Метаморфозы побега — это различные формы видоизменений побегов как надземных, так и подземных. У древесных растений, которые представлены деревьями и кустарниками, существуют многолетние надземные, сильно одревесневшие побеги, не отмирающие на зиму. Деревья имеют хорошо развитый главный стебель или ствол, который может достигать большой высоты, и крону, как правило, состоящую из многочисленных более мелких боковых ветвей. Главный ствол кустарников, наоборот, или имеет слабое развитие, или недолговечен. Из пазушных и придаточных почек в его основании развиваются побеги, достигающие значительного развития (лещина, крушина, жимолость и т.д.).

Каудекс

Каудекс — это многолетняя своеобразная структура побегового происхождения, которая представляет собой одревесневшие нижние участки побегов, переходящие в деревянистый стержневой корень. Обычно развивается у многолетних трав и кустарников с хорошо развитым стержневым корнем. Наиболее часто растения с каудексом встречаются среди зонтичных (бедренец), бобовых (люрины люцерны), сложноцветных (полынь, одуванчик).

Каудекс несет на себе многочисленные почки возобновления, часть из этих почек могут быть спящими. Каудекс, как правило, служит местом отложения запасных питательных веществ. Обычно, каудекс бывает подземным, хотя в редких случаях бывает и надземным.

Листовые рубцы и закономерное расположение почек доказывает, что каудекс имеет побеговое происхождение. Каудекс отличается от корневищ способом отмирания: отмирание идет постепенно от центра к перифериисам орган при этом растрескивается и делится продольно на отдельные участки партикулы. По этой причине процесс членения называют партикуляцией. Необходимо отметить, что для старых растений характерна партикуляция.

Особенно сильно каудекс выражен у полупустынных, пустынных и высокогорных растений. Каудексы некоторых видов растений могут достигать огромных размеров и массы. Например, у представителей рода Пангос до 15 кг и даже выше. В систематическом отношении, каудексовых растений часто встречаются среди бобовых (люцерна), зонтичных (бедренец) и сложноцветных (полынь, одуванчик).

Любопытная лиана (Dioscorea mexicana)

Характерной чертой любопытной лианы (Dioscorea mexicana) (см. рисунок выше) является наличие огромного и многолетнего (более 75 лет) каудекса. Из-за этого растение называют слоновьей диоскореей, хотя ее опробковевший каудекс больше похож на панцырь большой черепахи.

Корневище

Корневище является долговечным подземным побегом растения, выполняющим функции вегетативного возобновления, размножения и очень часто отложения запасов. Как правило, корневище не несет зеленых листьев, но имеет четкую метамерную структуру. В этом его существенное отличие от корня. Узлы корневища выделяют по листовым чешуйкам, рубцам или пазушным почкам. Обычно на корневище формируется множество придаточных корней, которые располагаются или мочками в узлах, или поодиночке. В своей старой части корневище постепенно отмирает, при этом нарастает верхушкой. Если корневище ветвится, образуется целая куртина надземных побегов, фактически принадлежащих одной особи. Подобные куртины называют клоном. Клональная форма роста встречается у многих растений.

В природе существует два способа формирования корневищ.

1. Побег некоторых растений первоначально полностью надземный. Этот побег несет и чешуевидные, и зеленые розеточные листья. Листья со временем отмирают, в свою очередь, стеблевая часть втягивается в почву, где происходит ее утолщение за счет отложения запасных веществ и превращение в корневище. Т.е. структуру побега можно разделить на две фазы: надземную и подземную. В ходе онтогенеза действительно происходит метаморфоз побега, т.е. он претерпевает превращение в буквальном смысле этого слова. Подобные корневища называются погружающимися надземнорожденными. Они характерны, например, для таких растений: медуницы, гравилата, земляники, манжетки и т.д.

Погружающееся надземнорожденное корневище

2. Корневища других растений изначально имеют подземное происхождение. Их фаза роста начинается из почки, расположенной под землей. Это характерно для очень многих многолетних трав и кустарников: купена, пырей, вороний глаз, вероника длиннолистная и т.д. В данном случае корневища, как правило, тонкие и основная их функция — вегетативное размножение.

Корневище подземного происхождения

Клубни и подземные столоны

Клубни и подземные столоны — это утолщения подземного побега, как, например, у картофеля или топинамбура.

Клубневые утолщения развиваются на концах подземных стеблей — столонов. Столоны в отличии от корневищ недолговечны, как правило, в течение вегетационного периода они разрушаются. В клубнях в основном разрастаются паренхимные клетки сердцевины. При этом проводящие ткани слабо развиты и заметны только на границе сердцевины и коры.

