Органы растений

У растений органом в широком смысле можно считать и одноклеточный гаметангий водоросли, и многоклеточный спорангий папоротника, и шишку хвойных, представляющую собой сложную систему видоизменившихся побегов, и цветок покрытосеменного растения и т. д. Основные органы - стебель, лист и корень.

Стебель с расположенными на нем листьями и почками называют побегом. Почки - это зачатки будущих побегов: в каждой из них можно обнаружить зачаточный стебель и зачаточные листья. Главная функция стебля - проведение веществ. Тот участок стебля, на котором расположен лист, называют узлом, а участок между соседними узлами - междоузлием. Угол, образованный отходящим от узла листом и находящимся выше этого узла междоузлием, - это пазуха листа. Если на узлах находится по одному листу, то такое листорасположение называют очередным, если по два (обычно они сидят на стебле один против другого) - супротивным, а если по три и более - мутовчатым.

Побег имеет верхушечную почку, благодаря которой он растет в длину, и боковые почки, из которых развиваются побеги; так происходит ветвление. Обычно боковые почки бывают пазушными - расположенными на узлах в пазухах листьев, но могут быть и придаточными - на междоузлиях. У многих растений придаточные почки возникают также на корнях и даже на листьях. Почку с зачатками только стебля и листьев называют вегетативной, а содержащую также зачаток цветка или соцветия - генеративной.

Типичный лист, основные функции которого - фотосинтез и тринспирация, состоит из листовой пластинки, черешка, прилистников и основания листа. У многих растений прилистники недолговечны, опадают, а у некоторых не развиваются вовсе. Лист, не имеющий черешка, называют сидячим. Листовая пластинка может быть цельной или в разной степени расчлененной, вплоть до возникновения отдельных листочков, сидящих на вершине черешка или на средней жилке, продолжающей черешок. Если эти листочки опадают каждый сам по себе, лист называют сложным в отличие от простых листьев, опадающих целиком, даже если их пластинки сильно расчленены. У листьев, расположенных в узлах супротивно или мутовкой, пазушные почки обычно образуются в пазухе каждого из них.

У растения, развившегося из зародыша, который находился в семени, самый нижний узел несет на себе первые листья - семядоли (или семядолю). Участок стебля, расположенный ниже этого узла и переходящий (в области, так называемой корневой шейки) в главный корень, называют подсемядольным коленом.

Кроме главного корня, развивающегося из корешка зародыша, у растений могут быть и придаточные корни, которые возникают на подсемядольном колене и на других частях стебля (чаще в узлах), а у ряда растений - и на листьях. Ответвления главного и придаточных корней называют боковыми корнями. Совокупность всех корней растения составляет его корневую систему. Основные типы корневых систем - стержневая и мочковатая. Первая характеризуется мощным развитием главного корня, более или менее обильно ветвящегося.

У растений, имеющих мочковатую корневую систему, хорошо развиты придаточные корни, а главный развит не лучше или прекращает развитие. Основные функции корней - всасывание и проведение веществ.

У многих растений некоторые из этих органов видоизменяются в связи с приспособлением к преимущественному выполнению функций, не типичных для этих органов. Так, ближайшая к корневой шейке часть главного корня (обычно вместе с подсемядольным коленом) может образовать корнеплод. Некоторые участки боковых корней, сильно утолщившись, могут превратиться в клубни. Стебли некоторых растений, функционально замещающие собой листья, уплощаются и даже становятся внешне похожими на них (например, у иглицы), настоящие же листья в этих случаях недолговечны или имеют вид мелких чешуек. У многих представителей семейства бобовых листовые пластинки частично или полностью превращаются в усики (фотосинтезируют здесь в основном прилистники). Листья целиком (барбарис) или лишь их прилистники (белая акация) могут превратиться в колючки. Очень своеобразны листья так называемых насекомоядных растений.

У многих растений видоизменившиеся побеги превратились в корневища (ландыш, пырей), луковицы (лилия, лук), столоны с клубнями (картофель), колючки (боярышник), усики (виноград). Определить морфологическую природу тех или иных видоизменений основных органов можно, зная закономерности взаимного расположения и сочетания этих органов. Так, например, в пазухе колючки листового происхождения находится почка или развившийся из нее побег, а колючка, сидящая в пазухе листа или над листовым рубцом (после опадения листа), - это видоизменившийся побег. На побеге, превратившемся в клубень, можно обнаружить пазушные почки, расположение которых повторяет расположение листьев на стебле, а на клубне корневого происхождения могут быть лишь придаточные почки, расположенные без такой закономерности.

Цветок представляет собой специализированный, ограниченно растущий в длину репродуктивный побег. С ним связано осуществление сложных процессов, приводящих к образованию плодов и семян. Поэтому цветок нередко определяют как орган семенного размножения покрытосеменных растений.

