Юлия Килякова - Водные растения

• Название: Водные растения
• Автор: Юлия Килякова
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2013

В практикуме изложены лабораторные работы по цитологии, гистологии, органографии и систематике водных растений. Каждая работа содержит краткий справочный материал, описание хода работы, контрольные вопросы.

---

Аэрация корней у таких растений затруднена, поэтому часть боковых подземных корней, проявляя отрицательный геотропизм, растут вверх и поднимаются над почвой. Диаметр пневматофоров составляет от 9 до 12 см, они проходят сквозь почву и возвышаются над ее поверхностью на 20-30 см. Располагаются дыхательные корни близко друг от друга, вокруг одного растения их образуется огромное количество – вокруг ствола значительная площадь бывает покрыта торчащими из почвы веретеновидными корнями. Для дыхательных корней характерны многочисленные чечевички и сильно развитая система межклетников, которые обеспечивают газообмен между растением и атмосферным воздухом.

Рисунок 14 – Метаморфозы корней. Дыхательные корни мангрового дерева во время отлива (по В.В. Алехину)

Воздушные корни свойственны эпифитам тропических лесов (семейство орхидные, ароидные). Они достигают иногда огромной длины и растут очень быстро, до 10-15 см в сутки. Воздушные корни могут поглощать воду непосредственно из воздуха (рисунок 15).

1 – эпифитная орхидея с воздушными корнями; 2 – часть поперечного разреза воздушного корня орхидеи; в нижней наружной части – слои мертвых клеток, поглощающих воду.

Рисунок 15 – Метаморфозы корней. Воздушные корни (по Л.И. Курсанову и соавт.)

Ходульные корни служат опорой для тропических деревьев, растущих на заболоченных почвах или в полосе прилива (рисунок 16). Такие видоизменения корней свойственны растениям мангров.

Рисунок 16 – Метаморфозы корней. Ходульные корни у пандауса (по А.Л. Тахтаджяну)

Растения мангров подвержены наиболее сильному воздействию мощных волн и ветров. Ходульные корни по происхождению являются придаточными, они растут от стволов на уровне воды, идут вниз и прочно укрепляют дерево в зыбком иле. У ряда видов характерным является отмирание и сгнивание системы главного корня и нижней части ствола. Живая часть растения, несущая крону, висит в воздухе, поддерживаемая в вертикальном положении придаточными корнями, очень похожими на ходули.

Для наиболее крупных деревьев, растущих в дождевых тропических лесах, характерны досковидные корни (рисунок 17).

Рисунок 17 – Метаморфозы корней. Досковидные корни сейбы (по А.Л. Тахтаджяну)

Формируются досковидные корни из расположенных у поверхности почвы боковых корней, обладающих несимметричным утолщением. Первоначально эти корни имеют округлое сечение, но последующий затем односторонний вторичный рост верхней части придает им доскообразную форму. Взрослые деревья имеют досковидные выросты огромного размера – вверх по стволу они поднимаются на 3-5 м и на такое же расстояние расходятся в стороны по поверхности почвы. Толщина их невелика – 8-10 см. У таких деревьев, как правило, отсутствует главный (стержневой) корень и вся корневая система распространяется в почве до пятидесятисантиметровой глубины. Обычно досковидные корни образуют со стволом дерева единое целое, но у некоторых видов они развиваются на некотором расстоянии от ствола. В этом случае наглядно подтверждается их корневое происхождение. Гораздо менее выраженные досковидные корни можно встретить и у некоторых деревьев, растущих в умеренном климате, например у тополя, вяза или бука.

Корневые отпрыски служат для вегетативного размножения растений (рисунок 18). Они развиваются в надземные побеги из образующихся на корнях придаточных почек (сирень, слива, осина, вьюнок, осот и др.).

Рисунок 18 – Метаморфозы корней. Корневые отпрыски

Метаморфозы побега

Побег – очень изменчивый по внешнему виду вегетативный орган растения, он может выполнять различные функции. Метаморфозам могут быть подвержены как отдельные составные части побега (листья, стебли, почки), так и вся побеговая система.

Метаморфозы побега связаны с выполнением ими таких функций, как защитная, запасающая и вегетативного размножения.

У многих растений можно наблюдать различные метаморфозы листьев. У кактусов и барбариса листья становятся колючками, защищающими растение (рисунок 19).

