Предмет и задачи ботаники. Ботаника- как наука.

Предмет и задачи ботаники. Ботаника- как наука.

Ботаника как наука. Предмет и задачи ботаники
Ботаника – это наука о растениях.
Ее задача – всестороннее познание растений: их строения, жизненных функций, распространения, происхождения, эволюции.
Глобальная проблема современности – производство пищи. Быстрый рост населения земного шара выдвигает задачу максимальной интенсификации сельскохозяйственного производства: повышения урожайности возделываемых культур и продуктивности животноводства.
Эту задачу решают технологические науки: растениеводство и животноводство, базирующиеся на достижениях фундаментальных биологических дисциплин, среди которых первое место занимает ботаника. Не менее важна роль растений в обеспечении человека древесиной, прядильным волокном, лекарственным сырьем и др.
Ботаника исследует растения на разных уровнях их организации. Различают несколько структурно-функциональных уровней.
Нижний – наиболее древний – суборганизменный уровень молекулярных структур, где проходит граница между живым и неживым. Следующий уровень – клеточный. Клетка, ее структура и основные биохимические процессы сходны у всех организмов. За ним следует органный, а затем уровень целостного организма.
Неотъемлемые свойства организмов – способность к размножению, наследственность и изменчивость. Более сложный уровень организации жизни – популяционно-видовой. Высший уровень – экосистемный, биосферно-биогеоценотический, на котором сообщества популяций животных и растений вместе с их средой обитания образуют функционально-структурное единство.
Основу экосистемы составляют автотрофные зеленые растения – продуценты (производители), синтезирующие органические вещества из неорганических. Готовое органическое вещество используют консументы (потребители) – гетеротрофные организмы. Органические остатки продуцентов и консументов разрушаются гетеротрофными редуцентами (бактериями, грибами) и превращаются в минеральные соединения, вновь доступные растениям. Так проходит круговорот веществ и энергии в экосистеме при участии автотрофных и гетеротрофных организмов (рис. 1).
Автотрофные организмы способны синтезировать органические вещества из неорганических, используя в процессе фотосинтеза солнечную энергию (зеленые растения) или энергию химических реакций – хемосинтез (некоторые прокариоты). Фотосинтезирующие растения, по словам К.А. Тимирязева, являются источником жизни на Земле. Ежегодно при фотосинтезе аккумулируется колоссальное количество солнечной энергии (3´10²¹ ккал). Образуется 5,8´10¹⁰ т органического вещества. Выделяется в атмосферу 11,5´10¹⁰ т кислорода. Гетеротрофные грибы и бактерии традиционно, как и растения, являются объектами ботаники.

