Низшие растения - водоросли - простоорганизованные организмы, живущие главным образом в водной среде. Их тело не расчленено на органы, не имеет тканей и представляет собой таллом, или слоевище. Органы полового размножения у них одноклеточные.

Высшие растения (мхи, папоротники, голосеменные, цветковые) в основном обитают в наземно-воздушной среде, имеют внутреннюю дифференциацию на ткани, многоклеточные органы полового размножения, смену поколений (гаметофит - половое поколение и спорофит - бесполое поколение).

Для высших растений характерно наличие вегетативных и генеративных органов. К вегетативным органам относят корень и побег. Побег состоит из стебля, листьев и почек. В вегетативных органах протекают процессы жизнедеятельности (питание, рост и др.), вегетативного размножения. Генеративные органы - цветок, плод, семя. Они выполняют функцию полового размножения.

Корень - подземный орган, орган почвенного питания растений, он поглощает воду и минеральные элементы, служит для закрепления в почве или на других субстратах. Корневые системы выполняют и другие функции: способствуют обеспечению растений кислородом, запасанию питательных веществ и воды, вегетативному размножению растений. Примером могут служить воздушные корни лиан, орхидей, дыхательные корни мангровых растений, корнеплоды моркови, свеклы и пр.

Зачаток корня (зародышевый корень) есть уже у семени. У взрослых растений различают главный корень, боковые и придаточные корни.

Главный корень хорошо развит у двудольных растений, он выделяется среди других корней и имеет вид стержня. Корни, вырастающие на стеблях (воздушных и подземных), иногда на листьях или на старых участках корней, называют придаточными. Корни, отрастающие от главного корня или от придаточных корней, называют боковыми. Боковые и придаточные корни ветвятся, образуя большую поверхность соприкосновения с почвой.

Все корни одного растения образуют корневую систему. Она может быть стержневой (характеризуется преимущественным ростом главного корня) или мочковатой (состоит в основном из массы придаточных и их боковых корней, так как главный корень слабо развит или рано отмирает). У большинства двудольных растений корневая система стержневая, а у большинства однодольных - мочковатая.

Побег состоит из стебля (ось), листьев и почек (верхушечной и боковых). Главное отличие побега от корня в наличии листьев.

Лист - боковой орган побега. Он растет за счет основания и имеет ограниченный верхушечный рост. Это орган воздушного питания, осуществляющий фотосинтез, газообмен и транспирацию. У растений засушливых мест обитания листья сильно редуцируются или приобретают форму колючек (кактусы). У лазящих растений (горох, чина) часть листьев превратилась в усики, а у насекомоядных листовая пластинка стала ловчим аппаратом.

В листе различают: листовую пластинку, черешок, основание листа, прилистники.

Листья растений разнообразны по размерам, форме и числу листовых пластинок, расположению их на стебле, жилкованию. Лист, состоящий из одной листовой пластинки, называют простым, причем листовая пластинка может быть цельной, раздельной, рассеченной. Среди простых листьев различают: округлые (осина), продолговатые (фикус), линейные (рожь), сердцевидные (сирень), перистолопастные (дуб), пальчатолопастные (клен) и др. Когда на одном черешке с общим основанием располагается несколько листовых пластинок, то лист называют сложным. Сложные листья бывают тройчатые (клевер), пальчатые (каштан), перистые (горох, роза).

Лист с черешком называют черешковым, а без черешка - сидячим (лен, гвоздика). В зависимости от расположения на стебле различают листья очередные, супротивные, мутовчатые (береза, клен, вороний глаз).

Жилкование листьев - важный признак, используемый при классификации цветковых растений. Перистое и пальчатое жилкования характерны для двудольных растений, а параллельное и дуговое - для однодольных растений.

Корни и листья связывает между собой стебель. Стебель выполняет механическую (опорную) и проводящую, а иногда и запасающую функции. По нему передвигаются вещества: из корней в листья - вода и минеральные вещества, а из листьев к корням, растущим частям побега, к цветкам и плодам - органические вещества, образующиеся в результате фотосинтеза.

По характеру расположения в пространстве различают стебли: прямостоячие (кукуруза), стелющиеся (земляника), вьющиеся (вьюнок), цепляющиеся (горох).

