Распространенными видоизменениями побегов покрытосеменных растений являются корневища, луковицы и клубни. Обычно они образуются у многолетних травянистых растений как органы, в которых откладываются запасные питательные вещества. У таких растений на зиму отмирают зеленые надземные части, однако в почве остаются видоизмененные побеги. Весной за счет содержащихся в них питательных веществ у растений вновь развиваются обычные надземные побеги.
Кроме запасания питательных веществ, видоизмененные побеги выполняют и другую функцию. С их помощью растения могут вегетативно размножаться.
Корневище
Видоизмененный побег корневище встречается у многих многолетних растений (крапивы, ландыша, пырея и др.). Корневище находится в верхних слоях почвы, напоминает корень, но стелится горизонтально.
Корневище - это побег, так как оно имеет верхушечную и пазушные почки, а также листья, которые видоизменены в чешуйки. Сходство с корнем корневищу придают придаточные корни, которые отрастают от него по всей длине.
За вегетационный период растением в корневище откладываются запасные питательные вещества. За их счет на следующий год из почек корневища вырастают новые молодые побеги.
С помощью частей корневища, содержащих почки и корни, возможно вегетативное размножение растений.
Луковица
Видоизмененный побег луковица характерен для лука, тюльпана, лилии и других растений. На дне луковицы имеется уплощенный стебель, который называется донцем . От донца отрастают видоизмененные в чешуи листья двух типов. Наружные листья изменены в сухие чешуи, которые выполняют защитную функцию. Внутренние толстые и сочные чешуи содержат запасные питательные вещества (в луковицах среди прочих веществ содержится много различных сахаров) и воду. У луковиц от донца также растут почки.
В благоприятных условиях снизу от донца луковицы отрастают придаточные корни, в результате чего формируется мочковатая корневая система. Из почек может вырасти побег, но они также могут развиться в так называемые луковички-детки. Каждая такая луковичка может дать начало отдельному новому растению. Таким образом, осуществляется вегетативное размножение с помощью луковиц.
Клубень
Видоизмененный побег клубень можно наблюдать у таких растений как картофель и топинамбур, а также некоторых других.
Клубень формируется на верхушке другого видоизмененного побега - столона . Столоны отрастают от нижних частей надземных побегов и уходят в почву. Органические вещества, синтезируемые зелеными частями растения в процессе фотосинтеза, перемещаются по столонам в их верхушки, и таким образом здесь образуются клубни. В клубнях накапливается много крахмала.
Клубень - это хоть видоизмененный, но побег. Он имеет короткие, но разросшиеся в толщину междоузлия и множество почек, которые называются глазками . Листья у клубней редуцированы. Глазки находятся в углублениях клубня, причем в каждом таком углублении может быть несколько глазков-почек.
Та часть клубня, которая соединена со столоном, называется основанием клубня. С противоположной стороны от основания находится верхушка клубня. Глазков больше ближе к верхушке. Чаще всего верхушечный глазок-почка развивается в молодой зеленый побег.
Побег является одним из вегетативных органов растения. В процессе эволюционных приспособлений к условиям внешней среды, побег может видоизменятся. Существуют надземные и подземные побеги. Видоизменения происходят у обоих видов.
Видоизменения надземных побегов
Надземные (воздушные) побеги видоизменяются и представлены у растений в виде: усиков, колючек, кладодий, филлокладий.
При видоизменении не всего побега, а только листьев, у растения развиваются усики или колючки. Усики - это побег без листьев метамерной структуры. Усики имеют жгутовидную форму и могут быть с разветвлениями. Усики нужны растению, когда растение не может самостоятельно находится в вертикальном положении. К растениям имеющим усики относятся: виноград, тыква, дыня. Колючка - это укороченный и одревесневший побег с острой верхушкой без листьев. Колючки нужны растению с защитной целью. Колючки есть у боярышника, дикой яблони, дикой груши, крушины.
Кладодий - это боковой побег, имеющий зеленые уплощенные длинные стебли, которые берут на себя функцию листьев. Кладодий способен к продолжительному росту и выполняет фотосинтез. Для выполнения фотосинтеза у кладодия под эпидермой расположены хлорофиллоносные клетки. К растениям имеющим кладодий относятся: мюленбекию плоскоцветочную, кармихелию южную, кактус-декабрист, опунцию.
Филлокладий - боковой побег, который имеет ограниченный рост и так же выполняет функцию листа. Филлокладий способен к фотосинтезу. К растениям имеющим филлокладий относятся: иглиц, смела, филлантус.
