Вегетативные органы растений. Стебель и его функции.
Вегетативные органы высших растений. Строение и функции листа.
Лист - один из основных органов высших растений, занимающий боковое положение на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации (испарение воды растением) и газообмена (доставка к тканям и выведение из них диоксида углерода и кислорода).
Листья весьма разнообразны по форме и внутреннему строению. У двудольных они обычно состоят из пластинки и стеблевидного черешка. Листья, лишенные черешков, называются сидячими. У большинства однодольных основание листа расширено в охватывающее стебель влагалище. Расположение листьев на стебле может быть спиральным (очередным), супротивным (попарным) или мутовчатым (по три или более листьев в узле).
Типичное анатомическое строение листовой пластинки отражает ее приспособленность к выполняемым функциям. С обеих сторон она покрыта кожицей (эпидермисом). Наружные клетки кожицы покрыты слоем воскоподобного вещества – кутина, предохраняющего лист от перегрева и излишнего испарения воды. В клетках кожицы нет хлоропластов, поэтому они беспрепятственно пропускают свет в основным тканям листа, прежде всего к хлорофиллоносной паренхиме (хлоренхиме). Эта ткань образует мякоть листа, или мезофилл, в клетках которого сосредоточены хлоропласты и происходит фотосинтез. Мезофилл чаще всего дифференцируется на палисадную (столбчатую) и губчатую паренхиму. Остальные ткани обеспечивают нормальную работу мезофилла. Покровная ткань – эпидермис – регулирует газообмен и транспирацию.
Стебель – осевая часть побега, состоящая из узлов и междоузолий. Главные функции стебля:
- опорная (механическая) функция; обеспечивается наиболее благоприятное для фотосинтеза расположение листьев
- проводящая функция: двустороннее передвижение веществ (от корней к листьям, от листьев к другим органам)
- накопление питательных веществ
- фотосинтез (молодые стебли, имеющие под эпидермой хлоренхиму)
- образование придаточных корней (важно при вегетативном размножении растений побегами)
Анатомическое строение стебля соответствует его главным функциям. В нем развита система проводящих тканей, которая связывает воедино все органы растений. С помощью механических тканей стебель поддерживает все наземные органы и выносит листья в благоприятные условия освещения. В стебле имеется система меристем, поддерживающая нарастание тканей. Нарастание стебля в толщину в толщину обеспечивается вторичной образовательной тканью – камбием.
В центре стебля (древесные растения) обычно располагается небольшой участок тонкостенных клеток – сердцевины, в которых накапливаются запасные питательные вещества. Сердцевина окружена толстым слоем древесины (вторичной ксилемы). В состав древесины входят водопроводящие элементы (сосуды), механическая ткань (склеренхима), паренхима. По сосудам быстро передвигается вода с растворенными в ней питательными веществами от корней к листьям (восходящий ток). Древесина также выполняет опорную функцию (поддерживает тяжесть кроны) благодаря наличию механической ткани (склеренхимы).
Живые элементы древесины – лучевая и вертикальная паренхима, образуют систему, по которой передвигаются пластические вещества, синтезированные в листьях. Эти вещества по лубодревесинным лучам попадают в живые клетки древесины, где откладываются в виде запасных веществ (крахмала, жиров). Кроме сердцевинных лучей в древесине видны различной ширины годичные кольца, или кольца прироста. Такое кольцо образуется за счет развития камбия в течение одного вегетационного периода.
Снаружи от камбия расположена вторичная кора. В ее состав входят вторичная флоэма (луб), остатки первичной флоэмы и первичной коры, а также вторичная покровная ткань – перидерма. Луб состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами, вертикальных тяжей лубяной паренхимы и любяных волокон. С возрастом живые элементы луба и древесины отмирают, в результате чего луб обычно через год теряет способность к массовому транспорту веществ, в древесине этот процесс идет медленнее.