Колючки растений могут быть видоизмененными

Видоизменения наземных побегов

У некоторых растений в процессе эволюции отдельные части побегов сильно изменились: листья, например, превратились в усики или колючки. Чем же может быть обусловлено такое превращение?

Видоизменение побегов

Видоизменение побегов связано с приспособлением к жизни в разных условиях окружающей среды и выполнением ими дополнительных функций. Впервые видоизменения основных органов растений научно описал в конце XVIII века великий немецкий поэт, философ и ученый Иоганн Вольфганг Гёте. Он разработал теорию метаморфоза (видоизменений) растений. Особое внимание Гёте уделял листьям — самым изменчивым частям побегов. Листья могут приобретать приспособления к разным условиям внешней среды и меняться на одном побеге в течение жизни растения.

Сочные побеги

Растения, живущие в условиях длительного недостатка воды (кактусы Южной Америки, молочаи Африки), имеют сочные побеги. В них запасается вода и создаются органические вещества.

У многих растений, произрастающих в жарких и сухих местах (алоэ, агава), вода запасается в листьях. Для уменьшения испарения влаги с поверхности листа толстые листья покрыты восковым налетом.

Колючки

Листья у кактусов превратились в колючки, которые позволяют значительно уменьшить испарение воды в засушливых условиях.

Листья, видоизмененные в колючки, встречаются и у других растений, например у барбариса. У боярышника, дикой груши, крушины тоже есть колючки, но они произошли из укороченных побегов.

Образование колючек любого происхождения связано с недостатком влаги. У некоторых колючих растений при выращивании в искусственных влажных условиях вместо стеблевых колючек вырастают побеги с листьями.

Усики

У многих лазящих растений имеются усики, которые обладают способностью закручиваться вокруг опоры (других растений, изгородей, камней). Стебель у таких растений обычно тонкий и слабый, он не способен самостоятельно сохранять вертикальное положение.

Усики — это видоизмененные листья, часть листа или целые побеги. Так, у гороха в усики превращается верхняя часть листа, у чипы в разветвленный усик превращается вся листовая пластинка, а у винограда — весь побег.

Кочан

Кочан — пример видоизмененной почки. Он образуется только у культурной капусты. Сначала появляются обычные зеленые листья. Затем развертывание листьев из верхушечной почки прекращается. Почка начинает сильно увеличиваться в размерах и превращается в кочан. Листья кочана почти бесцветны. содержат мало хлоропластов, мясисты и накапливают много воды и растворимых запасных веществ. Возникновение кочана связано с происхождением капусты. Родина предкового вида культурной капусты — Средиземноморье.

Здесь после теплой влажной весны наступает жаркое засушливое лето, которое благополучно может пережить водозапасающая почка. На второй год, весной, запасы воды и питательных веществ расходуются на развитие цветоносного побега и созревание семян.

Источник

Колючки у растений. Их роль и происхождение

Специалисты утверждают, что колючки у разных растений могут образовываться из самых разных органов и тканей.

Колючки следует отличать от шипов — твёрдых массивных заострённых выростов эпидермы и подлежащих тканей, которые образуются на стеблях и черешках (реже — на листьях) многих растений — например, видов розоцветных из родов малина (Rubus), шиповник (Rosa), хотя они морфологически и сходны с колючками, но не имеют строго порядка в расположении, то есть не привязаны к узлам, пазухам листьев и т. п. То есть у колючек можно наблюдать строгое соответствие их наличия и расположения другим частям растения, а у шипов такого нет.

Считается, что колючки — это результат эволюционного изменения частей растений. В колючки постепенно превратились (у разных растений) побеги (боярышник), листья (барбарис), части листьев, почечные чешуйки (кактус) и даже корни (у некоторых видов пальм).

Растения с колючками наиболее часто встречаются в регионах с жарким или засушливым климатом.

