4. Органы растения.

В теле высшего растения различают вегетативные органы, которые составляют тело растения и осуществляют его основные функции, включая вегетативное размножение (корень и побег), и генеративные органы, связанные с половым размножением растений (цветок и плод с семенами).

Корень.

Функции: поглощение воды и минеральных веществ, закрепление в почве, запасание органических веществ, иногда – вегетативное размножение.

Корень, развивающийся из зародышевого корешка – главный, его ответвления – боковые корни; корни, формирующиеся из надземных частей растения – придаточные; совокупность всех корней – корневая система (стержневая или мочковатая).

Кончик корня покрыт корневым чехликом (покровная ткань), он непрерывно обновляется и защищает клетки меристемы; клетки чехлика продуцируют слизь, облегчающую проникновение в почву. Под чехликом расположена зона деления (меристема), в которой клетки постоянно делятся. Выше следует зона роста, где клетки растягиваются благодаря поступлению в них воды. Зона всасывания (зона корневых волосков) расположена выше, а над ней – зона проведения. Переход от одной зоны к другой происходит постепенно, без резких границ. Некоторые клетки начинают дифференци-роваться в зоне деления, а другие достигают зрелости в зоне растяжения.

Таким образом, рост корня происходит за счет делений клеток его кончика и растяжения клеток в зоне роста.

Иногда корни выполняют дополнительные функции, в связи с которыми изменяется их строение. В таких случаях говорят о видоизмененных корнях.

Видоизменение корня	Виды видоизмененных корней	Функции видоизмененного корня	Примеры растений
Корнеплоды	Главный корень и нижние участки стебля	Запасание питательных веществ	свекла, репа, брюква, морковь
Корневые клубни	Утолщение боковых или придаточных корней	Запасание питательных веществ	Георгина, чистяк
Корни-прицепки	Придаточные корни	Прикрепление к опоре	Плющ и другие лианы
Воздушные корни	Придаточные корни	Дополнительное поглощение дождевой влаги	Растения-эпифиты, например, орхидеи
Дыхательные корни	Боковые корни, придаточные корни	Дополнительное поглощение воздуха для растений, живущих в условиях переувлажния	Монстера, ива ломкая, болотный кипарис
Корни-подпорки	Придаточные корни	Укрепление кроны крупных деревьев	баньян
Корни-присоски (гаустории)	Боковые и/или придаточные корни	Проникновение внутрь другого растения	Растения-паразиты повилика, омела

Побег – стебель с расположенными на нем листьями и почками.

Почка – зачаточный побег, т.к. содержит зачаточный стебель, зачаточные листья и зачаточные почки. Различают вегетативные (листовые) и генеративные (цветочные) почки. По местоположению на побеге почки бывают верхушечными и боковыми (пазушными). Почки, расположенные на междоузлиях, на листьях или корнях – придаточные. Снаружи почка покрыта почечными чешуями. Самый кончик растущего стебля в почке – конус нарастания. В конусе нарастания клетки постоянно делятся, образуя новые клетки, которые дифференцируются по мере удаления от апекса. Таким образом, рост побега в длину происходит за счет деления клеток конуса нарастания. Существует явление апикального доминирования: нарастание верхушки побега тормозит развитие боковых почек; когда рост верхушки прекращается, в рост трогаются боковые почки (ветвление).

Стебель – осевая часть побега. Функции: выносит листья к свету, проводит воду и растворы органических и минеральных веществ; может запасать питательные вещества.

Различают травянистые (прямостоячие, ползучие, вьющиеся, лазающие) и деревянистые стебли (обычно прямостоячие). Участки стебля, на которых развиваются листья – узлы; участок стебля между двумя соседними узлами – междоузлие; угол между листом и находящимся выше междоузлием – пазуха листа. Различают очередное, или спиральное (по одному листу в узле – береза, рожь), супротивное (по два листа в узле – клен, крапива) и мутовчатое (по три и более листьев в узле – элодея, олеандр) листорасположение. После опадения листьев на побеге остаются листовые рубцы, в пазухах которых обычно располагаются почки.

