Видоизменения побега. размножение растений и грибов

Жизненные формы растений

Различные особенности побегов приводят к разнообразию внешних обликов растений. На сегодня специалистами выработано множество способов систематизации форм. Самой применяемой является система Серебрякова, использующая в качестве отправных показателей: размеры, формы роста и время существования вегетативных органов. Согласно этой системе, существуют древесные, полудревесные и травы.
Рис. 3. Виды побегов

Древесные

Характеризуются наличием многолетних побегов и множества почек возобновления. Подразделяются на:

• Деревья. Имеют один многолетний побег первого порядка, именуемый стволом. Обладают высотой до ста метров, и высокой продолжительностью жизни, достигающей сотен и даже тысяч лет.
• Кустарники. Имеют несколько небольших стволов, именуемых стволиками. Обладают высотой до шести метров. Общая продолжительность жизни высока, при этом отдельные стволики могут жить до сорока лет.
• Кустарнички. Обладают высотой до шестидесяти сантиметров, и сроком жизни побегов до десяти лет.

Полудревесные

Характеризуются частичным сохранением наземных побегов, так как верхние их части отмирают каждый год. Обновление происходит благодаря почкам, расположенным на высоте около двадцати сантиметров над землей. В рамках этой категории выделяют полукустарники и полукустарнички, которые отличаются лишь размерами (до восьмидесяти и до двадцати сантиметров соответственно).

Травянистые растения

Характеризуются отсутствием многолетних побегов. Выделяют следующие формы:

• Однолетние. Существуют всего один сезон и погибают после плодоношения.
• Многолетние. В течение многих сезонов существуют под- или приземные части побега, обладающие почками возобновления.

Подводя итог сказанному выше, стоит подчеркнуть, что описанное разнообразие форм побегов является следствием многих миллионов лет эволюции и приспособления живых организмов к разнообразным и изменчивым условиям окружающей среды.  Подробнее ознакомиться со строением побега поможет видео.

Подземные видоизменения

У подземных растений такие видоизменения побегов используются для хранения питательных веществ, которые расходуются при неблагоприятных условиях. Также это один из видов вегетативного размножения, когда из небольшого корнеплода-клубня вырастают десятки новых растений, захватывая все новые и новые территории. У таких растений осенью отмирает надземная часть, а в земле остаются видоизменённые побеги, которые весной с наступлением первых теплых дней начинают давать корни и быстро прорастают.

Особенности корневища

Видоизмененные корневища встречаются у различных многолетних видов, в том числе у пырея, ландыша и крапивы. Он своему внешнему виду они напоминают корень, однако растут преимущественно горизонтально, располагаясь в верхних слоях почвы. Фактически корневище — это побег, имеющий пазушные и верхушечную почку, а также небольшие по своим размерам видоизменённые листья, которые превратились в защитные чешуйки.

Отличительные особенности корневища:

• получили небольшое подземное уплотнение;
• растут параллельно земле;
• имеют многочисленные спящие почки.

Корневища имеет многочисленные придаточные корни, отрастающие по всей его длине. Это позволяет лучше получать из земли питательные вещества, которые необходимы для жизнедеятельности всего растения.

Небольшие чешуи луковицы

Видоизменения побега и появление луковицы характерно для тюльпанов, лилии, чеснока, лука и других растений. Немногочисленные наружные листья модифицируются в сухие чешуи, выполняющие защитную функцию. На донышке у луковицы располагается утолщенный стебель, называемый донцем. В последующем из него отрастают небольшие корешки, которые питают растение, обеспечивая его активный рост надземной части.

У отдельных видов имеются так называемые луковички детки. Фактически это небольшие дольки, каждая из которых прорастает, давая жизнь новому отдельному растению.

Мясистые клубни

Видоизменения побегов в клубне характерно для картофеля, топинамбура и других сельскохозяйственных культур. Для их развития требуются столоны, отрастающие в нижней части растения и уходящие в почву. В клубнях аккумулируются органические вещества, которые образуются в процессе фотосинтеза. В таких видоизмененных побегах содержится большое количество крахмала, который в последующем используется для питания корешков и появившихся росточков.

Клубни представляют собой видоизмененные короткие побеги, которые имеют множество междоузлий и почек глазков. Листья редуцированы, что позволяет все накопленные полезные микроэлементы расходовать на прорастание корней, обеспечивая тем самым активный рост и быстрое размножение растений. В зависимости от конкретного вида и сорта у одного материнского куста может быть несколько десятков таких клубней. В последующем в благоприятных условиях из них прорастают сразу несколько растений, что и обеспечивает максимально быстрое вегетативное размножение.