Для того, чтобы лучше перенести зиму, клубни снаружи покрываются перидермой с толстым слоем пробки. На клубне есть и листья, которые рано опадают, оставляя рубцы, в виде так называемых глазков клубня. В каждом таком глазке располагается по 2-3 пазушных почки. В последствии из этих почек прорастает только одна. Как только наступают благоприятные условия почки, питаясь запасными веществами клубня, легко прорастают и вырастают в самостоятельное растение. Т.е. третьей ведущей функцией подземных побегов является вегетативное возобновление и размножение. Самые крупные клубни встречаются у окультуренных растений азиатского ямса из семейства диоскорейных (Dioscorea alata). Их вес может достишать до 50кг! По вкусу они похожи на картофель и их употребляют в пищу аналогичным образом.

У некоторых видов растений образуются довольно своеобразные листовые клубни (к примеру, у тонколистного сердечника) Они представляют собой видоизмененные листовые пластинки, которые располагаются на черешках корневищ. У этих листовых клубней есть лопасти, перистое жилкование и даже ткань мезофилла, но приспособлены они для откладывания запасного крахмала и являются бесхлорофильными.

Клубнелуковица

Клубнелуковица встречается у гладиолусов. По внешнему виду она похожа на луковицу.

На рисунках выше: 1 — придаточные корни; 2 — стебель (клубень); 3 — кроющие чешуи; 4 — пазушные почки; 5 — верхушечная цветочная почка; 6 — зачатки листьев

Однако, если ее разрезать вдоль, то на продольном срезе мы увидим, что ее стеблевая часть сильно развита и превращена в клубень. (см. рисунок ниже). Этот клуюень содержит запасные вещества. Снизу у клубнелуковицы вырастают многочисленные придаточные корни, образуя мочковатую систему. В том числе среди них есть и контрактильные или втягивающиеся корни.

Луковица

Еще одним видом сильно укороченного подземного побега является луковица.

В отличии от клубня луковица имеет сравнительно небольшую стеблевую часть, так называемое донце. К донцу крепятся сочные и многочисленные листья, называющиеся луковичных чешуй, которые налегают друг на друга. К примеру, у лука, растущего практически на любом огороде, снаружи эти мясистые чешуи покрыты защитными пленчатыми сухими чешуями. Сочные чешуи луковицы — это на самом деле только низовые питающие листья побега. А верхние зеленые листья располагаются в верхушечной почке донца.

Луковица — сильно укороченный подземный побег

На рисунках выше: К — придаточные корни; Д — донце; П — вегетативная почка; ЦВ — цветонос; Ч — чешуи (кроющие и запасающие); Л — листья

Все луковицы можно разделить на две категории: со столонами (или корневищами) и без столонов.

Характерной чертой луковиц со столонами является то, что они могут размножаться откидышами. Т.е. из донца луковицы отрастают столоны, удлиняющиеся в почве горизонтально. После этого от них на некотором расстоянии от материнской луковицы образуется новая луковица или откидыш. Эта новая луковица укореняется и спустя несколько лет может сама зацвести. Примером растений, относящимся к этой категории, являются дикорастущие виды лука и некоторые тюльпаны.

Луковицы со столонами размножаются откидышами

С луковицами без столонов, я думаю, знакомы все без исключения. В овощеводстве и цветоводстве они служат обычным посадочным материалом.

У чеснока — луковицы без столонов

В пазухах сочных листьев образуются дочерние луковицы, их еще называею зубки или детки. Эти дочерние луковицы развиваются до цветения. Например, много таких луковичек развивается у всем известного чеснока.

Детки или зубки луковицы без столонов

В паренхимных клетках сочных чешуй происходит запасание воды благодаря тому, что эти клетки вырабатывают особые слизистые вещества, сильно набухающие в воде и удерживающие ее. В основном луковичные растения ведут себя как эфемероиды. Надземные побеги этих растений существуют сравнительно короткое время. Они появляются ранней весной, а отмирают уже в начале лета. Можно сказать, что эти растения как бы «убегают от засухи».

Стеблевые суккленты

Стеблевые суккленты, как правило, обладают мясистыми стеблями, а вот их листья превратились в колючки, что ведет к уменьшению транспирации. Примером таких стеблевых суккулентов являются хорошо известные нам американские кактусы, а также африканские молочаи, менее известные у нас, но очень похожие на кактусы.

Американские кактусы — пример стеблевых суккулентов

Африканский молочай похож на кактус

Кочан

У самой обычной культурной капусты можно наблюдать очень интересный случай метаморфоза почки в суккулентный орган — кочан.