Ботаника, как и другие науки о природе, возникла и развивалась в связи с практическими запросами человека, в жизни которого растения играли и играют огромную роль.
Начало развитию ботаники было положено в глубокой древности при выявлении и использовании пищевых, лекарственных и технических растений.
Ботаника тесно связана с разнообразными сторонами жизни и хозяйственной деятельности человека: сельским хозяйством, медициной и различными отраслями промышленности.
Растения широко используются человеком как пища и корм для животных, как источник сырья для хозяйственной деятельности (прядильные, красильные, дубильные и др.), как ценнейшие лекарственные средства.
Разнообразную роль в нашей жизни играют микроорганизмы, водоросли и грибы. Одни из них – болезнетворные – приносят вред, другие широко используются в ряде отраслей пищевой промышленности, в производстве лекарств и т. д.
Ботаника как наука сформировалась более 2000 лет назад. Основоположниками ее были деятели древнего мира Аристотель (384 – 32 гг. до н.э.) и Феофраст (371 – 286 гг. до н.э.).
Они обобщили накопленные сведения о разнообразии растений и их свойствах, приемах возделывания, размножения и использования, географическом распространении.
Феофрасту было известно около 600 видов полезных растений, в число которых входили не только европейские виды, но и завезенные из восточных стран.
Таким образом, ботаника возникла как единая наука, суммируя отдельные сведения о растениях, но с течением времени, по мере накопления и углубления знаний, она разделилась на ряд самостоятельных дисциплин.
Ранее всего обособилась морфология – наука о внешнем и внутреннем строении растений. Основной метод морфологии – наблюдение и сравнение.
В зависимости от величины объекта наблюдения можно проводить невооруженным глазом – макроскопическая морфология или при помощи микроскопа – микроскопическая морфология.
К макроскопической морфологии относится органография – учение об органах растений; к микроскопической – цитология (учение о клетке), гистология (учение о тканях), анатомия, изучающая внутреннее строение растений, и эмбриология (учение об образовании и закономерностях развития зародыша растений).
Позже выделились следующие разделы:
v систематика, классифицирующая многообразие растительных организмов;
v география растений, изучающая распределение растений на земном шаре;
v геоботаника – наука о растительных сообществах;
v экология растений, изучающая их взаимоотношения с окружающей средой;
v палеоботаника, воссоздающая прежний облик растительности земли.
Все науки, отделившиеся от ботаники, изучают различные стороны жизни растений, также как и частные курсы: микология (наука о грибах), альгология (наука о водорослях), фитопатология (наука о болезнях растений) и др.
Таким образом, в наши дни ботаника представляет собой большую многоотраслевую науку.
Общая задача ее состоит в изучении отдельно взятых растений и их совокупностей – растительных сообществ, из которых формируются луга, леса, степи.
Вот далеко не полный перечень вопросов, которые рассматриваются ботаническими науками:
v структура и закономерности роста растений, их отношения с окружающей средой, закономерности распространения и распределения отдельных видов и всего растительного покрова на земном шаре;
v происхождение и эволюция царства растений, причины его разнообразия и классификация;
v запасы в природе хозяйственно ценных растений и пути их рационального использования;
v разработка научных основ введения в культуру (интродукции) новых кормовых, лекарственных, плодовых, овощных, технических и других растений.
Одна из первоочередных задач ботаники – разработка научных основ охраны природных и растительных ресурсов.
Особенно большое внимание отводят изучению и охране редких и исчезающих растений, занесенных в Красную книгу, так как потеря каждого вида не только уменьшает разнообразие растений, но и нарушает устойчивость растительного сообщества, сбалансированного в течение многих тысячелетий.

Общая характеристика вегетативных органов цветкового растения.

Корень — одни из основных вегетативных органов высших растений. Главные задачи, которые он выполняет — поглощение воды и минеральных солей из почвы, передача их надземным органам, а также закрепление в почве самого растения. У некоторых растений корень служит вместилищем запасных питательных веществ (морковь, свекла).

У корнеотпрысковых растений (малина, сирень, осина) при помощи корней осуществляется вегетативное размножение. Первичный корень, сформировавшийся во время развития зародыша, при прорастании у некоторых растений навсегда остается самым длинным и самым заметным в корневой системе. Он превращается в главный корень, от которого отрастают боковые.

Корни, отрастающие от стебля, листьев и других частей растения, называют придаточными. Совокупность всех корней образует корневую систему.

Корневую систему, имеющую хорошо развитый главный корень, называют стержневой. Имея главный корень, такая корневая система развивается за счет образования боковых корней и может проникать в почву на большую глубину: у полыни — до 3 м, у осота — 6 м, а также разрастаться вширь, превышая надземную часть в несколько раз. Например, корневая система кукурузы разрастается вширь до 2 м, у яблони до 15 м от ствола дерева.

У многих растений первичный (зародышевый) корень дает ответвления, быстро обгоняющие его в росте, или же корни отрастают из основания стебля (придаточные), образуя корневую систему, получившую название мочковатой.

Из видоизмененных стержневых корневых систем есть конусовидные (у моркови), репчатые (у свеклы), У клубневидных происходит утолщение придаточных корней (корневые клубни у георгины, чистяка).

Утолщенные главные корни, а часто и основания стебля, в которых откладываются питательные вещества, называются корнеплодами.