Видоизменение побегов, в том числе надземной и подземной части растений, позволяет приспособиться к особенностям климата, обеспечивая сохранение видов и их активное вегетативное размножение. В результате таких преобразований появляются корневища, многочисленные клубни, колючки, усики, утолщения стебля, надземные столоны, кладодии и псевдобульба.

Размножение растений и грибов

Размножение растений

Это способность воспроизводить себе подобных. По способу размножение можно разделить на половое и бесполое.

Бесполое размножение

Бесполое размножение растений происходит вегетативно и с помощью органов бесполого размножения. Органами бесполого размножения растений и грибов являются спорангии и зооспорангии. Размещены они или одиночно, или собраны вместе в сложные структуры (стробилы хвощей и плаунов, плодовые тела грибов).

Половое размножение

Половое размножение растений

Органы полового размножения растений и грибов обеспечивают образование и созревание половых клеток, процессы оплодотворения, а у семенных растений (голо- и покрытосеменных) – еще и опыления. У низших растений наблюдаются разные способы полового размножения: изогамия (половые клетки подвижные и одинаковые по размеру), анизогамия (половые клетки подвижные, но разные по размеру), оогамия (женская клетка больше по размеру и неподвижная, мужская – подвижная), конъюгация. Женские половые органы высших споровых растений – мхов, папоротников, хвощей, плаунов – имеют название архегонии, а мужские – антеридии. У высших растений архегонии и антеридии всегда многоклеточные. В голосеменных архегонии сохраняются, антеридии – нет. Мужской гаметофит редуцируется до двух клеток – сифоногенной и генеративной. У покрытосеменных растений органом семенного размножения является цветок.

Вследствие слияния гамет развивается зигота. Из зиготы развивается зародыш. Из зародыша возникает проросток, а из него – взрослое растение.

В жизненном цикле растений наблюдается чередование двух поколений: полового и бесполого. У многих водорослей основным является половое поколение. Диплоидной бывает лишь зигота. У некоторых водорослей половое и бесполое поколения почти не отличаются, у некоторых преобладает бесполое, половое – реже. У высших растений половое поколение (гаметофит) и бесполое (спорофит) отличаются. У высших споровых растений гаметофит не зависит от спорофита, оплодотворение зависит от наличия воды. У семенных растений гаметофит зависит от спорофита, а оплодотворение не зависит от наличия воды.

В процессе эволюции растений гаметофит все уменьшается, а спорофит все больше совершенствуется. У разноспоровых гаметофит уменьшается до размеров споры. У семенных растений гаметофит не покидает спорофит и питается за его счет.

Надземные

Видоизменения надземных побегов проявляются в виде уплотнения, одеревенения, значительного расширения всего побега или отдельных его частей. Ниже кратко описаны виды и функции преобразований надземных побегов.

Колючки. Одеревеневшие боковые побеги, не имеющие листьев. Острый конец обеспечивает защиту от поедания. Колючки отличаются от шипов, встречающихся у некоторых представителей семейства Розоцветные (шиповник, малина, роза). Шип – это вырост покровной ткани стебля, не привязанный к определённой части побега. Колючки же развиваются в пазухах листьев или из спящих почек. Иногда это видоизменённые листья. Могут быть простыми или разветвлёнными. Примеры – боярышник и барбарис.

Рис. 1. Колючки акации.

• Усики. Длинный боковой побег, не имеющий листьев. Может закручиваться в спираль на конце или ветвиться. Усики выполняют опорную функцию: растение цепляется за предметы, приподнимаясь от земли. Присущи растениям семейства Тыквенные (огурцу, арбузу, тыкве), винограду и страстоцвету голубому.

• Надземные столоны.

  Называются усами (не путать с усиками). Часто образуются весной и являются органами размножения. Отходят от основания стебля и стелятся по земле. Из верхушки уса вырастает новое растение. От нижней части отходят корни, а от верхней – побеги с короткими междоузлиями, образовывая розетки. За год столоны отмирают, а молодое растение пускает собственные усы. Типичными представителями являются земляника, клубника, живучка ползучая.

• Кладодий. Это боковой широкий, зачастую мясистый побег, напоминающий лист. Содержит хлорофилл и выполняет функцию фотосинтеза. Способен к продолжительному росту. У некоторых растений из почек кладодия развиваются колючки. Примерами являются кактус-декабрист, опунция, кармихеля южная, мюленбекия плоскоцветочная.

Рис. 2. Опунция.

