Разнообразие строения листа

Зависимость от освещения. Листья, развивающиеся на прямом солнечном свету, имеют иное строение, чем затененные. Это световые и теневые листья. Они различаются не только у разных растений, но и в пределах одного растения.

Световые листья мельче, они имеют более мощный палисадный мезофилл, хлоропласты мельче, число устьиц на единицу поверхности и суммарная длина жилок у них больше, клетки эпидермы с менее извилистыми очертаниями.

У древесных растений структура листьев зависит от ярусности. Верхние листья имеют структуру световых.

Метаморфозы листа. Видоизменения листа возникают в результате смены функций. Лист может быть местом отложения питательных веществ (мясистые чешуи луковиц лука, тюльпана), запасать воду (листья алоэ), служить защитой от неблагоприятных условий среды (почечные чешуи) или животных (колючки), прикреплять растение к опоре (усики), играть роль ловчего аппарата.

Усики – нитевидные органы, приспособленные для лазания, обладающие контактной чувствительностью. В усик может быть превращен весь лист, как у чины безлистной, или некоторые листочки сложного листа, как у гороха посевного, вики, чечевицы.

Колючки особенно характерны для растений сухих и жарких местообитаний, так как уменьшение листовой поверхности снижает потери воды.

Одновременно, колючки защищают растение от поедания. У кактусов лист целиком превращается в колючку. У чертополоха, синеголовника, бодяка, татарника в колючки превращены окончания жилок, выступающие за край листа.

Ловчие аппараты насекомоядных растений возникают как приспособление к жизни при недостатке азота. Насчитывается около 450 видов насекомоядных растений, принадлежащих к самым разным семействам (венерина мухоловка, жирянка, непентес).

Насекомоядные растения – автотрофы, их листья сохраняют хлорофилл, но наряду с этим благодаря ловчим аппаратам они используют богатую азотом и фосфором о рганическую пищу, переваривая животных (Рис. 29).

Рис. 29 Насекомоядное растение росянка: а – общий вид; б – лист

На торфяных болотах всего мира обитают росянки. У росянки круглолистной листья прикорневой розетки на верхней стороне покрыты множеством (130...280) головчатых железистых волосков.

В состоянии покоя они выделяют каплю густой липкой слизи, блестящую на солнце, как росинка. Мелкие насекомые садятся на лист и прилипают, вызывая раздражение волосков.

Через 10 мин. после того как был задет первый волосок, начинают двигаться соседние, и за 1...3ч загибаются все волоски, плотно прижимая добычу к пластинке. Через 15 мин насекомое погибает.

Выделения желёзок, содержащие кислоту и фермент, сходный с пепсином, растворяют все мягкие ткани, обеспечивая всасывание. Через несколько дней процесс заканчивается, волоски распрямляются, и ветер уносит хитиновые покровы.

Размножение Вегетативное размножение

Размножение – присущее всем организмам свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Продолжительность жизни отдельных индивидов ограничена, лишь благодаря размножению сохраняется жизнь на Земле. Существует два типа размножения: половое и бесполое.

В бесполом размножении участвует лишь один организм. Образуются одинаковые потомки. Они получают лишь материнские наследственные признаки, единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации.

При половом размножении особи нового поколения появляются при участии двух физиологически различных организмов. Повышение изменчивости достигается в результате генетической рекомбинации (объединения в зиготе двух наборов хромосом). Бесполое размножение происходит в двух формах: вегетативное и собственно бесполое.

Вегетативное размножение – это увеличение числа особей за счет отделения жизнеспособных частей вегетативного тела и их последующей регенерации (восстановления до целого организма). Совокупность особей, образовавшаяся из одной вегетативным путем, составляет клон.

Клон состоит из генетически однородных особей. Способность к вегетативному размножению характерна для бактерий, грибов и растений всех уровней организации.

Происходит вегетативное размножение делением клетки (бактерии, одноклеточные водоросли), частями таллома или мицелия (у водорослей, лишайников и грибов), почкованием (у дрожжевых грибов), частями вегетативных органов или их метаморфозами у высших растений. Наиболее разнообразны способы вегетативного размножения у покрытосеменных растений.