В цветке имеются стебель (цветоножка и завершающее ее цветоложе) и листья (развивающиеся на цветоложе части цветка). Если цветок полный, то по периферии его цветоложа расположены листочки околоцветника, глубже - тычинки, а в центральной части - плодолистики, образующие пестики или один пестик. Расположение листочков околоцветника, тычинок и плодолистиков на цветоложе, как и листьев на стебле вегетативного побега, может быть очередным (спиральным), супротивным и мутовчатым (круговым). Но бывает и так называемое полукруговое их расположение, например, в цветке лютика: листочки околоцветника расположены кругами, а тычинки и плодолистики - по спирали. Если цветок не имеет околоцветника, его называют голым, если в нем нет тычинок - пестичным (женским), если нет плодолистиков - тычиночным (мужским), имеющий как тычинки, так и плодолистики - обоеполым.

Всякий околоцветник состоит из листочков. Если все его листочки более или менее одинаковы (независимо от того, сколько их, как они расположены на цветоложе, каковы их размеры и окраска), то такой околоцветник называют простым. Для двойного околоцветника характерно наличие двух типов листочков, различающихся формой, величиной, обычно и окраской; при этом листочки одного типа занимают краевое положение на цветоложе, а листочки второго расположены глубже, сразу же за листочками первого типа. В этом случае все однотипные листочки, расположенные по краю цветоложа, называют чашелистиками (в совокупности - чашечкой), а листочки другого типа, расположенные глубже, - лепестками (в совокупности - венчиком).

Тычинки и плодолистики называют также спорофиллами или споролистиками, поскольку на них развиваются спорангии, а в спорангиях - споры. Для семенных растений характерна разноспоровость. Споры высших растений возникают в результате мейоза, следовательно, при этом диплоидная фаза цикла развития растения сменяется фазой гаплоидной. Из спор развиваются заростки. Типичная тычинка (микроспорофилл) состоит из тычиночной нити, связника и пыльника; каждое из четырех гнезд пыльника - это микроспорангий, в котором образуются микроспоры, а из них начинают развиваться мужские заростки (пыльцевые зерна), покидающие микроспорангий на двух- или трехклеточной стадии своего развития и завершающие его лишь после опыления.

Плодолистики (мегаспорофиллы покрытосеменных) формируют пестики. Пестик может быть образован одним плодолистиком, который как бы складывается вдоль средней жилки, а встретившиеся при этом его края срастаются; так внутри нижней части плодолистика возникает полость (полость завязи), а верхняя его часть, вытянувшись, может образовать столбик, завершающийся рыльцем, способным удерживать на своей поверхности пыльцевые зерна, попадающие на нее при опылении. Если столбик не выражен, рыльце называют сидячим. У растений, для которых характерны пестики, образованные каждый одним плодолистиком, в цветке обычно бывает несколько или даже много пестиков (например, у лютика), но может быть и один (например, у представителей семейства бобовых). У большинства же растений пестик в цветке один, но образован он двумя или несколькими сросшимися между собой плодолистиками.

На внутренней стороне стенки завязи развиваются семязачатки - от одного до многих сотен у разных растений. Центральная часть семязачатка - так называемый нуцеллус - представляет собой мегаспорангий, так как в нем образуются мегаспоры, из которых обычно лишь одна дает начало женскому заростку - зародышевому мешку, не покидающему мегаспорангия. Снаружи нуцеллус одет одним или двумя покровами (интегументами), оставляющими на вершине семязачатка узкий канал - пыльцевход. Одна из семи клеток зародышевого мешка - это яйцеклетка (имеющая гаплоидное ядро), а самая крупная его клетка - центральная - содержит либо два гаплоидных ядра, либо одно диплоидное, если ядра слились.

После двойного оплодотворения семязачаток постепенно превращается в семя. При этом из покровов семязачатка, одевающих нуцеллус, развивается семенная кожура, из зиготы - зародыш, из триплоидной клетки - так называемый вторичный эндосперм - обычно многоклеточная запасающая ткань, питательные вещества которой поглощаются развивающимся зародышем либо еще при развитии семени, либо при его прорастании. В семенах некоторых растений основной запас питательных веществ для зародыша содержится в клетках сохраняющегося нуцеллуса (перисперм).

По мере развития семян из семязачатков завязь превращается в плод. Из стенки завязи формируется околоплодник, в котором обычно различают три слоя тканей. В зависимости от консистенции слоев околоплодника созревшего плода различают сухие и сочные плоды, а в зависимости от числа семян в плоде - многосемянные и односемянные. Сухие многосемянные плоды - коробочки, стручки, бобы; сухие односемянные - орехи, орешки, зерновки, семянки. Сочные многосемянные плоды - ягоды; сочные односемянные - костянки. Строение плодов способствует распространению созревающих в них семян. У некоторых растений в образовании плодов участвуют не только завязи, но и другие части цветков.

Источник: Энциклопедический словарь юного биолога. Составитель Аспиз М. Е. Издательство "Педагогика", Москва, 1985