Участок стебля, от которого отходит лист (или листья), называют узлом, а расстояние между узлами - междоузлиями.

На стебле располагаются почки: верхушечная и боковые (пазушные). За счет развертывания верхушечной почки побег нарастает в длину. При развертывании боковых почек образуются боковые побеги, происходит ветвление. Почка - зачаточный побег. Различают вегетативные, цветочные (генеративные) и смешанные (вегетативно-генеративные) почки. Вегетативная почка покрыта почечными чешуями, которые защищают от высыхания и механических повреждений части зачаточного побега. На продольном срезе почки видны конус нарастания стебля, зачаточные зеленые листья. Из вегетативных почек развивается вегетативный побег.

В смешанной почке на зачаточном стебле, кроме зачаточных листьев, находится цветочный бутон, состоящий из одного или нескольких цветков. Цветочные (генеративные) почки заключают в себе только зачаток соцветия или одиночный цветок на зачаточном стебле. В отличие от вегетативных цветочные почки у многих древесных растений более крупные и округлой формы. Из них развиваются цветки (соцветия).

Развертывание побега из почки начинается с разрастания листовых зачатков и роста междоузлий. При этом наружные почечные чешуи подсыхают и отпадают. От них у основания побега часто остаются рубцы - почечные кольца. По числу почечных колец можно подсчитать возраст ветви.

Различают видоизменения побегов: колючки - у боярышника, усики - у винограда, луковица - у лука, корневище - у ландыша, клубень - у картофеля и др.

Цветок - орган семенного размножения покрытосеменных растений. Он представляет собой видоизмененный укороченный спороносный побег ограниченного роста.

Несмотря на большое разнообразие цветков, они имеют много общего. Все части цветка сидят на цветоложе, в основании которого располагается чашечка из чашелистиков (обычно зеленого цвета). Выше чашелистиков находятся лепестки, образующие венчик. В центре цветка на цветоложе расположены тычинки и пестик. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, а пестик - из рыльца, столбика и завязи. Цветки бывают с двойным околоцветником, если они состоят из чашечки и венчика, и простым, в котором есть либо только чашечка, либо только венчик. По особенностям симметрии цветки делят на правильные (актиноморфные), через которые можно провести много плоскостей симметрии (цветки шиповника, лютика) и неправильные (зигоморфные), через которые можно провести только одну плоскость симметрии (анютины глазки, горох).

Большинство растений имеют обоеполые цветки, т.е. такие, в которых есть и пестики, и тычинки (капуста, горох, дурман, шиповник и многие другие). Но у ряда растений, таких, как огурец, ива, тополь, береза, в одних цветках находятся только тычинки, в других - только пестики. Такие цветки называют однополыми. Они бывают либо тычиночными (мужскими), либо пестичными (женскими). Растения, у которых тычиночные и пестичные цветки находятся на одной особи, называют однодомными (огурец, кукуруза, береза). Тополь, ива, конопля, финиковая пальма относятся к двудомным растениям, так как у них тычиночные и пестичные цветки находятся на разных особях. Есть полигамные растения, на которых одновременно образуются и обоеполые и однополые цветки (многие сложноцветные).

Цветки у ряда растений одиночные, крупные, как, например, у мака, тюльпана. Они располагаются по одному на верхушке побега или в пазухах листьев. У большинства растений цветки собраны в соцветия. Соцветия - это группы цветков, расположенных близко один к другому в определенном порядке. Различают соцветия простые и сложные: зонтик, колос, завиток, початок, корзинка и др.

В завязи пестика находятся семязачатки, из которых образуются семена. Семя состоит из зародыша, запасных питательных веществ и семенной кожуры.

Кожура семени защищает зародыш от механических повреждений и других неблагоприятных воздействий окружающей среды. Запас питательных веществ в семенах может быть представлен эндоспермом как у однодольных (пшеница), так и у двудольных (сирень), а также может находиться в самом зародыше (частуха, фиалка).

Зародыш - главная часть семени. Он имеет зародышевый корень и побег (стебель и почку с листочками), одну или две семядоли.

У цветковых растений семена развиваются внутри плода. У большинства растений плод образуется из завязи пестика. Нередко в образовании плода участвуют и другие части цветка: цветоложе - у земляники, цветоложе и завязь - у яблони. Иногда плод называют зрелым цветком.