Капуста — это двулетнее растение. В первый год у нее появляются розеточные, немного суккулентные листья, затем почка сильно увеличивается в размерах и превращается в кочан, который мы и употребляем в пищу. Масса кочана может достигать 45 кг. После зимы на второй год существования, как и все двулетники, капуста выкидывает удлиненный цветоносный побег.

Колючки

Здесь речь пойдет о колючках побегового происхождения.

У различных растений довольно часто встречаются разнообразные шипы и колючки. Эти шипы и колючки могут иметь разное происхождение. К примеру, у таких растений, как облепиха, боярышник и дикая яблоня, колючки побегового происхождения, т.е. это видоизмененные укороченные побеги. Часто в начале они развиваются как обычные облиственные побеги, атем одревесневают и утрачивают листья. У таких колючек, как правило, защитная функция является второстепенной, а в первую очередь они предназначены для уменьшения транспирации.

Колючки у растений

Следующий шаг в недоразвитии листьев, а также передачи их функций зеленым стеблям ведет к образованию таких метаморфизированных органов, как филлокладии и кладодии.

Филлокладии

Филлокладии происходят от греческих слов филлон — лист и кладос — ветвь. Представляют собой плоские листоподобные стебли, а иногда даже и целые побеги. Из наиболее известных растений обладающих метаморфозами такого рода, являются иглицы (Ruscus). Растут эти растения в Крыму и на Кавказе, хотя их часто разводят и в домашних условиях. На листопобобных побегах иглицы образуются чешуевидные листья и соцветия (см. рисунок). Понятно, что такого никогда не встречается на нормальных листьях. К тому же, филлокладии как и листья имеют ограниченный рост.

Кладодии

Кладодиями называются уплощенные стебли. В отличие от филлокладиев Кладодии сохраняют способность к длительному росту. Кладодии относятся к видоизменениям, которые встречаются довольно редко, например, у таких растений, как австралийская мюленбекия.

Кладодии имеют способность к длительному росту

Кладодии — достаточно редкие видоизменения

Усики

Здесь пойдет речь об усиках стеблевого происхождения.

Усики стеблевого происхождения

Видоизменение пазушных побегов в усики встречается у некоторых лиан (например, всем известный виноград). Эти растения способны закручиваться вокруг опоры. Их стебель, как правило, не может самостоятельно сохранять вертикальное положение.

Тест с ответами: “Видоизменение побегов”

1. Как называется подземный стебель травянистых растений:
а) корневище +
б) луковица
в) клубень

2. Как называются подземные побеги, от которых отрастают клубни:
а) корневище
б) столоны +
в) лоза

3. Как называются почки на поверхности клубней:
а) побег
б) росток
в) глазок +

4. На какой части клубня больше ростков:
а) верхушка +
б) основание
в) слоевище

5. Какие растения образуют луковицы:
а) двулетние
б) однолетние
в) многолетние +

6. Одна из частей луковицы:
а) глазки
б) донце +
в) камбий

7. Одна из частей луковицы:
а) луб
б) столоны
в) чешуи +

8. Функция клубня:
а) запасающая +
б) выделение
в) защитная

9. Что есть у луковицы и нет у клубня:
а) стебель
б) придаточные корни
в) листья +

10. К какой части луковицы прилегают придаточные корни:
а) камбий
б) донце +
в) луб

11. У какого из этих растений есть луковица:
а) ирис +
б) папоротник
в) магнолия

12. Сходство клубня картофеля с побегом липы заключается в том, что у клубня есть:
а) листья
б) почки +
в) цветки

13. Луковица – видоизменённый побег, это доказывает наличие на ней:
а) плоского стебля – донца +
б) подземных столонов
в) главного корня

14. Корневище – видоизменённый побег, это доказывает наличие на корневище:
а) механических волокон
б) главного корня
в) плёнчатых чешуек +

15. К видоизменённым побегам относится съедобная часть:
а) картофеля +
б) моркови
в) свёклы

16. Сходство клубня картофеля с побегом тополя заключается в наличии:
а) листьев
б) почек +
в) глазков

17. Корневище – это видоизменённый:
а) придаточный корень
б) клубень
в) побег +

18. Клубень – видоизменённый побег, это доказывает наличие на клубне:
а) плоского стебля – донца
б) почек-глазков +
в) плёнчатых чешуек

19. Что представляет собой клубень картофеля:
а) видоизмененный стебель
б) корнеплод
в) подземный побег +

20. Верны ли следующие суждения о видоизменённых органах растений:
1. Корневище – это орган минерального питания растений.
2. В нижней части луковицы репчатого лука расположен плоский стебель – донце, на нём развиваются видоизменённые листья.
а) только 1
б) только 2 +
в) верны оба суждения
г) оба суждения неверны