Видоизменения подземных побегов
Видоизмененные подземные побеги выполняют ряд важных функций для растения, таких как: запас питательных веществ, способ защиты при неблагоприятных условиях внешней среды и способность к вегетативному размножению. К подземным побегам относятся: луковица, клубнелуковица, корневище, каудекс, подземный клубень и подземный столон.
Луковица предназначена для запаса питательных веществ и вегетативного размножения. Луковица представляет собой укороченный побег, стебель имеется в донце. К растениям имеющим относят: лук, лилия, тюльпан, гиацинт.
Клубнелуковица - это , который имеет утолщенный стебель, защитный покров и придаточные корни. Защитный покров состоит из засохших оснований листьев. Клубнелуковицу имеют такие растения как: гладиолус, иксия, шафран, безвременник.
Корневище представляет из себя видоизмененный , который имеет придаточные корни, чешуевидные листья и почки. Это кувшинка, кубышка, ирис.
Каудекс характерен для многолетних трав и представляет собой место накопления питательных веществ. Каудекс имеют: люпины, люцерна.
Подземный столон и подземный клубень так же выполняют запасательную функцию. Подземный столон есть у картофеля и семидичка.
Видео по теме
Корни закрепляют растение в почве, обеспечивают почвенное водно-минеральное питание, иногда служат местом отложения запасных питательных веществ. В процессе приспособления к условиям среды корни некоторых растений приобретают дополнительные функции и видоизменяются.
Какие существуют виды корней
У растений различают главные, придаточные и боковые корни. Когда семя прорастает, из него вначале развивается зародышевый корешок, который становится впоследствии главным корнем. На стеблях и листьях некоторых растений вырастают придаточные корни. От главного и придаточных корней могут отходить также боковые.
Корневые системы
Все корни растения складываются в корневую систему, которая бывает стержневой и мочковатой. В стержневой системе главный корень развит сильнее остальных и напоминает стержень, а в мочковатой он развит недостаточно или рано отмирает. Первая наиболее характерна для , вторая – для однодольных. Однако главный корень обычно хорошо выражен лишь у молодых двудольных растений, а у старых постепенно отмирает, уступая место придаточным корням, отрастающим от стебля.
Насколько глубоко залегают корни
Глубина залегания корней в почве зависит от условий произрастания растения. Корни пшеницы, например, отрастают на сухих полях на 2,5 м, а на орошаемых – не более, чем на полметра. Однако в последнем случае корневая система более густая.
Растения тундры сами по себе низкорослые, а их корни из-за вечной мерзлоты сосредоточены у поверхности. У карликовой березы, например, они находятся на глубине около 20 см максимум. Корни пустынных растений, наоборот, очень длинные – это нужно, чтобы достигать грунтовых вод. Например, ежовник безлистный уходит корнями в почву на 15 м.
Видоизменения корней
Для приспособления к условиям окружающей среды корни некоторых растений видоизменились и приобрели дополнительные функции. Так, корнеплоды редиса, свеклы, репы, турнепса и брюквы, образованные главным корнем и нижними частями стебля, запасают питательные вещества. Утолщения боковых и придаточных корней у чистяка и георгины стали корневыми клубнями. Корни-прицепки у плюща помогают растению прикрепиться к опоре (стене, дереву) и вынести листья к свету.
Придаточные корни на стволах и ветвях ряда тропических деревьев дорастают
Побег является одним из главных вегетативных органов высших растений. Он состоит из стебля, на котором размещены почки и листья. Побег наиболее изменчивый по внешнему виду структурный элемент растения. Видоизмененный побег представляет собой орган растения, у которого форма и функция стебля, почек и листьев необратимо изменены в процессе эволюционных приспособлений к определенным условиям существования организма. У культурных растений видоизменение побега обусловлено вмешательством человека.
Метаморфозы побега могут быть как незначительными, так и существенными - до сильно измененных форм растений. Метаморфозам подвергаются как главные, так и боковые побеги, а также почки и листья.
Основные типы побегов зеленых растений - надземные и подземные . Надземные (воздушные) побеги являются ассимилирующими, по оси которых расположены листья. Ассимилирующие побеги очень разнообразны по внешнему облику. Во многих случаях, помимо основной функции фотосинтеза, такие побеги выполняют роль запасающего и опорного органа растения, а также функцию вегетативного размножения.
К видоизменениям надземных побегов относят колючки, усики, кладодии, филлокладии. В некоторых случаях у растения видоизменяется не весь побег, а только его листья, а метаморфозы внешне похожи на таковые побега в целом (усики, колючки).
