Краткие сведения о морфологии растений

Для того, чтобы правильно определить название растения, необходимо знать основные понятия и термины, принятые в описательной морфологии. Все растения, приводимые в «Определителе...», разделены на две большие группы: семенные и споровые. Семенные растения более многочисленны. Они образуют семена, которые являются органами размножения и расселе­ния. Кроме того, преобладающее большинство семенных растений форми­рует цветки. Споровые растения во флоре Республики Алтай насчитывают лишь несколько десятков видов и представлены хвощами, плаунами и папо­ротниками. Они не образуют цветков и семян, а размножаются посредством микроскопических спор.

СЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ

Для характеристики растений используют признаки вегетативных и генеративных органов. К вегетативным органам относят корень и побег, последний во взрослом состоянии представляет собой стебель с расположен­ными на нем листьями и почками. Генеративные органы цветковых расте­ний — это цветок, семя и плод.

Вегетативные органы

Корень. Основные функции корня — закрепление растения в почве и поглощение из почвы воды и растворенных в ней минеральных веществ. Совокупность всех корней растения называют корневой системой. По форме различают стержневую и мочковатую корневые системы (рис. 2). Стержневая корневая система представляет собой крупный главный корень с отходящими от него более тонкими и короткими боковыми корнями. Мочковатая кор­невая система состоит из большого числа отходящих от основания стебля (а также корневищ и луковиц) придаточных корней примерно одинакового размера.

Если корни помимо главных функций выполняют какие-либо добавочные функции, то они претерпевают соответствующие изменения в своем внеш­нем и внутреннем строении. Морковь, репа и свекла образуют корнеплоды. Так называют запасающие органы, представляющие собой утолщенную верх­нюю часть главного корня и утолщенное основание стебля. Если утолщения возникают в придаточных корнях, то такие образования называют корневыми шишками или корнеклубнями (орхидеи, зопник, таволга). Для растений-па­разитов и полупаразитов (заразиха, погремок) характерны корни-присоски, с помощью которых эти растения проникают в ткани растения-хозяина и высасывают из него питательные вещества.

Рис. 2. Стержневая (У) и мочковатая (2) корневые системы.

Побег — это осевой орган растения, представляющий собой стебель с листьями и почками. Участок стебля, от которого отходит один или несколь­ко листьев, называется узлом, а участок между двумя ближайшими узла­ми — междоузлием. По степени развития междоузлий различают удлиненные побеги (с вытянутыми междоузлиями) и укороченные (с короткими междо­узлиями и сближенными узлами). Если удлинено только одно междоузлие побега, расположенное непосредственно перед цветком или соцветием, то его называют цветочной стрелкой или безлистным стеблем (одуванчик).

Стебель. Основная функция стебля — проведение воды и питательных веществ. У преобладающего большинства растений стебель выполняет так­же опорную функцию и у очень многих — запасающую. Растения, стебли которых одревесневают, называются древесными. Это деревья, кустарники и кустарнички. Деревья имеют многолетний одревесневающий главный сте­бель — ствол, сохраняющийся в течение всей жизни растения. У кустарников развивается большое число стволиков — боковых осей примерно одинакового размера, отходящих от основания главной оси, со временем отмирающей. У полукустарников одревесневают и сохраняются несколько лет нижние части побегов, несущие зимующие почки, тогда как верхние травянистые части побегов ежегодно отмирают.

Стебель травянистых растений не одревесневает. Он характерен для одно-, дву- и многолетних трав. По характеру расположения в пространстве различают стебли прямостоячие, приподнимающиеся (восходящие), лежачие, ползучие, цепляющиеся, вьющиеся и др. (рис. 3).

В зависимости от формы поперечного сечения выделяют стебли ок­руглые, сплюснутые, трехгранные, четырехгранные, многогранные, ребристые, бороздчатые, крылатые (рис. 4). Цилиндрический, в междоузлиях полый стебель злаков называется соломиной.

Поверхность стебля и других частей растения может быть гладкой (го­лой) или покрытой шипиками, колючками или волосками: простыми, двураз­дельными, звездчатыми и др. (рис. 5).

Лист - это боковой орган побега, выполняющий функцию фотосинтеза, регулирующий испарение и газообмен. Обычно лист состоит из листовой пластинки, черешка, основания листа (иногда расширенного в так называемое влагалище) и прилистников (рис. 6, 1). Различные части листа могут быть

Рис. 4. Типы стеблей по их поперечному сечению.

1 - округлый; 2— сплюснутый; 3 — трехгранный; 4- четырехгранный; 5— многогранный; 6- ребристый; 7- бороздчатый; 8, 9 - крылатый.

Рис. 5. Типы волосков.

1 - простой; 2, 2а - двураздельный; 3 - звездчатый; 4 - чешуйчатый; 5 - ветвистый;

6 — жгучий; 7 — железистый.

Рис. 6. Строение листа.

1 — черешковый лист; 2 - лист с раструбом (горец); 3 - влагалищный лист злаков; 4 - влага­лищный лист зонтичных (а — прилистники; б — черешок; в — листовая пластинка; г — язычок,

д - влагалище; е - узел).

Рис. 7. Расположение листьев, типы листьев по способу их прикрепления.

1 — листорасположение очередное, листья черешковые; 2 — листорасположение супротивное, листья сидячие; 3 — листорасположение мутовчатое; 4 — полустеблеобъемлющий лист; 5 — стеб­леобъемлющий лист; 6 — пронзенный лист; 7 — низбегающий лист.

