизменения листьев или частей листьев, их строение и биологическое значение. Примеры апалогичных и гомологичных органов у растений

Общие представления о размножении высших растений. Сравнительная характеристика разных типов размножения, их биологическое значение для высших растений

Способы естественного и искусственного вегетативного размножения растений. Хозяйственное значение вегетативного размножения растений

Общая характеристика цветка. Органы и части цветка их функции и формирование в процессе онтогенеза цветка

Очень разнообразны по своей структуре и функциям. Видоизменения листьев связаны с тем, что в процессе эволюции листья адаптировались к различным климатическим факторам в зависимости от условий произрастания растений.

У тех растений, которые растут у водоемов, к примеру, у натурции, тростника обыкновенного, наблюдается так называемый «эффект лотоса» . Это проявляется как крайне низкая смачиваемость поверхности листьев этих растений. При попадании воды на листья или лепестки данных растений формируются шарообразные капли, которые стекая с листа, увлекают за собой грязь и пыль, тем самым очищая поверхность листовой пластинки. Появление этого эффекта обусловлено особенностями микроскопического строения листа растений рода Лотоса.

Многие лиственные деревья имеют сильно изрезанные листья, например, клен. Это приспособление позволяет противостоять сильным порывам ветра.

Растения, произрастающие в засушливом климате, имеют множество приспособлений для выживания в неблагоприятных условиях. Это волосяной покров на листьях, который способен удерживать влагу и препятствовать ее испарению. Такую же функцию выполняет восковой налет на листовой пластинке некоторых видов растений. Блестящая поверхность крупных уплощенных листьев фикуса из семейства Тутовых имеет свойство отражать солнечный свет. Это растения родом из Юго-Восточной Азии, где климат засушливый и жаркий. Также практически все виды кактусов приспособлены к длительным засушливым периодам. Поэтому эти растения имеют листья, преобразованные в колючки, для уменьшения испарения воды и защиты от вредителей. У кактусов функция фотосинтеза переходит от листа к стеблю, что вместе с уменьшением размеров листа предотвращает потерю влаги. У тех растений, которые в природных условиях растут на хорошо освещенных местах, выработалось такое приспособление на листьях, как полупрозрачные окна, исполняющие роль фильтра света до того, как он достигнет внутренних слоев листа. Так происходит у фенестрарии. В мясистых сочных листьях алоэ, очитка накапливается вода, которую организм растения расходует при недостатке влаги во внешней среде. Таким же образом листья лука трансформировались в луковицу, что помогает растению удерживать воду и питательные вещества.

Листья некоторых растений имеют зубчики по краям. Это приспособление необходимо, так как повышает выраженность протекания процессов фотосинтеза и транспирации (в ходе чего понижается температура в этих отделах). Это приводит к конденсации влаги на заострениях листьев и образованию капель росы.

Листья многих растений преобразованы в ходе эволюции с целью защиты растения от уничтожения другими живыми организмами. Так, в листьях могут вырабатываться феромоны, яды, ароматические масла, к примеру, у эвкалипта. А в листья других растений включены кристаллизированные минералы, что отпугивает травоядных животных.

У гороха, чины, некоторых видов горошка появились усики из преобразованных в процессе эволюции листьев. Такое приспособление служит для усиления опорной функции стебля растения. Растение, цепляясь усиками за опоры, поднимается вверх, вынося листья к свету.

Видоизмененные листья некоторых растений трансформировались в лепестки для лучшего осуществления опыления с помощью насекомых, которых привлекают эти части тела растения. А преобразование листьев в ложные цветки и кроющий лист позволяет заменить недостающие органы у молочая.

Росянка и пузырчатка превратились в растения-хищники, благодаря трансформации листьев, которые стали ловчими аппаратами для насекомых, которыми растения питаются.

Таким образом, благодаря видоизменению листьев, растения приспосабливаются к существованию в неблагоприятных условиях внешней среды.

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.

Распространенными видоизменениями побегов покрытосеменных растений являются корневища, луковицы и клубни. Обычно они образуются у многолетних травянистых растений как органы, в которых откладываются запасные питательные вещества. У таких растений на зиму отмирают зеленые надземные части, однако в почве остаются видоизмененные побеги. Весной за счет содержащихся в них питательных веществ у растений вновь развиваются обычные надземные побеги.

Кроме запасания питательных веществ, видоизмененные побеги выполняют и другую функцию. С их помощью растения могут вегетативно размножаться.

Корневище

Видоизмененный побег корневище встречается у многих многолетних растений (крапивы, ландыша, пырея и др.). Корневище находится в верхних слоях почвы, напоминает корень, но стелится горизонтально.

Корневище - это побег, так как оно имеет верхушечную и пазушные почки, а также листья, которые видоизменены в чешуйки. Сходство с корнем корневищу придают придаточные корни, которые отрастают от него по всей длине.

За вегетационный период растением в корневище откладываются запасные питательные вещества. За их счет на следующий год из почек корневища вырастают новые молодые побеги.

С помощью частей корневища, содержащих почки и корни, возможно вегетативное размножение растений.

Луковица

Видоизмененный побег луковица характерен для лука, тюльпана, лилии и других растений. На дне луковицы имеется уплощенный стебель, который называется донцем . От донца отрастают видоизмененные в чешуи листья двух типов. Наружные листья изменены в сухие чешуи, которые выполняют защитную функцию. Внутренние толстые и сочные чешуи содержат запасные питательные вещества (в луковицах среди прочих веществ содержится много различных сахаров) и воду. У луковиц от донца также растут почки.

В благоприятных условиях снизу от донца луковицы отрастают придаточные корни, в результате чего формируется мочковатая корневая система. Из почек может вырасти побег, но они также могут развиться в так называемые луковички-детки. Каждая такая луковичка может дать начало отдельному новому растению. Таким образом, осуществляется вегетативное размножение с помощью луковиц.

Клубень

Видоизмененный побег клубень можно наблюдать у таких растений как картофель и топинамбур, а также некоторых других.

Клубень формируется на верхушке другого видоизмененного побега - столона . Столоны отрастают от нижних частей надземных побегов и уходят в почву. Органические вещества, синтезируемые зелеными частями растения в процессе фотосинтеза, перемещаются по столонам в их верхушки, и таким образом здесь образуются клубни. В клубнях накапливается много крахмала.

Клубень - это хоть видоизмененный, но побег. Он имеет короткие, но разросшиеся в толщину междоузлия и множество почек, которые называются глазками . Листья у клубней редуцированы. Глазки находятся в углублениях клубня, причем в каждом таком углублении может быть несколько глазков-почек.

Та часть клубня, которая соединена со столоном, называется основанием клубня. С противоположной стороны от основания находится верхушка клубня. Глазков больше ближе к верхушке. Чаще всего верхушечный глазок-почка развивается в молодой зеленый побег.