Кроме подземных корней, существуют еще и надземные корни:

· воздушные, которые образуются на стеблях и свисают вниз (монстера, орхидея и др.);

· ходульные корни, которые отходят от ствола и, дойдя до почвы, внедряются в нее (мангровые растения тропиков);

· цепкие корни, при помощи которых многие лианы прикрепляются к стволам, скалам и поднимаются к источникам света (плющ, ваниль);

· дыхательные корни у некоторых болотных растений тропиков. Они поднимаются над поверхностью болота и обеспечивают воздухом корневую систему.

В каком бы положении семена ни попали в почву, при прорастании у всех проростков корни направлены вниз, а стебли с листьями — кверху. Такие ростовые движения растений получили название тропизмы (от греч. «тропос» — поворот). Для главного корня характерен геотропизм — односторонний рост под влиянием силы земного притяжения. Растет корень в длину своей верхушкой. На самой верхушке корня находится участок, который называют корневым чехликом. Живые клетки чехлика попеременно слущиваются и заменяются новыми, образующимися в результате деления клеток точки роста. Корневой чехлик защищает живые клетки второго участка корня, называемого точкой роста. Она очень маленькая, состоящая из мелких, постоянно делящихся клеток. За зоной роста расположена зона всасывания — это участок корня с множеством корневых волосков. Корневые волоски — это сильно удлиненные выросты наружных клеток, покрывающих корень. Корневые волоски могут не только поглощать готовые растворы, но и способствовать растворению некоторых веществ почвы, а затем всасывать их.

Корневые волоски недолговечны. У некоторых растений они живут не больше суток, у яблони — 15—20 суток. Корень непрерывно растет, образуя все новые и новые участки корневых волосков.

Между всасывающей зоной и стеблем располагается проводящая зона, по сосудам которой вода и растворенные в ней вещества из корня поступают в стебель и листья (восходящий ток), а вещества, образовавшиеся в листьях и стеблях, — в корень (нисходящий ток).

Знание особенностей строения корней и формирования корневых систем имеет важное практическое значение, позволяющее управлять ростом и развитием растения, Например, пикировка корней (прищипка главного корня), которая проводится с целью стимулирования разрастания корневой системы за счет образования придаточных корней, чем увеличивается площадь питания растений, а следовательно, и повышается их урожайность.

Побег — надземный орган растения, возникший как приспособление к жизни в воздушной среде суши. Его строение сложнее, чем корня. Он расчленен на две части, каждая из которых выполняет свои функции.

Осевая часть побега, называемая стеблем, приспособлена к передвижению веществ по растению. Эту функцию выполняет проводящая ткань. Проводящая ткань стебля переходит в проводящую ткань листьев и корпя. Стебель приспособлен к удержанию листьев и выносу их к свету, выполняет опорную функцию.

Боковые органы побега — листья. Они выполняют важнейшую функцию зеленого растения — фотосинтез, транспирацию (регулируемое испарение воды) и газообмен.

Кроме листьев, на стебле есть почки. Каждый побег развивается из почки, следовательно, почка — это зачаточный побег. Благодаря почкам, побег может ветвиться и создавать систему побегов, увеличивая площадь питания растений.

У большинства растений на стебле побега хорошо видны узлы (место соединения листа и стебля) и междоузлия (расстояния между соседними узлами). Узлы между стеблем и листом называют пазухой листа. Па верхушке стебля и в пазухах листьев находятся почки. Почки бывают верхушечные (на верхушке побега) и боковые, среди которых различают пазушные и придаточные. Из пазушных почек формируются боковые побеги, происходит ветвление. У некоторых древесных пород пазушные почки, не развивающиеся весной в побег, называют спящими. Они могут не прорастать па протяжении нескольких лет и прорастают, когда повреждается часть стебля (от мороза, обрезки, вырубки).

Почки бывают вегетативные и генеративные. Вегетативные ночки имеют зачаточную ось (стебель), оканчивающуюся конусом нарастания, и зачаточные листья. Из таких почек развивается побег. Генеративные (цветочные) почки образуют зачатки цветка, или соцветия.