Плоды очень разнообразны. Незрелые плоды обычно зеленые, но по мере созревания у многих растений они приобретают яркую окраску. Одни плоды содержат одно семя - односемянные. Это зерновка, семянка, орех. В других плодах - много семян. Это многосемянные плоды. К ним относят боб, стручок, коробочку. Цветки, плоды и семена обеспечивают процесс полового размножения растений.

Побе́г (лат. córmus) — один из основных вегетативных органов высших растений, состоящий из стебля с расположенными на нём листьями и почками.

В филогенезе побеги возникли как приспособление к наземному образу жизни в результате преобразования безлистных цилиндрических органов — теломов — у риниофитов. Возникновение побегов (то есть листостебельности) — крупнейший ароморфоз в истории растительного мира на Земле. Благодаря плоской форме листьев резко возросла фотосинтезирующая поверхность, а связанное с этим увеличение транспирации способствовало развитию у растений настоящих корней как совершенных органов поглощения воды и минеральных солей.

В онтогенезе побег развивается из почек зародыша либо из пазушной или придаточной (адвентивной) почки. Таким образом, почка является зачаточным побегом. При прорастании семени из зародышевой почечки формируется первый побег растения — его главный побег, или побег первого порядка.

Из главного побега формируются боковые побеги, или побеги второго порядка, а при повторении ветвления — третьего порядка и т. д.

Придаточные побеги формируются из придаточных почек.

Так формируется система побегов, представленная главным побегом и боковыми побегами второго и последующего порядков. Система побегов увеличивает общую площадь соприкосновения растения с воздушной средой.

В зависимости от выполняемой функции различают побеги вегетативные, вегетативно-генеративные и генеративные. Вегетативные (невидоизменённые) побеги, состоящие из стебля, листьев и почек и вегетативно-генеративные (частично видоизменённые), состоящие дополнительно из цветка или соцветия, выполняют функции воздушного питания и обеспечивают синтез органических и неорганических веществ. В генеративных (полностью видоизменённых) побегах фотосинтез чаще всего не происходит, зато там образуются спорангии, задача которых сводится к обеспечению размножения растения (к таким побегам относится и цветок).

Побег, на котором образуются цветки, называется цветоносным побегом, или цветоносом (иногда термин «цветонос» понимают в более узком смысле — как участок стебля, на котором находятся цветки).

Основные органы побега Вегетативный невидоизменённый побег — единый орган растения, состоящий из стебля, листьев и почек, формирующийся из общего массива меристемы (конуса нарастания побега) и обладающие единой проводящей системой. Стебли и листья, являющиеся основными структурными элементами побега — часто рассматриваются как его составные органы, то есть органы второго порядка. Кроме того, обязательная принадлежность побега — почки. Главная внешняя черта, отличающая побег от корня — наличие листьев.

Для побега характерна метамерность, то есть чередование одинаковых частей — метамеров. Листья располагаются на стебле в определённом порядке, в соответствии с типом листорасположения, а участок стебля на уровне отхождения листа называется узлом. Если основание листа полностью окружает стебель, узел называется закрытым, в противном случае — открытым. Промежутки стебля между соседними узлами называют междоузлиями. Каждый повторяемый отрезок побега, который включает в себя узел с находящимся под ним междоузлием, а также расположенные на этом отрезке листья и почки называют метамером. Угол между листом и вышележащим междоузлием называют листовой пазухой, или пазухой листа.

Ветвление побегов

Поскольку побег является осевым органом, у него присутствует апикальная меристема, которая обеспечивает неограниченное нарастание в длину. Такой рост сопровождается более или менее регулярным ветвлением побега. У низших растений в результате ветвления возникает разветвлённый таллом (слоевище), у высших — образуются системы побегов и корней. Ветвление позволяет многократно увеличивать фотосинтетическую поверхность и обеспечивать растение органическими веществами.

Типы ветвления

У различных растений наблюдается несколько типов ветвления: дихотомическое, моноподиальное, симподиальное. При дихотомическом ветвлении конус нарастания расщепляется надвое. При моноподиальном ветвлении верхушечная почка функционирует в течение всей жизни, образуя главный побег (ось первого порядка), на котором в акропетальной последовательности развиваются оси второго порядка, на них — третьего порядка и т. д. При симподиальном ветвлении одна из верхних пазушных почек образует ось второго порядка, которая растёт в том же направлении, что и ось первого порядка, смещая в сторону её отмирающую часть.

