Органы растения, их функции и взаимосвязь
Ткани формируют органы высших растений. Растения очень разнообразны: от маленькой ряски, плавающий на воде, различных травянистых растений (пшеница, клевер, лютик, папоротник-орляк), кустарников (малина, шиповник, боярышник, сирень) до высоких деревьев (сосна, береза, клен, дуб, тополь).
Растения имеют разные жизненные формы, которые обеспечивают приспособление к условиям существования. И все они состоят из одинаковых органов: имеют корни и побеги и органы, благодаря которым происходит их половое и неполовое размножения.
Половое размножение происходит с участием гамет — половых клеток: мужские (сперматозоиды или спермин) и женских (яйцеклетки). Неполовое размножение осуществляется при помощи одной клетки — споры, из которой вырастает новый организм. Все органы делятся на вегетативные и генеративные.
Вегетативные органы состоят из корней и побегов и выполняют функцию роста, питания, обмена веществ. Вегетативные органы не участвуют в половом размножении и все же могут размножаться так называемым вегетативным способом (например, с помощью корневищ, клубней, луковиц, усов и др.). При таком способе новый организм вырастает из многоклеточной части материнской особи.
Основными функциями корня является всасывание растворов минеральных веществ, их проведение в надземных частей и закрепления растений в почве. Листок (боковая часть побега) осуществляет фотосинтез, газообмен и испарение воды. Стебель (осевая часть побега) обеспечивает связь между всеми частями растения, увеличивает поверхность надземной части, образует и определенным образом располагает листья и цветки. Кроме основных, вегетативные органы выполняют дополнительные функции.
Генеративные органы обеспечивают половое размножение. Генеративные органы покрытосеменных растений — цветки, за счет которых формируются плоды с семенами. Половое размножение цветковых растений происходит в период цветения (т.е. когда цветки раскрываются). По форме, размеру, цвету и особенностями строения цветка очень разнообразны. Однако основные моменты в строении и развитии цветка у всех растений одинаковы.
Цветки имеют тычинки, пестики и околоцветник, которая их окружает. Основной функцией тычинок является формирование пыльцевых зерен, в которых находятся мужские половые клетки. В пестик расположены семенные зачатки, у них находятся женские половые клетки. С семенного зачатка после оплодотворения возникает семя, внутри которой под кожицей есть зародыш и эндосперм.
Окруженная семя околоплодника, образующийся из стенок завязи. Вместе семя и оплодень составляют плод. После периода покоя с семени при благоприятных условиях развивается молодое растение. Генеративные органы многих других растений (например, мхов, хвощей, папоротников), имеют иное строение.
Вегетативные органы цветковых растений. Вегетативными органами у растений есть те, которые служат для поддержания индивидуальной жизни. У цветковых растений это корни и побег (который состоит из стебля, почек, листьев).
Корень — это осевой, радиально симметричный подземный орган растения. Основные функции корня — это закрепление растений в почве и обеспечение их растворами минеральных веществ (грунтовое питание). Движение растворов по растениям в восходящем направлении обеспечивается активным нагнетанием растворов в сосуды живыми клетками корня (так называемым корневым давлением). Возник корень растений как приспособление к жизни на суше.
В высших споровых растений корни только дополнительные (возникают на любой части растения, кроме корня) у голосеменных развитый главный корень (возникает из семени и всегда один). Боковые корни ответвляются от главного и дополнительных корней.
У покрытосеменных могут быть все три типа корней. Совокупность корней растения образует корневую систему. По форме она может быть стержневой и мочковатая. В стержневой системы хорошо развитый главный корень, который отличается от других корней (у одуванчика, яблони, лопуха). Если главный корень отсутствует или слабо развит и малозаметный среди дополнительных корней, то такую корневую систему называют мочковатая (в пшенице, ржи, кукурузы, подорожника).
Корень, кроме основных функций, может выполнять дополнительные: накапливает в клетках запасные вещества, синтезирует жизненно важные для растения соединения (аминокислоты, гормоны, витамины и др.). Корень может выполнять дополнительные функции, приобретая определенные новые черты строения, называется видоизменения корня.
Корнеплод — сложное образование: в главном корне и основе побега откладываются запасные питательные вещества, он утолщается (морковь, свекла, петрушка, редька). Корневые клубни образуются при откладывании запасных питательных веществ в дополнительных боковых корнях, которые приобретают клубневидные формы (георгин, батат, Пшинка весенняя).
Корни — присоски присущи растениям-паразитам (повилика) и полупаразитами (омела, колокольчик). Такие корни проникают в толщу стеблей других видов и потребляют их соки. Паразитизм — явление, когда организм одного вида поселяется внутри или на поверхности организма другого вида (хозяина) и питается его веществами.
