Органография

Органография – наука, изучающая анатомическое строение растительных организмов.

В строении тел растений выделяют два основные части – корень и побег. Побеги в свою очередь включают в себя осевую часть (орган) – стебель, периферийную часть (орган) – лист, верхушечную часть – почку. Побеги функционально делят на вегетативные (ростовые) и генеративные (органы размножения). Генеративные побеги у покрытосеменных растений представлены цветками, у голосеменных – шишками.

Своё развитие растительный организм начинает из оплодотворённой яйцеклетки, которая в результате деления формирует зародыш семени. Зародыш семени состоит из вегетативных органов: зачаточного корешка, стебля, двух семядолей (у однодольных покрытосеменных растений одна семядоля не развита) и почки. Генеративные побеги развиваются на вегетативных после прохождения растением стадии яровизации.

Корень – вегетативный орган растения, выполняющий функции:

1. Закрепления растения в почве,

2. Накопления питательных веществ,

3. Вегетативного размножения,

4. Поглощения из почвы воды с минеральными веществами и транспортировка их в стебель.

В зависимости от происхождения корни делят на:

1. Главный корень – закладывается и развивается из зародыша семени,

2. Боковые корни – растут из главного корня,

3. Придаточные корни – растут из побега.

Корневая система представляет собой совокупность всех корней растения. В зависимости от того, какие корни участвуют в формировании корневой системы, их делят на три типа:

1. Стержневая корневая система – образована главным и боковыми корнями,

2. Мочковатая корневая систем а – образована придаточными корнями,

3. Смешанная корневая система – образована главным и придаточными корнями, которые не отличаются по размерам и строению между собой.

Так же у корней наблюдаются морфологические и анатомические видоизменения в зависимости от выполняемой ими функции:

1. Корнеплоды – утолщённые запасающие главные корни (свёкла, морковь),

2. Корнеклубни – утолщённые запасающие придаточные корни (георгин),

3. Воздушные корни – поглощают воду из атмосферы,

4. Дыхательные корни – поглощают воздух, выходя на поверхность заболоченных почв и воды.

5. Втягивающие корни – погружающие многолетние стебли травянистых растений в почву на зимовку, за счёт сокращения (люцерна, эспарцет).

6. Ходульные корни – корни-подпорки, выполняющие опорную функцию.

7. Корни-присоски – корни растений паразитов.

8. Микориза – симбиоз растения и мицелия гриба, который поставляет в корневую систему воду, а извлекает органические вещества.

9. Бактериальные клубеньки – симбиоз растения и азотфиксирующих бактерий, которые создают колонии в коре корня.

В анатомическом строении корня выделяют четыре зоны:

1. Зона деления – апикальная зона, защищённая корневым чехликом, в которой находятся меристематически активные клетки (постоянно делящиеся), формирующие все остальные ткани корня; 2. Зона роста – характеризуется ростом (вытягиванием) и специализацией клеток, образованных в зоне деления, по выполняемым функциям, формируются фильтрационные и проводящие ткани; 3. Зона поглощения имеет наибольшую поверхность за счёт большого количества корневых волосков ризодермы, которые всасывают воду из почвы и подают её через фильтрационные ткани в проводящий пучок; 4. Зона проведения отвечает за транспорт воды из зоны поглощения в стебель. Здесь могут закладываться боковыекорни.

В своём развитии корень растений может трижды менять своё строение.

Первичное строение корня:

Ростовые процессы в корне начинаются в зоне деления, где находятся три слоя инициальных клеток. Инициальные клетки путём деления образуют апикальные меристемы, клетки которых, вытягиваясь в зоне роста, формируют:

1-й слой – покрывную всасывающую ткань – ризодерму и корневой чехлик, защищающий точку роста (деления);

2-й слой – первичную кору корня: экзодерму – апопластную фильтрационную ткань, мезодерму – запасающую основную паренхиму и эндодерму – симпластную фильтрационную ткань. Первичная кора корня находится под ризодермой и окружает центральный цилиндр;

3-й слой – центральный цилиндр корня (радиальный проводящий пучок), под эндодермой выстлан слоем клеток перицикла (первичной боковой меристемы), в центре заполнен основной паренхимой, в которую радиально погружены проводящие ткани ксилемы и флоэмы, между которыми остаются участки прокамбия – боковой меристематической ткани.

Рис. 6. Гистологическая схема первичного строения корня

В зоне всасывания вода, поглощённая корневыми волосками ризодермы, проходит через клеточные стенки экзодермы, затем по межклетникам мезодермы и фильтруется через протопласты эндодермы. Попадая в центральный цилиндр, вода по сосудам ксилемы поднимается в зону проведения и транспортируется в стебель. В зоне проведения ризодерма, покрывающая корень, отмирает и на поверхность выходит экзодерма.

У двудольных растений в зоне проведения происходит переход от первичного строения корня к вторичному. Этот переход связан с меристематической деятельностью клеток перицикла и прокамбия, зажатого между пучками ксилемы и флоэмы. Делящиеся клетки перицикла формируют под эндодермой: перидерму (пробку, феллоген и феллодерму), колленхиму и основную паренхиму коры.