Колючка является одревесневшим укороченным побегом без листьев с острой верхушкой. Роль колючек происхождения из побега, в основном, защитная. Такие колючки есть у дикой яблони, крушины слабительной, дикой груши. У гледичии толстые ветвистые колючки появляются на стволах из спящих почек. Колючки боярышника также формируются из пазушных почек листьев и находятся там, где у других растений располагаются боковые побеги.
Усик - это побег метамерной структуры без листьев, имеющий жгутовидную форму с разветвлениями или без них. Благодаря наличию стеблевых усиков, растение получает дополнительную опору. Выпрямленный участок усика без разветвлений является первым междоузлием пазушного побега, а закрученный более тонкий участок является видоизмененным листом. Усики развиваются у растений, которые не способны самостоятельно находиться в вертикальном положении. Усики есть у страстоцвета голубого, винограда, у многих представителей семейства Тыквенные (тыква, арбуз, дыня, огурец).
Кладодий представляет собой боковой побег, подвергшийся видоизменению, который способен к продолжительному росту и имеющий зеленые уплощенные длинные стебли, берущие на себя функции листьев. Кладодий выполняет функцию фотосинтеза, так как под эпидермой расположены отлично развитые хлорофиллоносные клетки. К группе растений, имеющих кладодий, относят кактус-декабрист, опунцию, мюленбекию плоскоцветочную, кармихелию южную.
Филлокладий является видоизмененным плоским листовидным боковым побегом, который имеет ограниченный рост и выполняет роль листа в жизни растения. Боковые почки побега дают начало филлокладиям, в связи с чем, филлокладии всегда расположены в пазухах маленьких чешуевидных или пленчатых листьев. Такие видоизмененные побеги выполняют функцию фотосинтеза, поэтому внешне выглядят как листья. Их рост ограничен, а метамерной структуры строения нет. Филлокладии присущи таким растениям, как филлантус, смела, иглица, некоторым представителям рода Спаржа.
Видоизмененные подземные побеги - это корневище, каудекс, луковица, клубнелуковица, подземные клубень и столон. Условия существования побегов, расположенных под землей, сильно отличаются от наземной среды. Поэтому у них появились другие важные функции, такие как способность переносить неблагоприятный период жизни, отложение питательных веществ в запас, возможность вегетативного размножения.
Корневище (ризом) является подземным побегом, имеющим чешуевидные листья, придаточные корни и почки. У пырея корневища толстые и ветвистые. У купены и ириса имеются укороченные и мясистые корневища, а у кувшинки и кубышки они самые толстые из всех растений.
Каудекс представляет собой многолетнюю структуру, происходящую из побега, характерную для многолетних трав и полукустарников со стержневой корневой системой. Каудекс наряду с корнем является местом накопления запасных питательных веществ и имеет на себе много почек. Растения, имеющие каудекс, - это люпины и люцерны из Бобовых, бедренец и ферула из Зонтичных, одуванчик, полыни из Сложноцветных.
Луковица - это специализированный подземный укороченный побег. В нем в чешуйках листового происхождения запасаются органические вещества, стебель в луковице трансформируется в донце. С помощью луковиц осуществляется вегетативное размножение. Луковицы образуются у однодольных семейства Амариллисовые (гиацинт, нарцисс), семейства Лилейные (лук, тюльпан, лилия), реже у двудольных растений.
Клубнелуковица - также видоизмененный подземный побег, имеющий утолщенный стебель, где запасаются питательные вещества, придаточные корни, растущие на нижней поверхности клубнелуковицы, и защитный покров из засохших оснований листьев. Клубнелуковицы характерны для шафрана, гладиолуса, иксии, безвременника.
Подземный столон представляет собой однолетний длинный подземный побег. Этот тонкий побег с недоразвитыми чешуевидными листьями имеет на утолщенном конце клубень или луковицу с запасом органических веществ. Подземные столоны формируются у картофеля, адоксы, седмичника.
Подземный клубень - видоизмененный подземный побег, у которого на первый план выступает запасающая функция. Этот побег имеет чешуевидные листья, которые быстро опадают, и почки, находящиеся в пазухах листьев.
У некоторых растений в процессе 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 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, ), вода запасается в листьях. Для уменьшения испарения влаги с поверхности листа толстые листья покрыты восковым налетом.
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.
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.
Это видоизмененные листья, часть листа или целые побеги. Так, у в усики превращается верхняя часть листа, у чипы в разветвленный усик превращается вся 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.