21. Луковица – видоизмененный побег, встречающийся у:
а) лилии +
б) пырея
в) папоротника

22. Подземный побег можно отличить от видоизменённых корней по наличию у него:
а) корневых волосков
б) почек +
в) запасающей ткани

23. Какое растение размножается с помощью луковицы:
а) морковь
б) земляника
в) тюльпан +

24. Верны ли следующие суждения о видоизменённых органах растений:
1. Внутренние мясистые и сочные листья луковицы лука содержат запасы воды и питательных веществ.
2. На корневищах растений находятся плёнчатые чешуйки – видоизменённые листья.
а) верно только 1
б) верно только 2
в) верны оба суждения +
г) оба суждения неверны

25. Отличаются по строению, но являются видоизменениями одного и того же органа растения:
а) клубень картофеля и плод георгина
б) лист мака и стебель одуванчика
в) луковица тюльпана и корневище ландыша +

26. В результате утолщения боковых и придаточных корней образуются:
а) корнеплоды
б) корневые клубни +
в) корни-присоски

27. Усики гороха посевного – это видоизменённые:
а) листочки сложного листа +
б) прилистники
в) выросты побега

28. Верны ли следующие суждения о видоизменённых органах растений:
1. К видоизменённым корням относят корневища, клубни и луковицы.
2. У гороха имеются усики, которые представляют собой видоизменённые листья.
а) верно только 1
б) верно только 2 +
в) верны оба суждения
г) оба суждения неверны

29. Видоизменения частей стебля — приспособления, которые помогают растениям выжить и приспособиться к неблагоприятным обстоятельствам:
а) видоизменения побегов +
б) видоизменения цветка
в) видоизменения корня

30. Надземные части этих растений ежегодно к осени:
а) распускаются
б) отмирают +
в) бурно развиваются

Видоизмененные побеги

Корневая система и видоизменённые корни

Корни появляются у растения в первую очередь. Они закрепляют проросток в почве, снабжают его водой и минералами. Только после начала работы корня развивается побег. Из зародышевого корешка сначала выходит основной (главный) корень, позже на нём появятся боковые. Придаточные корни тоже играют очень важную роль в укреплении и размножении растения. Они способны расти на старых корнях, на листьях и стеблях. Корни одного растения вместе называются корневой системой. У папоротников, хвощей и плаунов корневая система состоит только из придаточных корней. У семенных в зависимости от наличия или отсутствия тех или иных групп корней выделяют морфологические группы корневых систем.

Корневая система

Корневая система бывает:

  • гоморизной– состоит только из придаточных корней. Первично гоморизная есть у высших споровых, так как у них нет семени, и главный корень там не закладывается. Вторично гоморизная – у семенных, у которых рано отмирает основной корень (мятликовые, лилейные, осоковые, одуванчик, картофель и др.).
  • аллоризной – та, в которой выделяют главный, разветвлённые боковые и придаточные корни.

Типы корневых систем устанавливают и по другим признакам (см. схемы 1, 2).

Схема 1.

Схема 2.

Аллоризная, или стержневая корневая система Вторично гоморизная, или мочковатая корневая система

Видоизменённые корни

Вследствие смены функций, корневая система изменяет и своё строение. Это закрепляется в генотипе растения и передаётся из поколения в поколение. Видоизмененные корни, связанные с выполняемой ими работой, бывают очень разными.

  • Корни-прицепки. Если побегу по какой-то причине нужно подняться вверх, используя опору, он превращает свои придаточные корни в прицепки. Такие видоизменённые корни есть у многих лиан, например, у плюща.

Корни-прицепки плюща

  • Корни-присоски развиваются у облигатных и факультативных растений-паразитов. С их помощью повилика проникает в тело растения-хозяина и получает от него питательные вещества.

Повилика

  • Микориза (грибокорень) – тесный симбиоз корня и гифов грибов. За счёт этого сожительства у растений увеличивается всасывающая поверхность и количество получаемой ими воды, минеральных и органических веществ. Гриб получает от растения сахара и другие полезные компоненты. Симбиоз не исключает того, что гриб на определённых этапах жизни может просто паразитировать на растении, а растения часто «переваривают» гифы грибов. Поэтому микоризу можно рассматривать как своеобразный тип паразитизма.

Гифы проникают в корень через корневые волоски, растут по межклетникам и закрепляются в коре в зоне поглощения корня. Если гифы образуют чехол, расположенный снаружи корня, то говорят об эктомикоризе. Этот тип характерен для кустарников и деревьев. Эктомикориза способна заменять корням корневые волоски, которые при этом часто не развиваются совсем. Если все гифы находятся внутри корня, то микоризу именуют эндомикоризой (лук, злаки, грецкий орех, виноград). Большинство современных трав и деревьев образуют микоризу, а орхидеи, верески и грушанки вообще не могут жить без симбиоза с грибами.