Внешне стебли очень разнообразны. По направлению роста различают стебли прямостоячие, ползучие, вьющиеся, лазящие, имеющие усики или придаточные корни (плющ, горох). Растения с вьющимися и лазящими стеблями называют лианами.

По твердости стебли бывают травянистые и деревянистые. Внешние стебли бывают опушенные или гладкие, ребристые или шиповатые, трехгранные или четырехгранные, округлые или гранистые, крыльчатые или колючие и т. д.

Лист — боковой орган побега. Важнейшая его функция — фотосинтез и. чтобы ее выполнять, листья размещаются на побеге таким образом, чтобы как можно лучше улавливать свет.

У большинства растений листья имеют зеленую окраску и состоят из листовой пластинки и черешка, с помощью которого прикрепляются к стеблю. Такие листья называют ч ерешковыми. Листья без черешков называют сидячими. Располагаются листья на стебле поочередно, напротив друг друга. Отсюда и название листорасположения

Листья бывают простыми и сложными. Простые листья имеют листовую пластинку и черешок, а у сложных на черешке расположено несколько листочков

Часто у растений (липа, плющ, герань) листья имеют черешки неодинаковой длины и листовые пластинки неодинаковой величины. При этом они располагаются на стебле, не затеняя друг друга, образуя листовую мозаику. Более мелкие листья заполняют просветы между крупными. Это способствует максимальному использованию света

Листья различают еще и по расчлененности листовой пластинки. Нерасчлененная листовая пластинка называется цельной. Расчлененные делятся на лопастные, раздельные и рассеченные, тройчатые, пальчатые и перистые. В процессе эволюции, вследствие влияния окружающей среды, возникли различные видоизменения листьев.

Например, колючки у кактусов, барбариса — приспособления к уменьшению площади испарения, а также защита от поедания животными. Усики у гороха, прикрепляют лазящий стебель к опоре. Сочные чешуи луковиц, листья кочана капусты запасают питательные вещества, а кроющие чешуи почек — защищают зачаток побега. У насекомоядных растений (росянка, пузырчатка) листья — ловчие аппараты. Такое приспособление связано с особенностями питания.

Видоизмененными бывают не только листья, но и побеги. Видоизменение побегов произошло в процессе длительной эволюции, как следствие приспособления к выполнению специальных функций.

Корневища, клубни и луковицы — это не только запасающие побеги. Они часто выполняют функцию вегетативного размножения растений.

Корневища — подземный побег, расчлененный на узлы и междоузлия. В узлах образуются придаточные корни, а в пазухах видоизмененных (чешуевидных) листьев — пазушные почки. На корневище есть верхушечная и боковые почки, из которых вырастают его ответвленные побеги. В корневищах пырея, ландыша и других откладывается много питательных веществ, которые весной расходуются для образования новых вегетативных органов, а также цветков и плодов.

Клубнями называют верхушечные утолщения подземных побегов, называемых столонами, в которых откладывается большой запас органических веществ, преимущественно крахмала. На клубне различают основание, соединяющее клубень со столонами, и глазки-почки.

Луковица — подземный побег с очень коротким стеблем, называемым донцем, и видоизмененными листьями (сухями или сочными чешуями). В сочных чешуях откладывается запас питательных веществ. На верхушке донца расположена верхушечная почка, а между сочными чешуями — пазушные почки, из которых вырастают надземные побеги. На донце образуются придаточные корни.

Прили́стник, присутствующий на листьях многих двудольных растений, является придатком на каждой стороне основания черешка и напоминает маленький листик. Прилистники могут опадать по мере роста листа, оставляя после себя рубец; а могут и не опадать, оставаясь вместе с листом (например, так происходит у розовых и бобовых).