— это корневища, клубни, луковицы, мясистые стебли, листья, колючки, усики, ловчие аппараты растений.
Образование видоизмененных побегов связано с выполне-нием ими специфических функций. Видоизмененные побе-ги могут служить для запасания питательных веществ или воды, для закрепления растения на опоре. Они обеспечивают зимовку растений, защи-щают от поедания жи-вотными и т. д.
Корневище (рис. 136), клубень и луковица воз-никли в процессе дли-тельного исторического развития растений как результат их приспособ-ления к неблагоприят-ным условиям зимы или засушливому периоду.
«Уйдя» под землю, рас-тения накапливают питательные вещества в подземном побеге и продолжают свое дальнейшее развитие после окончания зимы или засухи.
Корневище есть у многих травянистых многолетних рас-тений (ветреница, ландыш, мать-и-мачеха, пырей, кувшинка и др.). Продолжительность жизни корневищ от 2 до 25 лет. Кор-невища одних растений съедобны (рогоз, тростник), дру-гих — ядовиты (ирис). У ряда растений корневища являются лекарственным сырьем (бадан, валериана).
Строение корневища
Внешне корневище напоминает корень , но у него, как и у наземного побега, имеются верхушечная и пазушные поч-ки, а также пленчатые чешуйки — видоизмененные листья.
От корневища отрастают придаточные корни (см. рис. 136). Весной из верхушечной или боковых почек развива-ются молодые побеги. Их развитие происходит за счет пита-тельных веществ, отложенных в корневище летом и осенью.
Клубень — это подземный видоизмененный побег с силь-но утолщенным стеблем , в котором накапливаются запасные вещества (крахмал, реже — масла). Клубни формируются у картофеля, топинамбура (земляной груши), хохлатки.
Строение клубня
Сравнив обыч-ный побег с клубнем, легко заметить сходства и различия. У клубня, как и у обычного побега, есть узлы и междоузлия, хотя они и не так хорошо выражены. В то же время стебель сильно утолщен. Листья у клубней мелкие, чешуевидные. Со временем на месте листьев остаются продолговатые листовые рубцы — бровки. Рядом с бровками в небольших углублени-ях находятся пазушные почки — глазки. На верхушке клуб-ня размещается верхушечная почка. В клубне легко разли-чить основание и верхушку. Ближе к верхушке находится больше почек, при основании их меньше.
Столоны
Столоны — это боковые побеги. Они развиваются в почве. Из листьев через стебли в столоны оттекают органические вещества. Верхушки столонов растут, утолщаются и к осени превращаются в крупные клубни.
Луковица — это подземный укороченный побег с видоизме-ненными листьями — чешуями. Луковицы образуются у многих луковичных растений (лук репчатый и медвежий, чеснок, тюльпаны, лилии и др.).
Строение луковицы
Чешуи луковицы прикреплены к ко-роткому стеблю, который носит название донце (рис. 138). На верхушке донца располагается верхушечная почка. В па-зухах сочных чешуй развиваются боковые почки, дающие начало молодым луковицам-деткам. В сочных чешуях на-капливаются запасные питательные вещества. Снаружи лу-ковица у многих видов растений покрыта сухими чешуями, выполняющими защитную функцию.
У капусты кольраби развивается съедобный мясистый запасающий сте-бель. Короткий и толстый, он подни-мается над землей и несет несколько листьев. Кочанная капуста находится с кольраби и близком родстве. Ее так называемый «кочан» состоит из корот-кого стебля с многочисленными пере-крывающими друг друга листьями. По существу, кочан представ-ляет собой крупную видоизмененную почку, т. е. зачаточный побег. Материал с сайта
Довольно распространенными видоизменениями побегов или их частей являются колючки (рис. 141). У барбариса, кактусов в колючки превращаются листья, у белой акации прилистники, у астрагалов — черешок листа после опадения листовой пластин-ки. У дикой яблони, груши, боярышника в колючки превращаются стебли некото-рых боковых побегов.
У многих лазящих растений имеются усики. У гороха, например, в усики пре-вращается верхняя часть сложного листа (рис. 142), у винограда — побеги.
Наиболее интересные видоизменения листьев можно наблюдать у насекомо-ядных растений. Они растут на очень бедных почвах. Недостаток питания эти растения восполняют ловлей и перева-риванием живой добычи — насекомых и других мелких животных. Для этого у них имеются особые листья-ловушки — ловчие аппараты. Например, у росянки листья покрыты волосками с липкой жидкостью, которая и удерживает насекомое (рис. 143).