  • Бактериальные клубеньки на корнях бобовых – видоизмененные корни боковых, приспособление к симбиозу с бактериями из рода Rhizobium. Эти микроорганизмы проникают внутрь молодых корней через корневые волоски и вызывают образование клубеньков. Бактерии находятся в цитоплазме клеток бактероидной ткани. Снаружи клубенёк покрыт перидермой, между ней и бактероидной тканью находятся проводящие пучки, связанные с проводящей системой материнского корня. Между клетками корня и бактериями существует тесное биохимическое взаимодействие. Бактерии фиксируют азот из воздуха почвенных скважин и делятся им с растением. Сами же от них получают органические вещества. Это очень важный для нас симбиоз. Благодаря нему бобовые очень богаты белками из-за большого количества азота, доступного им. Кроме бобовых, и другие растения способны образовывать симбиоз с азотфиксирующими бактериями, это лох, ольха, облепиха, подокарпус и др.

Бактериальные клубеньки на корнях клевера

  • Ходульные корни (корни-подпорки) образуются у деревьев мангровых зарослей. У ризофоры (Rhizophora) от ствола отходят мощные придаточные видоизменённые корни, которые, достигнув земли, разветвляются и врастают в неё. Благодаря ходульным корням деревья приобретают большую площадь опоры и удерживаются на зыбком илистом грунте даже во время отливов. Такие же корни есть и у растений со слабым стеблем, живущих в других природных комплексах, например у форм индийских баньянов.

Ходульные корни мангровых обитателей Корни-подпорки баньяна

  • Дисковидные видоизменённые корни характерны для крупных деревьев, растущих в тропических дождевых лесах. Они развиваются у основания ствола и обеспечивают их дополнительной опорой.

Дисковидные корни

  • Воздушные корни. Эти видоизмененные корни формируется у многих тропических эпифитов, например, у орхидей, бромелий. Эпифиты используют деревья, чтобы подняться по ним к свету. Воздушные корни орхидей свободно висят в воздухе, они приспособлены к поглощению влаги, попадающей на них в виде росы или дождя. На поверхности воздушных корней образуется особая покровная ткань – веламен. Она похожа на ризодерму, но отличается многослойностью и тем, что её клетки отмирают. Поэтому воду веламен впитывает не осмотическим, а капиллярным путём.

Воздушные корни смоковницы Эпифитное растение бромелия

  • Дыхательные корни (пневматофоры)развиты из подземных боковых корней у мангровых тропических деревьев, обитателей болотистых побережий океанов, в полосе приливов и отливов. У авиценнии (Avicennia) дыхательные корни растут вертикально вверх. На их концах в перидерме находится много чечевичек, связанных с аэренхимой (воздухоносной тканью). По этим тканям воздух поступает в подземные органы растения.

  • Втягивающие корни (контрактильные). Это боковые или придаточные корни, способные укорачиваться у основания, что приводит к втягиванию побега на глубину. Их можно узнать по поперечному утолщению с морщинами. Втягивающие корни помогают побегу (луковице, корневищу, клубнелуковице и др.) находить удобное положение в почве. Там, где климатические условия требуют переживания суровой зимы, они помогают многолетним растениям спрятаться на глубину и пережить суровые условия их почкам возобновления. У некоторых растений с укороченным стеблем втягивающие корни обеспечивают плотное прилегание розеток к земле (одуванчик, подорожник). Контрактильные корни есть у пролески, шафрана, лука, наземных орхидей.

  • Запасающие корни чаще бывают сильно утолщёнными и богатыми паренхимными клетками. Запасающая основная ткань находится в сердцевине, первичной коре и древесине видоизменённого корня. Утолщённые боковые или придаточные корни любки, георгины, батата, чистяка называются корневыми шишками, или корнеклубнями. У двулетних на первый год жизни, реже у других стержнекорневых растений, появляется образование, называемое корнеплодом. Запасая вещества, он помогает растению пережить период покоя и завершить развитие в нужное время. В образовании корнеплода участвует главный корень и переходная между стеблем и корнем (гипокотель) ткань. У моркови почти весь корнеплод, за исключением верхней части составлен корнем. У репы корень образует лишь самую нижнюю часть корнеплода, а его основная часть сформирована гипокотелем. У редиса даже разные сорта характеризуются разной степенью участия стебля и гипокотеля в формировании корнеплода. Корнеплоды и корнеклубни формируют придаточные почки и служат для вегетативного размножения. Сочные и крупные корнеплоды культурных растений появились в результате длительного искусственного отбора.