Классификация колючек

Функции колючек

• Снабжение водой. В этом случае колючки служат для конденсации водяного пара. Вода по ним стекает на стебли и поглощается растением.
• Защита растения. Это может быть защита от поедания животными, от слишком ярких лучей солнца, от повреждений и т.д.
• Размножение. У некоторых растений колючки предназначены для распространения семян. Такие семена имеют загнутый конец, который цепляется к шерсти животных, которые и разносят семена. Такой вид распространения семян называется зоохорией. Некоторые виды кактусов имеют колючки, которые выделяют нектар и привлекают насекомых для опыления (корифанта, ферокактус)

Примеры колючек у растений

У облепихи колючки – короткие веточки, у кактуса – видоизмененные листья, у чертополоха – производные края листа, у розы – выросты кожицы эпидермиса.

Легче всего привести доказательства для облепихи. В течение вегетационного периода колючка покрыта листьями, а после листопада на колючках можно увидеть почки, которые заложились в пазухах опавших листьев. Листья могут прикрепляться только к стеблям, поэтому колючки облепихи – это короткие острые стебли, то есть веточки.

Несколько сложнее доказать листовую природу колючек кактусов. Во-первых, на колючках никогда не бывает почек, листьев или боковых побегов. Это говорит о том, что стеблевая природа колючек маловероятна. Во-вторых, если присмотреться, где закладываются боковые побеги или цветки кактусов, можно увидеть, что они всегда находятся в пазухах колючек. У некоторых видов кактусов на месте колючек развиваются рано опадающие листья (некоторые опунции) либо хорошо развитые листья (род переския). Все это подтверждает листовую природу колючек кактусов.

Рассматривая колющий край листа чертополоха, легко увидеть, что колючки составляют единое целое с проводящими жилками листа – жилки как бы вырастают дальше края листа.

Отличие шипов и колючек на примере розы

Шипы розы разбросаны по стеблю и по листьям, а иногда и по ложным плодам растения. Если бы шипы были листьями, то они не смогли бы расти на черешках листьев. То, что в пазухах шипов никогда не развиваются боковые побеги, еще раз говорит против листовой природы шипов. Это и не боковые веточки, которые могут вырасти только в пазухах листьев, а у роз шипы разбросаны по стеблю.

Анатомические срезы показывают, что шипы роз не соединены проводящими элементами с проводящей системой стебля. Это говорит о том, что шипы роз – это выросты эпидермиса.

Источник

Видоизменения листьев и функции колючек у растений с колючками

Колючки растений представляют собой оригинальные видоизменения листьев, служащие показателем высокого уровня адаптации растительных организмов к разнообразным условиям обитания.

В природе видоизмененные листья — не редкость. Такие листья характеризуются определенными функциями:

• сокращают количество испаряемой воды. К примеру, колючки кактусов и прочих суккулентов;
• осуществляют механическую защиту. Защитная функция свойственна колючкам барбариса, караганы и белой акации;
• фиксируют растение. Так делают, к примеру, усики бобовых;
• запасают воду. Наиболее яркий пример — мешковидные листья тропических растений.

Также можно наблюдать видоизменения листьев в приспособления ловли — как у росянки или венериной мухоловки. Водозапасающие листья также присутствуют у алоэ и агавы.

Филлодии являются уплощенными фотосинтезирующими черешками листьев, для которых характерны редуцированные листовые пластины.

Для некоторых видоизмененных листьев характерно выполнение защитной и запасающих функций. В таком случае ткань мезофилла разрастается, и внутренние ткани этих клеток лишаются света. Но, при этом, они накапливают воду и питательные вещества.

Листовое происхождение также характерно для сочных запасающих чешуй луковиц — речь идет о представителях лилейных растений.

Мешковидные листья имеются у такого растения как дисхидия. Их формирование связано со срастанием краев листовых пластин. Функция этих листьев-мешков — хранение дождевой воды.

Функции колючек у растений с колючками

Разновидности и функции колючек

Растения с колючками встречаются довольно часто, так как такое видоизменение листьев является достаточно распространенным. Колючки служат защитой растения не только от механического воздействия, но и от поедания различными животными.

Колючки у барбариса — это видоизменения жилок листовой пластины.

У белой акации и караганы образование парных колючек происходит на месте прилистников — они располагаются у основания листа.