· раструбовидные — в виде раструба (пример — ревень, Rheum)

· межчерешковые, между черешками двух супротивных листьев

· межчерешковые, между черешком и противолежащим стеблем

Чаще всего растения размножаются вегетативно черенками. Черенок — это отрезок любого вегетативного органа. Вы, очевидно, наблюдали, как ветер ломает ветки у тополей или ранней весной при ледоходе отламываются вмёрзшие в лёд ветви растущих по берегам рек ив или других растений. Если они попадают на влажную почву, то дают придаточные корни и укореняются. Так на новом месте вырастает тополь, ива, или другое растение.

Спсобность многих растений легко образовывать придаточные корни на побегах широко используют в садоводстве и цветоводстве. Стеблевыми черенками (отрезок побега с несколькими почками) размножают смородину, розу, тополь, иву и многие другие деревья и кустарники. Для этого весной, до распускания почек, однолетние одревесневшие черенки длиной 25—30 см сажают в хорошо подготовленную почву. К осени на черенках вырастут придаточные корни. Тогда черенки выкапывают и сажают на постоянное место. Стеблевыми черенками размножают также многолетние декоративные растения, например флоксы, многие комнатные растения: бальзамин, колеус, пеларгонию и др.

В сельском хозяйстве для размножения растений используют корневые черенки. Корневой черенок — это отрезок корня длиной 15—25 см.

Корневыми черенками размножаются только те растения, у которых на корнях могут формироваться придаточные почки.

На посаженном в почву корневом черенке из придаточных почек развиваются надземные побеги, от оснований которых отрастают придаточные корни. Развивается новое, самостоятельно существующее растение. Корневыми черенками размножают садовую малину, шиповник, некоторые сорта яблонь и декоративных растений.

Есть разные способы размножать растения отводками. Самый простой способ - изогнуть молодой побег так, чтобы средняя его часть касалась земли, а верхушка была направлена вверх. Затем на нижней части побега под почкой надрезать кору. В месте надреза прикрепить побег к почве полить и окучить. Верхушка побега должна стоять вертикально, для этого можно воткнуть в землю палку ипривязать к ней побег. Осенью в месте надреза вырастают придаточные корни. Теперь побег следует отрезать от куста и посадить в отдельное место.

Растения можно размножать клубнями. Для выращивания картофеля достаточно посадить один клубень (желательно массой около 80 гр.) в почву весной, а осенью с каждого клубня можно будет собрать десяток новых клубней. Глазки-почки, ростки и верхушки также подойдут для размножения, и это тоже считаетя вегетативным размножением побегами. Чтобы размножить картофель глазками, надо вырезать почки с небольшой частью мякоти клубня и посадить в ящик с плодородной почвой. Из почек разовьются ростки, в их нижних частях отрастут придаточные корни. Это рассада, которую можно высаживать в поле. Схожим способом можно размножать клубни верхушками, то есть верхними частями клубней, где расположены почки.

Для получения ростков клубни следует прорастить на свету. Выросшие ростки обломать. Длинные надо разрезать на несколько частей - черенков - так, чтобы на каждом была почка. Затем высадить в ящики или парники. После того, как черенки укоренятся, их следует пересадить на постоянное место.

Прививками обычно размножают плодовые деревья. Для этого черенок(или почку-глазок) культурного растения надо срастить со стеблем дичка. Дичок это молодое растение, выращеное из семени плодового дерева. Корневая система дичка обладает большей мощностью, неприхотливостью к почве, морозостойкостью и некоторыми другими качествами, которых у прививаемого культурного растения нет. Прививаемый глазок или черенок культурного растения называется привоем, а дичок (к которому прививают) - подвоем.

Делается это так. С культурного плодового дерева срезается однолетний побег. С него следует удалить листовые пластинки, оставляя только черешки. Это дичок-подвой. У его основания острым ножом следует сделать надрез в виде буквы Т. В надрезе кору дичка надо осделить от древесины. Теперь нужен привой. С побега культурного сорта надо срезать хорошо развившуюся почку с тонким слоем древесины длиной 2 - 2,5 см. Почку привоя надо вставить под кору дичка в надрез. Место прививки следует туго обвязать. Сама почка должна остаться свободной от обвязки.