  • Корневые отпрыскиобразуются из придаточных почек, возникающих на корнях многих двудольных. Они развиваются в надземный побег и ещё называются корневой порослью. Обычно такие видоизменённые корни есть у многолетних растений, таких как вишня, малина, сирень, осина, тополь и др. Корневые отпрыски служат для вегетативного размножения. Растения, выросшие из поросли одной особи называют клонами.

Тест по теме: корневая система

Тест по теме: строение и видоизменение корней цветковых растений

Строение побега в биологии

Интереснейшая наука ботаника рассказывает о том, что окружает нас — деревьях, растения и цветах, о том как растут и развиваются данные представители растительного мира.

Сегодня мы рассмотрим внешнее строение побега растения, узнаем, какие они бывают, из чего состоят, какую функцию выполняют и многое другое.

Что такое побег растения

Побег — это развившийся за лето стебель с почками и листьями. Он может выполнять множество функций, главная из которых — обеспечить воздушное питание (в биологии – процесс производства углеводов путем фотосинтеза).

Побег обладает наибольшей изменчивостью среди всех прочих элементов растения.

Строение побега

Подписи к рисунку раскрывают основные элементы строения побега, принятые в ботанике.

  • Стебель служит опорой листьям, подводит к ним воду от корней. Также в стебле хранятся запасы питательных веществ;
  • Почка. Сложный орган, зачаток будущих листьев и соцветий;
  • Пазуха. Угол, образованный стеблем и прикрепленным к нему листом;
  • Пазушная почка. Находится в пазухе у основания листа. Потенциально может развиться в побег;
  • Узел. Область на стебле, откуда растет лист. В этом месте обычно образуется нарост. Размещение узлов напрямую относится к расположению листьев на стебле. Различают супротивное, мутовчатое (кольчатое) и очередное листорасположение;
  • Междоузлие. Зона стебля от одного узла до другого.

Ветвление и кущение побегов

Ветвление — рост происходит из пазушных почек. Повторяясь на каждом побеге, позволяет охватить большое пространство для развития листвы.

Кущение — новые побеги растут только из нижних почек, расположенных на уровне земли. Таким образом куст – это множество побегов, растущих из единого корня. Многолетние кусты с большим количеством плотно расположенных побегов называют дерновинами.

Типы ветвления побегов

У разных групп растений можно встретить разные виды ветвления. Все их разнообразие сводится к нескольким главным типам: дихотомический, моноподиальный и симподиальный:

  • Дихотомический. Верхушечная почка делится надвое, образуя 2 новых побега. Распространена у древних, примитивных форм – водорослей, мхов и папоротников;
  • Моноподиальный. Верхушечная почка служит исключительно росту побега. Ветвление происходит в результате развития боковых пазушных почек. Примеры монопоидального ветвления широко представлены у хвойных;
  • Симподиальное. Схоже с моноподиальным. Одна из верхних пазушных почек пускает побег, который отклоняет главный стебель в сторону. Цикл повторяется, образуя широкую разветвленную крону. Современные высшие растения, в большинстве, принадлежат к симподиальному типу.

Строение почек

Почка представляет собой спящий зачаток побега, междоузлия которого сильно сокращены.

Морфологические различия почек весьма значительны:

  1. Вегетативные. Зачаточные стебель, листья и конус нарастания прикрыты чешуйками.
  2. Генеративные. Будущие соцветия в спящем состоянии. В них также присутствует зародышевый побег.
  3. Смешанная. Сочетает свойства вегетативной и генеративной почки. Характерна для плодовых деревьев – яблони, сливы, вишни.
  4. Верхушечная. Здесь происходит активное деление клеток, рост побега. Не образует листьев и соцветий.
  5. Пазушная. Появляется в узлах у основания листа и потенциально становится побегом.
  6. Придаточная. Имеет схожую с пазушной функцию, но закладывается в междоузлиях или корневой системе. К примеру, у домашней бегонии такие почки формируются по краям листа.
  7. Спящая. Служит своеобразным резервом. Такие почки долгие годы неактивны и распускаются только если повреждена верхушечная почка. Обычны у деревьев умеренного пояса, приспособленных к сезонным изменениями климата.
  8. Почка возобновления. Появляются в конце периода вегетации, осенью. Зимуют в спящем состоянии, весной дают новые побеги.

Видоизменение побегов

Возникло как форма приспособления к окружающей среде. Выделяют несколько основных типов видоизменений.