Дихотомическое ветвление

Дихотомическое ветвление является наиболее примитивным типом ветвления, наблюдается как у низших растений, так и у некоторых высших сосудистых растений. При дихотомическом ветвлении конус нарастания делится надвое, вновь образующиеся апексы также делятся надвое и так далее.

Различают так называемое изотомическое дихотомическое ветвление (образующиеся ветви равны по размеру) и анизотомическое (при котором образующиеся ветви неравны).

Моноподиальное ветвление

Моноподиальное ветвление является следующим этапом эволюции ветвления побегов. У растений с моноподиальным типом строения побега верхушечная почка сохраняется на протяжении всей жизни побега. Моноподиальный тип ветвления часто встречается среди голосеменных растений[5], также встречается у многих покрытосеменных (например, у многих видов пальм, а также растений из семейства Орхидные — гастрохилусов, фаленопсисов и других). Некоторые из них имеют единственный вегетативный побег (например, Фаленопсис приятный).

Моноподиальные растения могут существенно различаться внешне. Среди них есть розеточные, с удлиненным побегом, кустовидные.

Симподиальное ветвление

У растений с симподиальным типом строения побега верхушечная почка, закончив развитие, отмирает или дает начало генеративному побегу. После цветения этот побег больше не растет, а у его основания начинает развиваться новый. Структура побега у растений с симподиальным типом ветвления сложнее, чем у растений с моноподиальным типом; симподиальное ветвление является эволюционно более продвинутым типом ветвления. Слово «симподиальный» образовано от др.-греч. συν- («вместе») и πούς («нога»).

Симподиальное ветвление характерно для многих покрытосеменных растений: например, для многих орхидных.

У орхидных, помимо верхушечных, у части симподиальных орхидей образуются и боковые соцветия, развиваясь из почек, расположенных у основания побега. Часть побега, прижатая к субстрату, называется ризомой. Располагается, как правило, горизонтально и не имеет настоящих листьев, только чешуевидные. Редуцированной, почти неразличимой ризома бывает у многих масдеваллий, дендробиумов и онцидиумов; хорошо различимой и утолщённой — у каттлей и лелий, удлинённой — у бульбофиллюмов и целогин, достигая 10 и более сантиметров. Вертикальная часть побега часто бывает утолщённой, образующей так называемый туберидий, или псевдобульбу. Псевдобульбы могут быть различной формы — от почти сферической до цилиндрической, конусовидной, булавовидной и удлинённой, напоминающей стебли тростника. Псевдобульбы являются запасающими органами.

На первых этапах эволюции верхушечные меристемы обеих ветвей каждого развилка растут с одной и той же скоростью, что приводит к образованию одинаковых или почти одинаковых дочерних ветвей. Подобная равная дихотомия (изотомия) представляет собой первоначальный тип дихотомического ветвления. Она была характерна для некоторых риниофитов, но встречается и у некоторых современных плауновидных и папоротниковидных, а также у псилота (Psilotum). В результате же неравного роста двух дочерних ветвей, когда одна из ветвей несколько опережает другую, равная дихотомия переходит в неравную дихотомию (анизотомию), очень хорошо выраженную у примитивного вымершего девонского рода хорнеофит (Horneophyton)

Видоизменения побегов

Побег — самый изменчивый по внешнему облику орган растения. Это связано не только с общей мультифункциональностью вегетативных органов, возникшей в процессе эволюции, но и с изменениями, происходящими в процессе онтогенеза растений, обусловленными адаптацией к разнообразию условий окружающей среды, а у культурных растений — под воздействием человека.

Диапазон метаморфозов побега очень широк: от небольшого уклонения от типичного строения до сильно изменённых форм. Метаморфизироваться могут главные и боковые побеги растений, почки и листья.

Основной тип побега зелёного растения — надземный (воздушный) ассимилирующий побег, несущий на оси зелёные листья срединной формации. Однако и ассимилирующие побеги не одинаковы. Нередко наряду с основной функцией фотосинтеза у этих побегов выступают и другие: отложение запасов и опорная функция (большей частью в многолетних стеблях), вегетативное размножение (ползучие побеги, плети).