• Филлокладий. По происхождению и функции напоминает кладодий, но имеет ограниченный рост. Располагается в пазухах чешуйчатых листьев. В некоторых случаях внешне сложно отличить филлокладий от обычных листьев. Примеры – филлантус, иглица, некоторые растения рода Спаржа.
• Псевдобульба. Также называется наземным клубнем. Развивается у представителей семейства Орхидные и кольраби. Представляет собой уплотнение над поверхностью земли. Может давать побеги.

У гороха в усики видоизменяются листья, а не целые побеги.

Что называют побегом, а что веткой?

Побегом называют прирост текущего года, пока на нем есть листья. После опадения листьев тот же самый прирост называют веткой. Побеги могут появляться из почек, образовавшихся в предшествующем году. Такие побеги называют обычными или весенними. Если побег появился из спящей почки на многолетней древесине, его называют волчком, водяным, или жировым побегом. Бывают побеги преждевременные (летние, Ивановы). Они появляются из почек, сформировавшихся в этом же году (во вторую волну роста). Такие побеги часто бывают у вишни, персика, сливы, у некоторых сортов яблони и груши. В зависимости от места появления различают побеги продолжения ветвей (выросшие из верхушечных почек) и боковые. По назначению ветки бывают ростовые (вегетативные) и плодовые (генеративные).

Вегетативные ветки

1. — побег;
2. — однолетняя ветка;
3. — ветка продолжения;
4. — конкурент;
5. — боковые ветки;
6. — волчки;
7. — регенеративные ветки.

Видоизменения корней

Обычно корни растений выполняют две функции: 

1. осуществляют минеральное питание;
2.  закрепляют растение в почве.

С помощью корня растение поглощает из почвы воду и растворенные в ней минеральные вещества, а затем обеспечивает ими все остальные органы. Но существуют растения, которые используют корни необычно!

Корнеплоды – видоизменение корня, которое служит для запаса питательных веществ.  Корнеплоды развиваются главным образом у двулетних растений в первый год жизни. Кстати, человек использует корнеплоды моркови, свеклы, редиса и других растений в пищу потому, что там запасаются сахара и белки.

• Воздушные корни – встречаются у растений, живущих в тропическом климате. Когда среда слишком влажная, корни поглощают воду прямо из воздуха. Например, так себя ведут орхидеи: благодаря видоизменениям, они растут на других растениях, используя их исключительно для опоры. И в этом случае они не паразиты, а квартиранты.
• Дыхательные корни – в ходе эволюции появляются у растений, произрастающих в воде. Корню, как и любому другому органу, необходимо поступление кислорода для проведения метаболизма в клетках. Под водой кислорода мало, поэтому такие корни высовываются из воды и поглощают его.

• Корни-присоски – видоизменения у растений-паразитов. Эти корни проникают в растение-жертву, и через них идет поглощение органических и неорганических веществ.
• Бактериальные клубеньки – встречаются у растений семейства Бобовые. В них обитают симбиотические азотофиксирующие бактерии. Они забирают свободный азот из атмосферы и переводят его в тот формат, который могут усвоить растения и животные, питающиеся этими растениями. 

Вы когда-нибудь задумывались, зачем нам азот? Это макроэлемент, входящий в состав нуклеиновых кислот и белков – и вот такой важный компонент мы получаем благодаря клубеньковым бактериям.

До ЕГЭ по биологии осталось совсем немного, а ты переживаешь, что не успеваешь подготовиться ко всем заданиям? Записывайся на пробный бесплатный урок к нашим преподавателям! Они помогут тебе закрыть все пробелы, и на экзамен ты отправишься полный сил и уверенности в себе

Клубни и подземные столоны

Клубни и подземные столоны — это утолщения подземного побега, как, например, у картофеля или топинамбура.

Клубни картофеля

Клубневые утолщения развиваются на концах подземных стеблей — столонов. Столоны в отличии от корневищ недолговечны, как правило, в течение вегетационного периода они разрушаются. В клубнях в основном разрастаются паренхимные клетки сердцевины. При этом проводящие ткани слабо развиты и заметны только на границе сердцевины и коры.

Для того, чтобы лучше перенести зиму, клубни снаружи  покрываются перидермой с толстым слоем пробки. На клубне есть и листья, которые рано опадают, оставляя рубцы, в виде так называемых глазков клубня. В каждом таком глазке располагается по 2-3 пазушных почки. В последствии из этих почек прорастает только одна. Как только наступают благоприятные условия почки, питаясь запасными веществами клубня, легко прорастают и вырастают в самостоятельное растение. Т.е. третьей ведущей функцией подземных побегов является вегетативное возобновление и размножение. Самые крупные клубни встречаются у окультуренных растений азиатского ямса из семейства диоскорейных (Dioscorea alata). Их вес может достишать до 50кг! По вкусу они похожи на картофель и их употребляют в пищу аналогичным образом.