Виды побегов Функции Примеры растений
Видоизменение подземных побегов
Корневище Запасы энергии, восстановление, размножение Пырей, крапива, ландыш, ирис
Клубень Запасы энергии, восстановление, размножение Картофель, топинамбур
Луковица Запасы энергии, восстановление, размножение Репчатый лук, тюльпан, нарцисс
Видоизменение надземных побегов
Колючки Защитные функции Акация, роза, дикая яблоня
Усики Опора для стеблей Тыква, виноград

Видоизменение подземных побегов

Имеют большое сходство с корнями, но имеют специфические признаки – узлы, видоизмененные бесцветные листья и почки.

Видоизменение надземных побегов

В особую форму побегов выделяют колючки и усы. Они не имеют определяющих признаков, таких как почки, но всегда расположены в узлах и пазухах, что характерно для побегов.

Вегетативное размножение растений

При вегетативном размножении дочернее растение образуется из части старого. В биологии такого рода размножение называют бесполым. В искусственной форме широко применяется садоводами.

В таблице ниже схематически представлены основные виды вегетативного размножения.

Способ размножения Рисунок Описание Примеры
Естественное
Корневищами Старый отводок погибает, стебель с придаточными корнями становится дочерним растением. Пырей, ландыш, ирис
Луковицами У донца зарождаются маленькие луковки, готовые стать самостоятельными растениями. Нарцисс, тюльпан, лилия
Усами Особый побег на верхушке усика укореняется и начинает развиваться. Земляника, лютик ползучий
Черенками В природе сломанная ветка может пустить корни. Ива, тополь
Корневыми отпрысками На корнях развиваются особые почки, с которых начинается новое растение. Осина, сирень, осот
Клубнями У клубня часть почек превращается в корнеподобные столоны, где возникают новые клубни. Картофель
Листьями У отломившегося листа, при благоприятных условиях, появляется придаточная почка, дающая жизнь растению. Фиалка
Искусственные
Делением Куст или дерновина разделяется, разделенные части развиваются в полноценные кусты. Ирис, сирень, малина
Отводками Ветви пригибаются, присыпаются землей. Когда отводок пускает корни его отделяют и пересаживают. Крыжовник, смородина
Прививка Приращение части одного растения к другому. Плодовые кусты и деревья

Заключение

В природе полно загадок, а необычное рядом. Даже дети уже знают, как размножается картофель, а опытные огородники вовсю применяют знания о строении побега и размножении растений на практике, выращивая кусты смородины и получая хороший урожай ежегодно.

Видоизменения побега. Размножение растений и грибов

Видоизменения побега. Размножение растений и грибов

Видоизменения побега

Большинство видоизменений (метаморфозы) побега связаны с выполнением дополнительных функций. Видоизменяются как надземные, так и подземные части побега.

Корневище

Корневище — это видоизмененный подземный побег. По внешнему виду похож на корень. Отсутствуют корневой чехлик, корневые волоски. Развиты узлы и междоузлия. Имеет зачатки листьев в виде чешуек, в пазухах которых есть почки. Из этих почек развиваются надземные и подземные побеги. По форме могут быть тонкими и длинными (у пырея, осоки) или толстыми и короткими (у ирисов, щавеля). В почве размещается горизонтально (вороний глаз, ландыш) или вертикально (валериана, чемерица). Растет верхушкой, где размещена верхушечная почка. На корневище могут формироваться дополнительные корни. Выполняет функции отложения питательных веществ, восстановления, иногда – вегетативного размножения. Продолжительность жизни – от 2-3 лет до нескольких десятков.

Образование корневища характерно для многолетних травянистых растений, но иногда встречается у кустарников (брусника, черника и т. п.).

Надземные столоны (усы, кнуты)

Надземные столоны (усы, кнуты) — это ползучие побеги, которые существуют временно. Служат для вегетативного размножения.

На усах (у земляники и др.) не развиваются листья. Стебли тонкие с очень длинными междоузлиями. Верхушечная почка загибается кверху на конце стебля и развивается розетка листьев, которая легко укореняется. После укоренения столоны отмирают.

Кнуты

Кнуты – это надземные столоны, имеющие зеленые листья и принимающие участие в фотосинтезе.