Дыхательные корни встречаются у некоторых растений болот для обеспечения дыхания подземной части растения. Это боковые корни, которые растут вверх и поднимаются над поверхностью почвы (или воды). Опорные корни — придаточные корни, которые образуются на стебле: свисающие корни фикуса бенгальского; ходульные корни для дополнительной опоры у кукурузы; доскоподобные корни фикуса каучуконосного; корни-придирки вдоль стебля вьющихся растений (у плюща).
Источник
Взаимодействие частей растения. Корреляция и полярность
Так, например, верхушечная почка древесных растений, пока она развивается нормально, так влияет на нижерасположенные боковые, что последние всегда дают расходящиеся в стороны побеги, в отличие от вертикально растущего главного побега, начало которому дает упомянутая верхушечная почка. Но стоит повредить эту верхушечную почку, например у сосны, и характер роста боковых побегов резко изменится: часть из них, а иногда все четыре-пять, начинают расти строго вертикально; вместо одной верхушки появляются две, три и т. д., образуется многовершинность дерева. Мало того, если искусственно удалить не только верхушечную почку, но и всю верхнюю мутовку с боковыми почками, то одна или несколько нижерасположенных ветвей начинают расти строго вертикально, принимая на себя функции верхушечного побега.
В настоящее время явление корреляции начинает успешно применяться на практике при выращивании новогодних елей и сосен. По достижении определенных размеров срезается верхняя часть дерева с обязательным оставлением нижней мутовки ветвей. Из них через 2 — 4 года вырастет несколько растений на одном стволе. Следовательно, одна и та же площадь дает больше стандартных растений, чем при обычном способе выращивания новогодних елок.
При обрезке кроны дерева трогаются в рост спящие почки. Этот прием широко используется также в садах или озеленительных посадках для усиления ветвления ствола и создания густой кроны. Аналогичное явление мы имеем и при возникновении поросли: рубка березы, дуба, ясеня, клена и других пород приводит к пробуждению спящих почек на пне и развитию из них многочисленных побегов.
Тормозящее влияние верхушечной почки на боковые носит название апикального доминирования или коррелятивного торможения. Апикальное доминирование связано с действием фитогормонов. Предполагается, что под влиянием ауксина происходит образование специфического коррелятивного ингибитора, задерживающего развитие боковых побегов. Хотя природа этого ингибитора неизвестна, существует мнение, что он схож с абсцизовой кислотой. Не совсем ясен пока и точный механизм действия рассматриваемого ингибитора. В этом отношении предстоит еще много сделать для выяснения картины сложных изменений в обмене веществ, связанных с апикальным доминированием у растений.
Сходное коррелятивное торможение наблюдается и у корней. При сохранении главного корня процессы образования и роста боковых корней резко заторможены. Обрезка главного корня ведет к усиленному ветвлению корней — образованию большого числа боковых корней и их интенсивному росту. Это нашло практическое применение в садоводстве, огородничестве и зеленом строительстве. «Прищипка» главного корня приводит к образованию многочисленных мочек боковых корешков, располагающихся компактно в верхних слоях почвы, что облегчает повторные пикировки рассады и дальнейшую пересадку растений на постоянное место в поле или в саду. «Пересадочная» культура способствовала акклиматизации таких южных растений, как томаты, огурцы, многие цветочные растения за счет удлинения периода вегетации в теплицах и парниках.
Гормональные корреляции существуют и между корнем и стеблем, между меристемой почек и камбием и т. д. Корень действует на стебель с помощью цитокининов, а стебель на корень — ауксинов. У деревьев гормоны распускающихся почек стимулируют деятельность камбия ствола. Переход камбия от формирования ранней древесины к образованию поздней также в значительной мере связан с регуляторами роста растения. Этой же причиной объясняется и образование придаточных корней на стеблевых черенках и т. д.
Кроме ростовых, существуют и чисто трофические корреляции, или взаимосвязи процессов обмена веществ разных органов растений. Эта взаимосвязь физиологических процессов рассматривалась в соответствующих разделах.
Наряду с корреляцией существует и особое свойство растений — полярность, т.е. специфическая ориентация структур и процессов в пространстве. Уже на стадии зародыша наглядно проявляется это свойство растений: на одном конце развивается корешок, а на другом — зачаток стебля. Полярность проявляется в образовании на морфологически верхнем конце стеблевого черенка побегов, а на морфологически нижнем — корней независимо от того, в прямом или перевернутом положении находится черенок. Очевидно, что под полярностью следует понимать не только специфическую ориентацию структур, но и физиологическую неравноценность противоположных полюсов клетки, органа и целого растения.
Полярность проявляется в транспорте фитогормонов, ауксины перетекают вниз (базипетально), тогда как цитокинин от корней направляется вверх к побегам. Явление полярности широко используется при черенковании растений, при прививках и других видах вегетативного размножения.
Источник