Травянистые стебли обладают первичным ростом, для деревянистых характерен вторичный рост. На поперечном срезе ветви или спиле ствола можно различить следующие слои: кору, камбий, древесину и сердцевину. Снаружи стебель покрыт кожицей, которая затем замещается пробкой. Клетки пробки мертвые, оболочки пропитаны суберином. В пробке развиваются чечевички, функция которых – обеспечение газообмена тканей стебля. Под пробкой лежат

несколько слоев первичной и вторичной коры, в молодых побегах клетки коры могут содержать хлоропласты. Далее следует луб (флоэма), состоящий из нескольких типов клеток. Главные элементы флоэмы – ситовидные трубки, проводящие растворы органических веществ; также флоэма содержит клетки-спутницы, лубяные волокна, лубяную паренхиму. Камбий – образовательная ткань, за счет которой осуществляется вторичный рост стебля (в ширину). Клетки камбия делятся, образуя кнаружи клетки луба, а кнутри – клетки древесины.

Древесина образована сосудами, проводящими воду и растворы минеральных веществ, волокнами механической ткани, древесинной паренхимой. Весной и летом камбий делится интенсивно, образуя сосуды с широким просветом, осенью деление замедляется, сосуды образуются узкие, зимой деление прекращается. Все слои клеток древесины, образовавшиеся весной, летом и осенью, составляют годичное кольцо прироста. В центре стебля находится более рыхлый слой – сердцевина, в которой откладываются запасные продукты. От сердцевины в радиальном направлении через древесину к коре идут сердцевинные лучи, выполняющие запасающую и проводящую функции.

Лист – боковая часть побега. Функции: фотосинтез, газообмен, транспирация. Обычно состоит из основания, черешка и листовой пластинки. Иногда при основании развиваются прилистники. Различают листья простые (одна листовая пластинка – береза, пшеница) и сложные (несколько листовых пластинок на общей оси – роза, горох). Жилкование листа бывает сетчатое, дуговое и параллельное. Листовая пластинка может быть цельной или в разной степени рассеченной. Разнообразен и край листовой пластинки – цельный, зубчатый, пильчатый и т.д.

Сверху и снизу лист покрыт кожицей; устьица обычно развиваются на нижней стороне листа. Слой кутикулы прерывается над устьичной щелью. Под кожицей сверху расположен слой столбчатой ткани (клетки-столбики, межклетников нет), ниже идут несколько слоев губчатой ткани (клетки неправильной формы, множество заполненных воздухом межклетников). Клетки мякоти листа содержат большое количество хлоропластов. Жилки листа – проводящие пучки. Сверху в пучках располагаются сосуды, в середине ситовидные трубки, ниже – волокна механической ткани.

Форма, размеры и строение листьев в значительной степени зависят от условий обитания растения. У растений открытых мест мезофилл насчитывает больше слоев клеток, чем у растений теневыносливых. На свету хорошо развивается столбчатая ткань. Листья растений влажных мест имеют большую площадь и большее количество устьиц. Листья растений засушливых зон мелкие, часто покрытые толстым слоем восковой кутикулы, иногда опушенные. Иногда листья видоизменяются в колючки (кактусы) или запасают влагу (алоэ). Листья могут видоизменяться в усики (горох), поддерживая слабый стебель в вертикальном положении благодаря прикреплению к опоре. Иногда при недостаточном минеральном питании листья растений превращаются в ловушки для насекомых (росянка, непентес).

Наряду с типичными у растений часто развиваются видоизмененные побеги, что связано с выполнением ими специфических функций. Чаще других встречаются корневища (пырей, ирис), клубни (картофель, топинамбур) и луковицы (тюльпан, лук репчатый). Надземные части таких растений ежегодно к осени отмирают, в почве зимуют корни (придаточные) и видоизмененные побеги с запасом питательных веществ. На видоизмененных побегах можно найти верхушечные и боковые почки, из которых весной разовьются новые надземные побеги. Кроме запасающей функции видоизмененные побеги выполняют также функцию вегетативного размножения. Надземными видоизменениями побегов можно считать колючки барбариса, кочан капусты, суккулентные побеги.