развиты в разной степени или оставаться недоразвитыми. Так, прилистники иногда достигают длины листьев или видоизменяются в усики. У некоторых растений пленчатые прилистники срастаются между собой и окружают ниж­нюю часть междоузлия, образуя так называемый раструб (см. рис. 6, 2).

По способу соединения со стеблем различают листья: черешковые, когда листовая пластинка соединена при помощи черешка (рис. 7, 7); сидячие — лист не имеет черешка и присоединен к стеблю основанием листовой плас­тинки (рис. 7, 2)\ полустеблеобъемлющие и стеблеобъемлющие — расширенное основание листовой пластинки частично или полностью охватывает стебель (рис. 7, 4, 5); пронзенные — края основания листовой пластинки охватывают стебель и срастаются друг с другом, в результате создается впечатление, что лист пронзен стеблем (рис. 7, 6); низбегающие — кромка листовой пластинки прирастает к междоузлию ниже присоединенного основания листа, часто на довольно большом протяжении (рис. 7, 7); влагалищные — основание листа, разрастаясь, образует влагалище, охватывающее стебель (злаки, зонтичные) (рис. 6, 3, 4).

Листья располагаются на стебле по-разному, но всегда в определенном порядке, характерном не только для каждого вида, но, как правило, и для более крупных систематических единиц — рода и семейства. По способу рас­положения на стебле различают листья: очередные — расположены по одному поочередно друг за другом (см. рис. 7, 7); супротивные — два листа находятся один против другого и расположены на стебле парами (см. рис. 7, 2); мутов-

Рис. 8. Типы простых листьев по форме их листовой пластинки.

чатые — листья расположены по нескольку (более двух) вместе (рис. 7, 3).

По форме листовой пластинки различают листья: округлые, овальные (эл­липтические), продолговатые, яйцевидные, ланцетные, линейные и т.д. (рис. 8). Кроме того, различают листья: чешуйчатые, игольчатые, лопатчатые, щито­видные, почковидные, сердцевидные, стреловидные, копьевидные, ромбические, треугольные, дудчатые {полые) и др. (рис. 9).

Помимо общей формы листовой пластинки, существенным признаком является форма ее верхушки и основания. Верхушка может быть тупой, острой, заостренной, остроконечной, выемчатой. Основания различают следующие: клиновидное, округлое, сердцевидное, стреловидное, копьевидное, неравнобокое, срезанное (усеченное), суженное (рис. 10)

По форме края пластинки различают листья: цельнокрайние, зубчатые (обе стороны зубцов равны), пильчатые (одна из сторон зубцов длиннее другой), выемчато-зубчатые, городчатые (с округлыми зубцами) (рис. 11), если зубцы разных размеров — двоякозубчатые и двоякопильчатые.

Листовая пластинка может быть цельной или в разной степени расчле­ненной. Цельным лист называют в том случае, когда надрезы не превышают одной четверти полупластинки. Если глубина надрезов более одной четверти и менее половины, то такой лист называют лопастным', если глубина пре­вышает половину полупластинки, но не доходит до средней жилки, то лист

Рис. 9. Типы простых листьев по форме их листовой пластинки.

1 — чешуйчатый; 2— игольчатый; 3 - лопатчатый; 4— щитовидный; 5 — почковидный; 6- серд­цевидный; 7- стреловидный; 8- копьевидный; 9— ромбический; 10- треугольный.

Рис. 10. Форма верхушки (1-5) и основания (6—13) листовых пластинок.

Верхушка: 1 - тупая; 2 — острая; 3- заостренная; 4— остроконечная; 5— выемчатая. Основа­ние: 6 — клиновидное; 7 - округлое; 8 - сердцевидное; 9 - стреловидное; 10 — копьевидное; 11 - неравнобокое; 12 - усеченное; 13 — суженное.

называют раздельным. Рассеченные листья имеют надрезы, доходящие почти до средней жилки (рис. 12). Кроме этого, различают листья лировидные, гребневидные, струговидные (рис. 13).

Если листовая пластинка одна, даже очень сильно расчлененная, лист называется простым. Сложный лист состоит из нескольких листовых плас­тинок, которые называют листочками сложного листа (рис. 14).

В процессе приспособления к условиям среды иногда изменяется функ­ция органа, что влечет за собой его видоизменение. В природе у травянистых

многолетников видоизменение побега часто связано с функцией запасания питательных веществ и вегетативным размножением. Основные видоизмене- ния побега: корневище, клубень, луко- вица.

Корневище — подземный побег, по внешнему виду напоминающий корень.

Листья на таких побегах остаются недо- развитыми, пленчатыми. Обычно они рано опадают, при этом на корневище остаются рубчики. По степени раз- ветвленности различают корневища простые и ветвистые; по направлению роста — горизонтальные, вертикальные и косые (рис. 15).

Клубень — побег с утолщенной стеблевой частью и редуцированными листьями, в пазухах которых заклады- ваются почки.

Луковица — укороченный побег со сближенными узлами. Луковичные чешуи представляют собой разросшиеся основания листьев, где откладываются запасы питательных веществ, листовая пластинка остается неразвитой.

Рис. 11. Типы листьев по краю их листовой пластинки.

1. — цельнокрайний; 2. — зубчатый;

3 — пильчатый; 4 — выемчато-зубчатый; 5 — городчатый.

Рис. 12. Типы листьев с расчлененными листовыми пластинками.