1 – усик чины: пл – метаморфизированная пластинка листа, пр – прилистники; 2 – усики гороха: у – усики, лч – листочки сложного листа, пр – прилистники; 3 – лист непентеса, превращенный в ловчий кувшин; 4 – лист венериной мухоловки; 5 – листовой ряд у морозника от нормального зелёного листа (л) до прицветника (прцв); 6 – листовой ряд у яблони: а – в – почечные чешуи, г, д – переходные образования, е – зелёный лист перед развёртыванием, ж – зеленый лист в развёрнутом виде; 7 – листья барбариса: а – нормальный зелёный лист, б, в, г, д – переходные формы, е – пятилучевая колючка и ж – трехлучевая колючка.

Рисунок 19 – Метаморфозы листа

Колючки свойственны растениям, обитающим в сухом и жарком климате, хотя нередки они и у растений других климатических зон. Колючки выполняют две основные функции: уменьшают испаряющую поверхность и защищают стебли, стволы и листья от поедания другими животными.

Усики – это нитевидные органы, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. Листового происхождения усики имеются также у многих бобовых, при этом у гороха в усик превращается только верхушечная часть листа, а у чины вся листовая пластинка целиком (рисунок 19).

У насекомоядных растений (рисунок 19, 20) лист видоизменяется в ловчий аппарат, с помощью которого растение ловит насекомых и переваривает с помощью ферментов пищеварительных желез, компенсируя тем самым дефицит азотистых веществ (прежде всего азотистых). Чаще всего такие растения произрастают в районах болот, пресноводных водоемов тропической и умеренной широт.

1 – непентес; 2 – саррацения; 3 – жирянка.

Рисунок 20 – Насекомоядные растения

Часто листовой черешок уплощается и принимает форму листовой пластинки, такой метаморфоз называется филлодием (греч. phyllon – лист и eidos – вид).

Колючки побегового происхождения, как и колючки листового происхождения, выполняют в основном защитную функцию (рисунок 21). У одних растений в колючку превращается только верхушка побега (дикая яблоня, дикая груша, терн, слива, облепиха и др.), у других в колючку видоизменяется специализированный боковой побег полностью (грейпфрут, лимон, апельсин).

Растения, испытывающие недостаток влаги, используют в качестве фотосинтезирующего органа не листья с их активной транспирацией воды, а уплощенные побеги, или филлокладии (phyllon – лист, klados – ветвь). Их, в частности, можно увидеть у комнатного растения иглицы (рисунок 21).

Иглица понтийская, цветущее растение; а – тычиночный цветок; б – пестичный цветок; в – ветка с плодами: г – филлокладии с цветком.

Рисунок 21 – Метаморфозы побега

Часть побегов винограда видоизменяется в усики побегового происхождения, с помощью которых растение цепляется за опору и, не имея мощного стебля, поддерживает свое тело высоко над землей (рисунок 22).

1 – колючки побегового происхождения у боярышника; 2 – усики побегового происхождения у винограда культурного.

Рисунок 22 – Метаморфозы побега

Далеко не всегда побеги имеют надземное положение. Существует много типов подземных побегов, их происхождение обычно бывает связано с метаморфозом.

Корневище, или ризом, – многолетний подземный, иногда полупогруженный побег, являющийся органом вегетативного размножения и вместилищем запасных питательных веществ. Запасные вещества, главным образом крахмал, откладываются в стеблевой части. На корневище отсутствуют листья, но часто бывают заметны метамеры с узлами и междоузлиями, что позволяет отличать их от корней. Из пазушных и придаточных почек корневища развиваются надземные побеги, с их помощью корневище ветвится. Нарастая в верхушечной части, в более старой оно постепенно отмирает и разрушается. Разъединяющиеся при этом боковые ветви становятся самостоятельными растениями. Так происходит естественное вегетативное размножение растений.

У многих корневищных растений преобладает вегетативное размножение, семенное же ограничено. На корневище в изобилии образуются корни. Они по своему происхождению являются придаточными, поскольку отходят не от корня, а от органа, имеющего побеговое происхождение (рисунок 23).

Корневище 1 – осоки; 2 – ириса; 3 – купены; 4 – веха; 5 – аира.

Рисунок 23 – Метаморфозы побега

Формирование корневищ может осуществляться двумя способами. В первом случае подземный побег образуется из уже имеющегося надземного побега, на котором вначале отмирают листья, а затем появляются придаточные корни и втягивают часть побега в почву (так, например, формируется корневище у земляники). В другом случае корневище изначально формируется из почки, расположенной под землей. После этого за счет верхушечного роста часть подземного побега выходит на поверхность и формирует надземный побег.