Цветок – видоизмененный побег. Развивается из апикальной меристемы генеративной почки. Осевая часть цветка – цветоножка и цветоложе, на которых развиваются видоизмененные листья – околоцветник. Околоцветник может быть простым (перигониум) или двойным, состоящим из чашелистиков (чашечки) и лепестков (венчика). Околоцветник выполняет защитную и рекламную функцию. На ранних стадиях развития бутона зеленый околоцветник может фотосинтезировать. Также в листочках околоцветника могут откладываться некоторые продукты. Часть околоцветника может принимать участие в образовании плода. Цветки, лишенные околоцветника, называют голыми.

Ближе к центру крепятся тычинки (андроцей), каждая из которых состоит из тычиночной нити и пыльников, внутри которых созревает пыльца. Пестики (гинецей) располагаются в центре цветка, каждый из них состоит из рыльца, столбика и завязи. В завязи пестика расположены семязачатки. Если в цветках есть и тычинки и пестики, то они называются обоеполыми. Тычиночные цветки также называют мужскими, пестичные – женскими. Если пестичные и тычиночные цветки развиваются на одном растении (огурец, кукуруза), то его называют однодомным; если на разных (ива, конопля, тополь) – двудомным.

Правила составления формулы цветка:

Группы цветков, расположенных близко друг к другу в определенном порядке – соцветия. Различают простые (кисть, колос, завиток, зонтик, щиток) и сложные (метелка, сложный колос, сложный зонтик) соцветия. Биологическое значение соцветий в том, что мелкие, часто невзрачные цветки, собранные вместе, становятся лучше заметными, дают наибольшее количество пыльцы и лучше привлекают насекомых, которые переносят пыльцу с цветка на цветок.

Плод – зрелый цветок. Функции: защита и распространение семян. Плод состоит из семян и околоплодника. Околоплодник представляет собой разросшиеся и видоизмененные стенки завязи, иногда в его образовании участвует околоцветник, части тычинок, цветоложе. Если в образовании плода участвует один пестик, то это простой плод (пшеница, вишня, горох); если пестиков несколько, то плод сборный или сложный (малина, ежевика); из целого соцветия в результате срастания нескольких плодов образуется соплодие (ананас, инжир, свекла). По количеству семян плоды делят на одно- и многосемянные. В зависимости от количества воды в созревшем околоплоднике плоды бывают сухие и сочные. Сочные многосемянные плоды – ягода (клюква, томат, виноград), яблоко (яблоня, айва), тыквина (тыква, арбуз, огурец), гесперидий или померанец (цитрусовые). Сочные односемянные плоды – костянка (вишня, слива, персик) и многокостянка (малина, костяника). Сухие односемянные плоды – орех (лещина), желудь (дуб) семянка (подсолнечник), зерновка (рожь, кукуруза). Сухие многосемянные плоды – коробочка (лен, хлопчатник, мак, тюльпан), боб (горох, фасоль), стручок (редис, капуста). Распространение семян с помощью ветра – анемохория (одуванчик, береза). Такие плоды мелкие, легкие, имеют дополнительные приспособления в виде пленчатых выростов, хохолков и т.п. Распространение водой – гидрохория (ольха, кокосовая пальма). Автохория – распространение саморазбрасыванием (недотрога, бешеный огурец). Зоохория – распространение с помощью животных и человека (репейник, череда, сочные плоды).

Семя - это зачаточное растение. Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и содержит запас питательных веществ (эндосперм). Зародыш – зачаток будущего растения. В нем можно различить зародышевый корешок, стебелек, почечку с листочками и семядоли. Семядоли – это первые листья зародыша растения. По количеству семядолей растения делят на одно- и двудольные. Эндосперма может быть много, а может совсем не быть, тогда все запасные вещества содержатся в семядолях.