Для кактуса характерны два вида колючек:

• «классические» жесткие;
• маленькие зазубренные. Они называются глохидиями и легко отделяются от побега. Вызывают болезненные ощущения при контакте.

Колючки у кактуса могут быть видоизмененными чешуями, которые выполняют функцию сокращения транспирации, то есть, испарения воды с поверхности листа в случае засухи. А для некоторых видов кактуса характерна модификация листьев в перистые волоски. Эти волоски опутывают все растение и защищают его от прямых солнечных лучей, а также позволяют улавливать росу.

Поскольку большинство колючек теряет хлоропласты, то они не способны к фотосинтезу (эта функция сохраняется за редким исключением).

Колючки бывают простыми и разветвленными. Такое деление основывается на месте обитания растения и систематической принадлежности растительного организма.

Находящиеся в пределах одного ареала колючки растений получили название радиальных. Количество радиальных колючек превышает количество центральных, при этом радиальные колючки достаточно короткие и тонкие. Для центральных колючек характерно наличие крючков.

Все перечисленные виды колючек могут формироваться у растения суккулента. Очень редко формируются только центральные или только радиальные колючки.

В поперечном сечении колючки бывают:

Многие неверно считают, что колючки формируются только на листах. Но они могут формироваться даже на плодах и на корнях растения. Такие вариации нужны, чтобы цепляться к шерсти животных и таким образом распространяется по ареалу обитания.

Редко колючки выполняют функцию вне цветковых нектарников.

Особенности хвои

Листья хвойных растений — тоже своеобразные колючки. Их образование происходит по типу колючек, однако называются они иголками. Группа хвойных включает самые древние растения на нашей планете, которые могут достигать в высоту 100 метров и иметь довольно внушительный диаметр. Старейший представитель этой группы — секвойя.

По некоторым данным секвойедендронам приписывается продолжительность жизни в несколько тысяч лет, но эти сведения не подтверждены.

Хвое характерны идентичные с колючками функции. Ее покрывает восковая кутикула, что позволяет уменьшить испарение воды с поверхности листа.

Наличие колючек у растений — хороший адаптивный признак, повышающий выживание растений в меняющихся условиях окружающей среды.

Источник

Вопрос о колючках

Чем отличаются колючки у таких растений как БАРБАРИС, КАКТУС, ШИПОВНИК, БОЯРЫШНИК?
КАК ИХ МОЖНО НАЗВАТЬ?
ФОТО ЖЕЛАТЕЛЬНО.

Видоизмененные надземные побеги характерны для многих растений. Растения с видоизмененными побегами наиболее часто встречаются в засушливых районах, где ощущается недостаток влаги, и поэтому у вегетативных органов растений начинает преобладать функция запасания воды.
Растения с такими побегами называют суккулентами.

1 — боярышник колючий, его колючки — видоизмененные побеги; 2 — барбарис обыкновенный, его колючки — видоизмененные листья 3 — шиповник коричный, шипы на стеблях — видоизмененные наросты коры

Довольно распространенными видоизменениями частей побега являются колючки.
У некоторых растений в колючки превращаются листья (у барбариса, кактусов) , прилистники (у белой акации) или черешок листа после опадения листовой пластинки (у астрагалов) .

У боярышника, жостера, дикой яблони, дикой груши в колючку преобразовывается стебель некоторых боковых побегов. У гороха, горошков и других лазающих растений верхняя часть сложного листа превращается в усики, а у винограда — в побеги.

Для восполнения недостающих питательных веществ в почве и прежде всего недостатка азота у насекомоядных растений (росянки круглолистной, пузырчатки обыкновенной, непентеса гибридного и др. ) образуются видоизмененные листья —ловчие аппараты.

Колючки являются метаморфозом надземных побегов защищают растение от поедания. Колючки побегового происхождения развиваются из почек в пазухах листьев. В колючку может быть превращен или весь побег (лимон, грейпфрут, апельсин, боярышник) , или только его верхушка (дикая яблоня, дикая груша, терн, алыча, слива, абрикос, гранат, облепиха) . Образование колючек стимулируется недостатком влаги. При высокой влажности на колючках появляются листья.

Источник