У некоторых видов растений образуются довольно своеобразные листовые клубни (к примеру, у тонколистного сердечника) Они представляют собой видоизмененные листовые пластинки, которые располагаются на черешках корневищ. У этих листовых клубней есть лопасти, перистое жилкование и даже ткань мезофилла, но приспособлены они для откладывания запасного крахмала и являются бесхлорофильными.

Побег и почка

Побег образован стеблем, листьями и почками. Главной опорной частью побега является стебель. На стебле располагаются листья, характерные для всех высших растений. Лист крепится к стеблю образуя узел. Образуемое расстояние между узлами называется междоузлием. Удлиненные побеги – побеги имеющие удлиненные междоузлия, побеги с укороченными междоузлиями – укороченные побеги. Между стеблем и листом образуется угол, который называется листовой пазухой (рис.1).

Рис.1 Строение побега

Если побег представлен только стеблем, листьями и почками, его называют вегетативным. Если на побеге формируются цветки, его называют генеративным.

Побеги разнообразны по форме. У большинства растений побеги удлиненные. Но есть растения с укороченными побегами. Например, одуванчик, подорожник, фиалка, земляника.

Почки (рис. 2). Любой побег развивается из почки, поэтому почку называют зачаточным побегом. Большинство почек расположено в пазухах листьев. Это боковые, или пазушные, почки. На взрослых органах (стебле, листе, корне; в этом случае он не связан ни с верхушками побегов, ни с узлами и не обнаруживает чётких закономерностей в своём расположении) — придаточные почки. И только одна венчает верхушку стебля. В верхушечной почке, как и в других почках, укрыта от неблагоприятного воздействия окружающей среды точка роста побега. Размножение клеток в точке роста верхушечной почки даст рост в высоту. А размножение таких же клеток в боковых почках даст новые боковые побеги – ветви. Они образуют крону. Побег (или его часть), образовавшийся за один период вегетации (весна-лето), называют годичным побегом.

Рис.2 Строение вегетативной (а) и генеративной (цветочной) (б) почек: 1 – почечные чешуи; 2- зачаточные листья; 3 – зачаточный стебель; 4 – зачаточный цветок или соцветие; 5 – точка роста

Внутреннее строение почки удобно рассматривать с помощью лупы. Снаружи почку покрывают плотные чешуйки. Это видоизмененные листья. По цвету они коричневые, иногда красноватые или желтоватые. Чешуйки защищают почки от высыхания, вымерзания, повреждений, проникновения бактерий и т. д.

Центральную часть почки занимает зачаточный стебель, от него отходят зачаточные листья. Верхушка зачаточного стебля заканчивается точкой роста.

Весной почки набухают и развертываются. Начинается рост побега. Почечные чешуи при этом опадают. На их месте остаются следы в виде колец.

У цветковых растений выделяют вегетативные и генеративные (цветочные) почки. Из вегетативных почек развиваются стебель и листья. Из генеративных почек развивается бутон, из которого образуются цветок и плод.

Таким образом, одни почки являются почками роста (вегетативные), другие — почками размножения (генеративные). Для некоторых растений характерны «смешанные почки». В них есть и листья, и бутоны одновременно.

Побеги большинства растений ветвятся. Типы ветвления зависят от того, к какой группе относится данное растение. Чтобы увеличить ветвление побега, у него удаляют верхушечную почку. При этом все питательные вещества начинают поступать в пазушные (боковые) почки. При формирующей или омолаживающей обрезке деревьев пазушные почки дают много ветвей замещения.

Стебель, листья и почки образуют побег. Если побег представлен только стеблем, листьями и почками, его называют вегетативным. Если на побеге формируются цветки, его называют генеративным. Побеги разнообразны по форме. Любой побег развивается из почки. Побеги большинства растений ветвятся.

Видоизменения подземных побегов

Корневище — подземный побег, выполняющий функции отложения запасных веществ, возобновления, а иногда и вегетативного размножения. Корневище не имеет листьев, но имеет хорошо выраженную метамерную структуру, узлы выделяются либо по листовым рубцам и остаткам сухих листьев, либо по листовым рубцам и остаткам сухих листьев, либо по живым чешуевидным листьям и по расположению пазушных почек. На корневище могут формироваться придаточные корни. Из почек корневища вырастают его боковые ответвления и надземные побеги.