Если прививка сделана правильно, то через 2 или 3 недели подвой срастется с привоем. Через год, из привитой почки развивается побег. Теперь стебель дичка надо срезать выше места прививки. Через 2-3 года привитый побег вырастет в деревце культурного сорта, которое можно посадить в саду.

В хлоропластах содержится очень много молекул хлорофилла, и все они поглощают солнечный свет. Одновременно свет поглощается и другими пигментами, но они не умеют осуществлять фотосинтез. Сам процесс происходит лишь только в некоторых молекулах хлорофилла, которых совсем немного. Другие же молекулы хлорофилла, каротиноидов и других веществ образуют особые антенные, а также светособирающие комплексы (ССК). Они, как антенны, поглощают кванты света и передают возбуждение в особые реакционные центры или ловушки. Эти центры находятся в фотосистемах, которых у растений две: фотосистема II и фотосистема I. В них имеются особые молекулы хлорофилла: соответственно в фотосистеме II - P680, а в фотосистеме I - P700. Они поглощают свет именно такой длины волны(680 и 700 нм).

По схеме более понятно, как все выглядит и происходит во время световой фазы фотосинтеза.

На рисунке мы видим две фотосистемы с хлорофиллами Р680 и Р700. Также на рисунке показаны переносчики, по которым происходит транспорт электронов.

Итак: обе молекулы хлорофилла двух фотосистем поглощают квант света и возбуждаются. Электрон е- (на рисунке красный) у них переходит на более высокий энергетический уровень.

Возбужденные электроны обладает очень высокой энергией, они отрываются и поступают в особую цепь переносчиков, которая находится в мембранах тилакоидов – внутренних структур хлоропластов. По рисунку видно, что из фотосистемы II от хлорофилла Р680 электрон переходит к пластохинону, а из фотосистемы I от хлорофилла Р700 – к ферредоксину. В самих молекулах хлорофилла на месте электронов после их отрыва образуются синие дырки с положительным зарядом. Что делать?

Чтобы восполнить недостачу электрона молекула хлорофилла Р680 фотосистемы II принимает электроны от воды, при этом образуются ионы водорода. Кроме того, именно за счет распада воды образуется выделяющийся в атмосферу кислород. А молекула хлорофилла Р700, как видно из рисунка, восполняет недостачу электронов через систему переносчиков от фотосистемы II.

В общем, как бы ни было сложно, именно так протекает световая фаза фотосинтеза, ее главная суть заключается в переносе электронов. Также по рисунку можно заметить, что параллельно транспорту электронов происходит перемещение ионов водорода Н+ через мембрану, и они накапливаются внутри тилакоида. Так как их там становится очень много, они перемещаются наружу с помощью особого сопрягающего фактора, который на рисунке оранжевого цвета, изображен справа и похож на гриб.

В завершении мы видим конечный этап транспорта электрона, результатом которого является образование вышеупомянутого соединения НАДН. А за счет переноса ионов Н+ синтезируется энергетическая валюта – АТФ (на рисунке видно справа).

Итак, световая фаза фотосинтеза завершена, в атмосферу выделился кислород, образовались АТФ и НАДН. А что же дальше? Где обещанная органика? А дальше наступает темновая стадия, которая заключается, главным образом, в химических процессах.

Для темновой фазы фотосинтеза обязательным компонентом является углекислый газ – СО2. Поэтому растение должно постоянно его поглощать из атмосферы. Для этой цели на поверхности листа имеются специальные структуры – устьица. Когда они открываются, СО2 поступает именно внутрь листа, растворяется в воде и вступает в реакцию световой фазы фотосинтеза.

В ходе световой фазы у большинства растений СО2 связывается с пятиуглеродным органическим соединением (которое представляет собой цепочку из пяти молекул углерода), в результате чего образуются две молекулы трехуглеродного соединения (3-фосфоглицериновая кислота). Т.к. первичным результатом являются именно эти трехуглеродные соединения, растения с таким типом фотосинтеза получили название С3-растений.