Клубни

Клубни утолщенные, мясистые видоизменения стебля, имеют одно или несколько междоузлий. В клубнях откладывается запас питательных веществ. Бывают надземными и подземными. Надземные – это утолщения главного стебля (кольраби) или боковых побегов (у некоторых видов орхидей). Подземные клубни образовались вследствие утолщения подсемядольного колена (редька) или подземных побегов (верхушки столона) (картофель, цикламен, топинамбур). Листья видоизменены в опадающие чешуйки. В пазухах клубней есть почки, которые называются глазками. Каждый глазок имеет три и больше почки. Одна из них прорастает, а другие остаются спящими. Развиваются преимущественно на дочерних побегах – столонах, которые возникают из почек, расположенных у основания главного побега. Столоны имеют вид белых тонких стеблей, растут горизонтально и несут бесцветные чешуевидные листья. Из верхушечных почек столонов развиваются клубни.

Каудекс

Каудекс многолетний орган, который бывает подземным или надземным (реже). Встречается у многолетних трав и полукустарников, у которых хорошо развит стержневой корень. Имеет много спящих почек, запасает питательные вещества. Каудекс иногда вместе с корнем называют стеблекорнем. Образуется из коротких основ отмирающих цветоносных побегов (василек) или из погруженных в почву укороченных осей розетковых побегов (клевер горный).

Луковицы

Луковицы – это подземные или надземные очень короткие видоизмененные побеги. Имеют разную форму (шарообразную, яйцеобразную, продолговатую) и плоский, укороченный, недоразвитый стебель, который называется донышком. От него отходят дополнительные корни и листья. Характерны для тюльпанов, лука, чеснока, лилий, нарциссов и т. п. Внутренние листья – толстые, мясистые, сочные, неокрашенные, которые запасают воду и питательные вещества, преимущественно сахара. В пазухах они имеют пазушные почки, из которых потом развиваются зеленые листья. Внешне листья имеют вид сухих, тонких, окрашенных чешуек. Внешние чешуйки выполняют защитную функцию. На верхушке донышка расположена верхушечная почка, которая может развиваться в надземный побег или новую луковицу. У некоторых растений (чеснок) в пазухах чешуек из пазушных почек образуются дочерние луковицы – детки.

Клубнелуковицы

Клубнелуковицы занимают промежуточное положение между клубнем и луковицей. Имеют сухие, пленочные видоизмененные в чешуйки листья, как у луковиц. Питательные вещества откладываются в мясистой стебельной части, которая приближает клубнелуковицы к клубням. Характерны для гладиолусов, шафранов и т. п.

Растения, живущие в засушливых местах (суккуленты), приспособлены для накопления воды. Они утолщены, часто имеют видоизмененную листву (колючки).

Размножение растений и грибов

Это способность воспроизводить себе подобных. По способу размножение можно разделить на половое и бесполое.

Бесполое размножение

Бесполое размножение растений происходит вегетативно и с помощью органов бесполого размножения. Органами бесполого размножения растений и грибов являются спорангии и зооспорангии. Размещены они или одиночно, или собраны вместе в сложные структуры (стробилы хвощей и плаунов, плодовые тела грибов).

Половое размножение

Половое размножение растений

Органы полового размножения растений и грибов обеспечивают образование и созревание половых клеток, процессы оплодотворения, а у семенных растений (голо- и покрытосеменных) – еще и опыления. У низших растений наблюдаются разные способы полового размножения: изогамия (половые клетки подвижные и одинаковые по размеру), анизогамия (половые клетки подвижные, но разные по размеру), оогамия (женская клетка больше по размеру и неподвижная, мужская – подвижная), конъюгация. Женские половые органы высших споровых растений – мхов, папоротников, хвощей, плаунов – имеют название архегонии, а мужские – антеридии. У высших растений архегонии и антеридии всегда многоклеточные. В голосеменных архегонии сохраняются, антеридии – нет. Мужской гаметофит редуцируется до двух клеток – сифоногенной и генеративной. У покрытосеменных растений органом семенного размножения является цветок.

Вследствие слияния гамет развивается зигота. Из зиготы развивается зародыш. Из зародыша возникает проросток, а из него – взрослое растение.

В жизненном цикле растений наблюдается чередование двух поколений: полового и бесполого. У многих водорослей основным является половое поколение. Диплоидной бывает лишь зигота. У некоторых водорослей половое и бесполое поколения почти не отличаются, у некоторых преобладает бесполое, половое – реже. У высших растений половое поколение (гаметофит) и бесполое (спорофит) отличаются. У высших споровых растений гаметофит не зависит от спорофита, оплодотворение зависит от наличия воды. У семенных растений гаметофит зависит от спорофита, а оплодотворение не зависит от наличия воды.

В процессе эволюции растений гаметофит все уменьшается, а спорофит все больше совершенствуется. У разноспоровых гаметофит уменьшается до размеров споры. У семенных растений гаметофит не покидает спорофит и питается за его счет.

Генеративные органы покрытосеменных

К генеративным органам покрытосеменных относят цветок, плод и семена.