Клетки прокамбия, функционально соединяясь с отдельными участками перицикла, образуют непрерывный изогнутый слой камбия (вторичной боковой меристемы), который разделяет первичную ксилему и флоэму. Деятельность камбия направлена на трансформацию закрытого радиального проводящего пучка в открытый концентрический. Клетки камбия делятся, образуя из внутренних слоёв вторичную ксилему (поверх первичной ксилемы), из внешних – вторичную флоэму (под первичной флоэмой). Участки камбия, сформированные клетками перицикла, откладывают основную паренхиму и в центр и наружу, создавая сердцевинный луч. Образование вторичной ксилемы идёт быстрее, чем флоэмы и основной паренхимы, поэтому через некоторое время слой камбия в виде звезды выгибается в кольцо. Разрастающиеся вторичные ткани разрывают первичную кору, которая постепенно отмирает. Этот процесс называется линька корня.

Рис. 7. Вторичное строение корня в поперечном срезе

В корне свёклы происходит переход от вторичного строения корня к третичному, и связан он с образованием дополнительных слоёв камбия из меристематически активных клеток основной паренхимы коры. На дополнительных слоях камбия формируются открытые коллатеральные проводящие пучки, образованные третичной флоэмой и третичной ксилемой. Каждое кольцо камбия соответствует паре листьев на укороченном стебле корнеплода, т.е. связано с их проводящей системой.

Рис. 8. Третичное строение корня в поперечном срезе

Побег в своём строении представляет собою серию метамеров – повторяющихся частей, закладка которых производится апикальной меристемой почки в точке роста. Метамер состоит из осевой части – стебля и периферийной части – листа. В стеблевой части метамера выделяют зону узла – места крепления листа и междоузлия – зону между узлами. В основании междоузлия находятся клетки интеркалярной (вставочной) меристемы, которая обеспечивает вытяжение междоузлий и выход метамеров из состава почки. Размещение листьев на стебле может быть очерёдным (когда в узле закладывается один лист) или мутовчатым (когда в узле закладывается два – супротивное расположение, и более листьев).

Видоизменения побегов у растений представлены:

1. Клубнями – утолщёнными запасающими подземными побегами (картофель),

2. Луковицами – увеличенными подземными запасающими почками (тюльпан),

3. Корневищами – горизонтальными подземными запасающими побегами (пырей),

4. Кочаном – увеличенной запасающей надземной почкой (капуста),

5. Усами – горизонтальными надземными побегами (земляника),

6. Усиками – видоизменениями листа цепляющихся растений (горох),

7. Каудексом – укороченным стеблем многолетних трав (люцерна),

8. Кладодиями – уплощёнными стеблями в форме листьев (иглица, аспарагус),

9. Иглами – видоизменениями листьев (кактус).

Анатомическое строение почки:

Нарастание побега происходит верхушкой. Верхняя часть конуса нарастания почки защищена туникой – зачаточной покровной тканью, которая позднее развивается в эпидермис. Под туникой находятся клетки корпуса – апикальной меристемы конуса нарастания, которые дают объём побега, формируя метамеры. Клетки корпуса концентрически образуют две зоны – центральную и периферийную меристемы. Клетки центральной меристемы становятся основной паренхимой, а из клеток периферийной меристемы формируются зачатки листьев – примордии, коровая часть стебля и проводящая система побега.

Проводящая система у растений закладывается:

1. Одним концентрическим пучком (у древесных растений);

2. Несколькими коллатеральными (биколлатеральными) пуками, расположенными по окружности, которые позже могут соединяться в один концентрический пучок (у двудольных травянистых растений);

3. Коллатеральными пучками по нескольким окружностям, за счёт раздвоения пучков, где проводящие пучки одной окружности связаны с проводящей системой одного листа (у однодольных растений).

В зависимости от анатомического строения (тканевого состава) и морфологических особенностей стебли растений классифицируют:

По механическим свойствам:

1. Древесные – стебли деревьев (стволы) и кустов (стволики);

2. Одревесневающие – многолетние стебли кустарничков, полукустарников и трав;

3. Травянистые – однолетние побеги трав без признаков одревеснения.

По направлению роста:

1. Прямостоячие – стебли, растущие в вертикальном положении (пшеница);

2. Восходящие – стебли, из горизонтального положения поднимающиеся под углом к поверхности почвы (просо куриное);

3. Вьющиеся – стебли, обвивающие вертикальные опорные конструкции (вьюнок, повой);

4. Цепляющиеся – стебли, закрепляющиеся на вертикальных опорных конструкциях при помощи усиков (видоизменённых листьев или побегов) (виноград);

5. Ползучие – стебли, закрепляющиеся в горизонтальном направлении при помощи усов и усиков, а также придаточными корнями, образующимися в местах контакта стеблей с поверхностью почвы (тыква, огурец, арбуз);

6. Стелящиеся – стебли, растущие в горизонтальном направлении без дополнительных креплений (портулак).

Дата добавления: 2015-04-24