Дальнейший синтез, происходящий в хлоропластах, довольно сложен. В конечном итоге образуется шестиуглеродное соединение, из которого потом могут синтезироваться глюкоза, сахароза или крахмал. Именно в виде этих органических веществ растение накапливает энергию. Только небольшая их часть остается в листе и используется для его нужд. Остальные же углеводы путешествуют по всему растению и поступают именно туда, где больше всего нужна энергия, например, в точки роста.

В трудах первых анатомов-ботаников М.Мальпиги и Н.Грю (XYII век) были сформулированы первые понятия о тканях как о группах сходных клеток. Слово «ткань» подчеркивало внешнее сходство внутреннего строения растений со структурой льняных и шерстяных тканей. В частности, Н.Грю описывая ткани стебля, писал: «Здесь ясно бросается в глаза наличие вертикальной и горизонтальной систем, сплетение которых дает некоторое подобие кружева». В теле растений он различал плотные и рыхлые ткани: последним он, согласно терминологии Теофраста, дал название «паренхимы». Паренхима, по мнению Грю, «...весьма сходна в строении с пеной пива или с пеной яичного белка, являясь, по-видимому, жидким образованием».

В 1807 году Г.Ф.Линк ввел понятие о паренхиматических и прозенхиматических клетках (см. Растительная клетка). Ткани, состоящие из таких клеток, стали называть соответственно паренхимой и прозенхимой.

Ф.Ван-Тигейм (1824) классифицировал ткани на живые и неживые в зависимости от наличия в клетках живого содержимого.

Ю.Саксу (1868) принадлежит первая наиболее детальная классификация, в основе которой лежал функциональный признак. Все ткани он разделил на покровные, пучковые и основные. Идею о физиологическом принципе в применении к изучению строения растения с особой отчетливостью выдвинул Швенденер в 1874 году, но развил ее и всесторонне применил его ученик Г.Габерландт своей работе «Физиологическая анатомия растений» в 1884 году. Его труды являются основой современной классификации тканей по морфолого-физиологическим признакам. Согласно Г.Габерландту: ткани – это устойчивые, т.е. закономерно повторяющиеся комплексы клеток, сходные по происхождению, строению и приспособленные к выполнению одной или нескольких функций.

Различают следующие виды растительных тканей:

· меристематические или образовательные, обеспечивающие рост растений;

· основные - составляют основу тела растений и выполняют различные функции;

· механические, или арматурные,- противодействуют динамическим и статическим нагрузкам;

· проводящие - участвуют в транспорте веществ по растению;

· выделительные – накапливают и выделяют секреторные вещества, выполняющие различные функции.

Кроме анатомо-физиологической классификации существует и онтогенетическая классификация тканей, которая учитывает их происхождение. В этом случае ткани делят на первичные и вторичные.

· находятся в контакте с внешней средой и обеспечивают защиту растений от неблагоприятных воздействий среды;

· осуществляют обмен веществ между организмом и внешней средой.

В зависимости от происхождения различают первичную (эпидерма), вторичную (перидерма) и третичную (корка) покровные ткани.

Тонкая прозрачная эпидерма одноклеточным слоем покрывает молодые побеги, листья и плоды. Многофункциональна. В ней можно различить три типа клеток:

Основные клетки плотно сомкнуты, не имеют хлоропластов. Боковые стенки клеток часто извилистые (принцип зубчатки) для прочности.

Поверхность эпидермы покрыта кутикулой или слоем воска. Восковой налет - продукт жизнедеятельности клеток, предотвращает проникновение через эпидерму воды и газов. Функция основных клеток – защита растения от неблагоприятных воздействий среды. Трихомы, или волоски – это выросты эпидермальных клеток, составляющих опушение органа. Их следует отличать от эмергенцев, в образовании которых участвуют также ткани, лежащие под эпидермисом.

Трихомы бывают кроющими и железистыми. Кроющие трихомы защищают растение от перегрева, излишней потери воды, поедания животными. Железистые трихомы также относят к секреторным тканям, потому что они участвуют в накоплении и выделении веществ различного функционального назначения.