Естественное вегетативное размножение распространено очень широко. Оно играет огромную роль в захвате территории некоторыми видами, особенно в условиях, когда семенное размножение затруднено. Чаще всего оно происходит с помощью корневищ, луковиц, клубнелуковиц, клубней, корней, усов.

У многих видов вегетативное размножение имеет гораздо больший удельный вес, чем семенное. Сорные растения с длинными укореняющимися корневищами (пырей ползучий) образуют множество надземных побегов, которые укореняются, теряют связь друг с другом и становятся самостоятельными особями. Они быстро занимают большие площади и засоряют посевы.

Число почек на корневищах пырея может достигать 25 млн. на 1 га при норме высева зерновок пшеницы З...4 млн на 1га. Аналогично разрастаются осот, бодяк, свинорой, мать-и-мачеха. Борьба с корневищными сорными растениями затруднена, так как, разрывая корневища при прополке, мы лишь увеличиваем число особей.

Искусственное вегетативное размножение обеспечивает получение потомков, повторяющих признаки родительского организма, поэтому его широко используют в сельском хозяйстве. Вегетативное размножение также ускоряет получение продуктивных растений.

Черенкование часто используют в садоводстве и цветоводстве. Черенок – отрезок вегетативного органа, служащий для искусственного вегетативного размножения. На черенке возникают раневые меристемы, формирующие каллус, в котором могут закладываться придаточные корни и почки.

Корни могут формироваться и вне каллуса в нижних узлах черенка, из боковых почек верхних узлов развиваются побеги. Стеблевыми (побеговыми) черенками размножают виноград, смородину, крыжовник, пеларгонию и др.; листовыми – бегонию, сенполию (узумбарскую фиалку), глоксинию; корневыми – малину, иргу, вишню, сливу.

Разновидность черенкования – размножение деревьев и кустарников отводками – участками побегов, которые вначале специально прижимают к земле, а после развития придаточных корней отделяют от родительского растения. Так размножают крыжовник, чубушник (жасмин). Размножение с помощью отводков происходит и в природе – полегающие ветви некоторых хвойных (ели, пихты), липы и черемухи способны укореняться.

Прививка – пересадка черенка одного растения на другое с последующим их срастанием. Пересаженная часть растения (черенок) – привой, корнесобственное растение – подвой. Их срастание обеспечивается возникающим каллусом. Структурные процессы, происходящие при этом, очень сложны.

Основное условие успешной прививки – установление полного контакта проводящих систем. Прививки используют для ускорения плодоношения, получения новых сортов, размножения сорта с сохранением всех его качеств, получения морозоустойчивых растений и т.п.

Существует более 100 способов прививок. При прививке необходимо обеспечить совмещение камбия привоя и подвоя и предотвратить попадание в рану микроорганизмов. Прививку врасщеп применяют в том случае, когда подвой по размеру значительно больше привоя.

Только с помощью прививок размножают бессемянные сорта ананаса, винограда, мандарина, апельсина, лимона и инжира. Очень широко применяют для искусственного вегетативного размножения метаморфозы побегов и корней.

В агрономической практике используют усы (земляника), корневища (спаржа, ревень, мята, ирис, ландыш), клубни (картофель, топинамбур), луковицы (лук репчатый, чеснок, тюльпан, гиацинт, нарцисс), клубнелуковицы (гладиолус), корневые клубни (батат).

У вегетативно размножаемых культурных растений (например, картофеля) часто сорт представляет собой отдельный клон. Только клонированием (т. е. вегетативным размножением) удается сохранить особенности сорта.

Использование культуры тканей и клеток для вегетативного размножения началось в 60-е годы XX в., когда были разработаны методы, позволяющие из отдельных клеток получать новые растения. В основе этого способа размножения лежит тотипотентность – способность отдельной клетки обеспечивать генетическую программу, необходимую для развития целого организма.

В контролируемых строго определенных условиях искусственной среды из меристем, обычно верхушечных, или клеток других тканей регенерируются организмы. Этот метод назван клональным микроразмножением и используется для оздоровления посадочного материала и размножения ценных растений (из одного растения земляники, хризантемы можно получить в год свыше 1 млн. генетически идентичных растений).