Корневища характерны преимущественно для травянистых многолетников — копытень, фиалка, ландыш, пырей, земляника и др., но бывают у кустарников и кустарничков. Длительность жизни корневищ колеблется от двух-трёх до нескольких десятков лет.

Клубни — утолщённые мясистые части стебля, состоящие из одного или нескольких междоузлий. Бывают надземными и подземными.

Надземные — утолщение главного стебля, боковых побегов. Часто имеют листья. Надземные клубни являются вместилищем запасных питательных веществ и служат для вегетативного размножения, на них могут находиться метаморфизированные пазушные почки с зачатками листьев, которые опадают и служат также для вегетативного размножения.

Подземные клубни — утолщение подсемядольного колена или подземных побегов. На подземных клубнях листья редуцированы до чешуек, которые опадают. В пазухах листьев находятся почки — глазки. Подземные клубни обычно развиваются на столонах — дочерних побегах — из почек, расположенных у основания основного побега, выглядят как очень тонкие белые стебельки, несущие маленькие бесцветные чешуевидные листья, растут горизонтально. Клубни развиваются из верхушечных почек столонов.

Луковица — подземный, реже надземный побег с очень коротким утолщённым стеблем (донцем) и чешуевидными мясистыми, сочными листьями, запасающие воду и питательные вещества, в основном сахара. Из верхушечной и пазушных почек луковиц вырастают надземные побеги, а на донце образуются придаточные корни. В зависимости от размещения листьев различают луковицы чешуевидные (лук), черепитчатые (лилия) и сборные или сложные (чеснок). В пазухе некоторых чешуек луковицы есть почки, из которых развиваются дочерних луковицы — детки. Луковицы помогают растению выжить в неблагоприятных условиях и являются органом вегетативного размножения.

Клубнелуковицы — внешне похожи на луковицы, но их листья не служат запасающими органами, они сухие, плёнчатые, часто это остатки влагалищ отмерших зелёных листьев. Запасающий орган — стеблевая часть клубнелуковицы, она утолщена.

Надземные столоны (плети) — недолговечные ползучие побеги, служащие для вегетативного размножения. Встречаются у многих растений (костянка, полевица, земляника). Обычно они лишены развитых зелёных листьев, стебли их тонкие, хрупкие, с очень длинными междоузлиями. Верхушечная почка столона, загибаясь вверх, даёт розетку листьев, которая легко укореняется. После укоренения нового растения столоны разрушаются. Народное название этих надземных столонов — усы.

Колючки — укороченные побеги, имеющие ограниченный рост. У некоторых растений формируются в пазухах листьев и соответствуют боковым побегам (боярышник) или образуются на стволах из спящих почек (гледичия). Характерны для растений жарких и сухих мест произрастания. Выполняют защитную функцию.

Побеги суккулентов — надземные побеги, приспособленные для накопления воды. Обычно с образованием суккулентного побега связана потеря или метаморфоз (превращение в колючки) листьев. Сочный стебель выполняет две функции — ассимиляционную и водозапасающую. Характерны для растений, живущих в условиях длительного недостатка влаги. Стеблевые суккуленты наиболее представлены в семействе кактусовых, молочайных.

Источник

Особенности роста побегов

В сезонном климате умеренных широт рост и развитие побегов из почек носит периодический характер. У кустарников и деревьев, а также у большинства многолетних трав это происходит один раз в году — весной или в начале лета, после чего формируются зимующие почки будущего года, а в конце лета — осенью рост побегов заканчивается. Побеги, вырастающие из почек за один вегетационный период раз в год, называют годичными.

Однако формирование новых побегов из почек в течение астрономического года может быть и неоднократным. У растений, когда их вегетационный цикл состоит из нескольких периодов роста, разделённых слабо выраженными периодами покоя, нарастающие побеги называются элементарными. Так, два элементарных побега в год нередко образуются у дуба: первый — весной, второй — в середине лета; побеги летнего периода называют ивановыми (англ.)русск.. У цитрусовых, чайного куста, многих тропических деревьев образуется 3—7 элементарных побегов в год. У многих многолетних трав годичные и элементарные побеги чётко не разграничены.

Побеговая система травянистых поликарпиков состоит из побегов, которые после плодоношения не отмирают полностью, а их базальные участки с почками возобновления сохраняются. Это так называемые монокарпические побеги. В зависимости от длительности периода от раскрытия почки до плодоношения их делят на моноциклические (цикл развития побега завершается в течение одного вегетационного периода), дициклические (два года) и полициклические (три и более лет). Побеги, отмирающие, не доходя до цветения и плодоношения, называют побегами с неполным циклом развития.