Трихомы бывают одноклеточными и многоклеточными, мертвыми и живыми. Мертвые - заполнены воздухом и придают растению белый цвет. Форма может быть разнообразной (головчатые, звездчатые, крючковатые). Часто трихомы минерализованы - пропитаны кремнеземом и кальцием.

В эпидерме имеется особые образования для газообмена и транспирации – устьичные аппараты (устьица).

• Покрывает стебли и корни многолетних растений.

• Образование связано с появлением вторичной меристемы - феллогена. Феллоген образуется под эпидермисом и располагается в виде кольца; при делении его клетки, откладывающиеся наружу, превращаются в пробку.

• Состоит из нескольких рядов мертвых плотно сомкнутых клеток, стенки которых пропитаны суберином, жироподобным веществом.

• Для газообмена и транспирации в пробке имеются чечевички, которые прикрыты рыхлой тканью, состоящей из живых, слабо опробковевающих клеток.

· комплекс мертвых тканей, покрывающих стволы деревьев

· образуется в результате многократного заложения феллогена.

В результате этого происходит отмирание участков тканей, попавших между слоями пробки.

Вещества, синтезированные растением, откладываются в виде запасных в паренхимных клетках. У однолетних растений вещества запаса накапливаются в семенах, а у многолетних - в корнях, клубнях, побегах, луковицах. Сахара накапливаются в виде растворов (корнеплоды свеклы, моркови). Крахмал и белки - в виде твердых зерен, а жир в виде включений.

Некоторые засухоустойчивые растения, так называемые суккуленты, имеют водозапасающие водоносные ткани. В их клетках содержатся слизи, помогающие удержать воду. Например, у кактусов вода накапливается в стеблевой части, у алоэ – в листовой. Запасать воду могут также растения засоленных местообитаний, но у них это связано с высоким осмотическим давлением клеточного сока, что, в свою очередь, обусловлено высокой концентрацией солей в клеточном соке.

Аэренхима – это воздухозапасающая ткань. Она представляет собой паренхиму с сильно развитыми межклетниками. Она хорошо развита у водных и болотных растений. Обеспечивают корни кислородом и способствуют плавучести растений.

Этот вид паренхимы часто также относят к покровным тканям, т.к. она также располагается на поверхности органа. От покровных тканей она отличается выполняемыми функциями и, соответственно строением клеток. К этому виду тканей относится:

Ризодерма, или эпиблема, ткань покрывающая молодые корни растений. Она в отличие от эпидермиса лишена кутикулы и поэтому проницаема для воды. В ней нет устьиц. Клетки ризодермы образуют выросты – корневые волоски, основная функция которых поглощение воды с растворенными в ней минеральными веществами. Волоски сильно увеличивают поглощающую поверхность корня. При этом процесс всасывания происходит за счет разницы в осмотическом давлении клеток корня и почвенного раствора.

У бескорневых растений (водорослей, мхов) почвенную влагу поглощают ризоиды. Ризоид образуется клеткой эпидермы и обчно отделен от нее перегородкой. Чаще всего это длинная тонкостенная клетка с закругленной верхушкой. При контакте с почвенными частицами верхушка ризоида изменяет форму. Она уплощается и начинает ветвиться.

Веламен покрывает воздушные корни растений эпифитов (тропические растения: орхидеи, ароидные). Эпифиты поселяются высоко над землей на других растениях, используя их как подпорку, поэтому процесс всасывания воды как у обычных растений у них затруднен. Веламен представляет собой несколько слоев мертвых клеток с неравномерными утолщениями. Вода поступает в веламен во время дождей через сквозные отверстия в клеточной оболочке, капиллярным путем.

Гидроподы водных растений состоят из одной или нескольких клеток и способны избирательно поглощать растворенные в воде вещества.

Щиток зародыша злаков – это видоизмененная семядоля. Именно благодаря его всасывающей способности зерновка набухает при прорастании, затем эту функцию начинают выполнять корни.

Ближе к центральной части цветка расположены тычинки, которые очень разнообразны по своему строен

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: