Что такое видоизмененный побег в биологии

Видоизменения побегов растений — особенности строения, функции и примеры

Процесс видоизменения побегов растений позволяет накапливать необходимые питательные вещества, защищаться от вредителей или же активно размножаться. В процессе вегетации плоды, соцветия, листья, стебель и корни могут изменять свою форму, что необходимо для обеспечения правильной жизнедеятельности или ухода в анабиоз, который заканчивается при наступлении оптимальных показателей для развития деревьев, кустарников или различных садовых культур.

Основные понятия

Возможность видоизменения побегов объясняется стремлением растений к выживанию в различных условиях. Так как климат непостоянен, флора неизменно подвергается воздействию человека и различных других природных факторов. Поэтому только подстраиваясь под такие изменения, можно сохранить и успешно распространять свой вид растений. Результатом преобразований является появление колючек, клубней, усиков, одеревенелых побегов и так далее.

Лучше всего такие примеры эволюции наземных и подземных побегов изображены на фотографиях садовых и сельскохозяйственных растений. Такие видоизменения могут закрепляться в последующем, являясь уже неотъемлемыми чертами того или иного вида, что наделяет его конкурентными преимуществами, обеспечивая выживаемость даже в суровых условиях. У однолетних растений и флоры субтропиков такое разнообразие видоизменений бывает чаще всего, что объясняется особенностями биологии и быстрыми протекающими процессами в тканях клеток.

Надземные побеги

Видоизменение у надземных побегов — это одеревенение, уплотнение, расширение и сужение веточек и ствола. Чаще всего отмечается минимальное отклонение в развитии, которое в последующем в процессе эволюции быстро закрепляется, становясь характерной чертой того или иного сорта и вида растений. На основании полученных данных об отклонениях в развитии ученые выполняют соответствующие таблицы с измененными признаками, в которых нужно заполнить все графы.

Принято выделять несколько основных видов преобразований надземных побегов:

Колючки представляют собой одеревеневшие боковые побеги, лишённые листьев и имеющие острый конец, обеспечивающий растениям защиту от поедания. Принято отличать такие преобразования от шипов, которые встречаются у семейства розовых и представляющих собой вырост покровной ткани у стебля. Колючки развиваются в пазухах листьев, образуясь из спящих почек. Классическими примерами таких растений является барбарис, акация и боярышник.

Усики — это боковой длинный побег, лишённый листьев, который может виться или же закручиваться в спираль. Их основная функция — это опора, которой растение цепляется за окружающие предметы, приподнимаясь над уровнем земли, получая больше света, что и обеспечивает их правильный рост. Такие усики присущи винограду, гороху, арбузу, огурцам и многим другим растениям. Биологи сегодня не знают, почему у отдельных видов имеются такие изменения, и какие из факторов являются основными для появления подобной мутации.

Кладодий — это широкий боковой мясистый побег, который по своей форме напоминает увеличившийся в размерах лист. Он содержит большое количество хлорофилл, выполняя функцию фотосинтеза. Кладодий отличается способностью к продолжительному росту, а у отдельных видов растений на них развиваются колючки, что характерно для опунции и кактусов. Филлокладии по своему внешнему виду напоминает такие мясистые боковые листья побеги, но отличается ограниченным ростом.

Выделяют также псевдобульбы, которые представляют собой небольшие по размеру наземные клубни, развивающиеся у культур семейств кольраби и орхидные. Такие побеги возвышаются над землёй, могут уплотняться, их с удовольствием употребляют в пищу, так как они богаты различными полезными микроэлементами и имеют необычный насыщенный сочный вкус.

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:

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

За период вегетации в корневище откладываются полезные микроэлементы, которые в последующем с наступлением весны или же подходящих условий используются росточками для роста. Наличие корней и почек позволяет обеспечить возможность вегетативного размножения.

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.

В луковицах запас питательных веществ находится во внутренних сочных чешуйках, которые содержат воду и различные сахара. Отрастание корешков в благоприятных условиях может осуществляться как из донца, так и с многочисленных спящих боковых почек.

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.

Источник

Видоизмененный побег

Видоизме­ненные побеги — это корневища, клубни, луковицы, мясистые стебли, листья, колючки, усики, ловчие аппараты растений.

Функции видоизмененного побега

Образование видоизмененных побегов связано с выполне­нием ими специфических функций. Видоизмененные побе­ги могут служить для запасания питательных веществ или воды, для закрепления растения на опоре. Они обеспечивают зимовку растений, защи­щают от поедания жи­вотными и т. д.

Корневище (рис. 136), клубень и луковица воз­никли в процессе дли­тельного исторического развития растений как результат их приспособ­ления к неблагоприят­ным условиям зимы или засушливому периоду.

«Уйдя» под землю, рас­тения накапливают питательные вещества в подземном побеге и продолжают свое дальнейшее развитие после окончания зимы или засухи.

Корневище

Корневище есть у многих травянистых многолетних рас­тений (ветреница, ландыш, мать-и-мачеха, пырей, кувшинка и др.). Продолжительность жизни корневищ от 2 до 25 лет. Кор­невища одних растений съедобны (рогоз, тростник), дру­гих — ядовиты (ирис). У ряда растений корневища являются лекарственным сырьем (бадан, валериана).

Строение корневища

Внешне корневище напоминает корень, но у него, как и у наземного побега, имеются верхушечная и пазушные поч­ки, а также пленчатые чешуйки — видоизмененные листья.

От корневища отрастают придаточные корни (см. рис. 136). Весной из верхушечной или боковых почек развива­ются молодые побеги. Их развитие происходит за счет пита­тельных веществ, отложенных в корневище летом и осенью.

Клубень

Клубень — это подземный видоизмененный побег с силь­но утолщенным стеблем, в котором накапливаются запасные вещества (крахмал, реже — масла). Клубни формируются у картофеля, топинамбура (земляной груши), хохлатки.

Строение клубня

Сравнив обыч­ный побег с клубнем, легко заметить сходства и различия. У клубня, как и у обычного побега, есть узлы и междоузлия, хотя они и не так хорошо выражены. В то же время стебель сильно утолщен. Листья у клубней мелкие, чешуевидные. Со временем на месте листьев остаются продолговатые листовые рубцы — бровки. Рядом с бровками в небольших углублени­ях находятся пазушные почки — глазки. На верхушке клуб­ня размещается верхушечная почка. В клубне легко разли­чить основание и верхушку. Ближе к верхушке находится больше почек, при основании их меньше.

Столоны

Столоны — это боковые побеги. Они развиваются в почве. Из листьев через стебли в столоны оттекают органические вещества. Верхушки столонов растут, утолщаются и к осени превращаются в крупные клубни.

Луковица

Луковица — это подземный укороченный побег с видоизме­ненными листьями — чешуями. Луковицы образуются у многих луковичных растений (лук репчатый и медвежий, чеснок, тюльпаны, лилии и др.).

Строение луковицы

Чешуи луковицы прикреплены к ко­роткому стеблю, который носит название донце (рис. 138). На верхушке донца располагается верхушечная почка. В па­зухах сочных чешуй развиваются боковые почки, дающие начало молодым луковицам-деткам. В сочных чешуях на­капливаются запасные питательные вещества. Снаружи лу­ковица у многих видов растений покрыта сухими чешуями, выполняющими защитную функцию.

Мясистый стебель

У капусты кольраби развивается съедобный мясистый запасающий сте­бель. Короткий и толстый, он подни­мается над землей и несет несколько листьев. Кочанная капуста находится с кольраби и близком родстве. Ее так называемый «кочан» состоит из корот­кого стебля с многочисленными пере­крывающими друг друга листьями. По существу, кочан представ­ляет собой крупную видоизмененную почку, т. е. зачаточный побег. Материал с сайта http://wiki-med.com

Колючка

Довольно распространенными видоизменениями побегов или их частей являются колючки (рис. 141). У барбариса, кактусов в колючки превращаются листья, у белой акации прилистники, у астрагалов — черешок листа после опадения листовой пластин­ки. У дикой яблони, груши, боярышника в колючки превращаются стебли некото­рых боковых побегов.

У многих лазящих растений имеются усики. У гороха, например, в усики пре­вращается верхняя часть сложного листа (рис. 142), у винограда — побеги.

Ловчие аппараты

Наиболее интересные видоизменения листьев можно наблюдать у насекомо­ядных растений. Они растут на очень бедных почвах. Недостаток питания эти растения восполняют ловлей и перева­риванием живой добычи — насекомых и других мелких животных. Для этого у них имеются особые листья-ловушки — ловчие аппараты. Например, у росянки листья покрыты волосками с липкой жидкостью, которая и удерживает насекомое (рис. 143).

Источник

Видоизменения побега и отдельных его частей

Урок 11. Биология. Сложные вопросы. Ботаника

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Видоизменения побега и отдельных его частей»

Вы уже знаете, что надземная часть растения представляет собой побег или систему побегов. Наряду с типичными побегами, листья которых осуществляют фотосинтез, а стебли выполняют опорную и проводящую функции, у растений часто развиваются видоизменённые побеги. Они бывают подземные и надземные.

Видоизменёнными подземными побегами являются корневище, каудекс, столон, клубень, луковица и клубнелуковица. Внешне они сильно различаются, но в своём строении они имеют много общих черт, так как являются видоизменёнными побегами. Как и побег, они имеют узлы, междоузлия, верхушечные и боковые почки и видоизменённые листья.

Корневище – это подземный побег многолетних травянистых растений и кустарников. Корневище есть у иван-чая, пырея, ветреницы, ириса и ландыша.

В почве оно располагается горизонтально. По степени разветвлённости корневище может быть простым или ветвистым, по длине – длинным или коротким, по толщине – толстым или тонким. Внешне корневище похоже на корень. Но это видоизменённый побег, и сейчас мы это докажем. Корневище имеет чешуевидные листья и рубцы от опавших листьев, узлы и междоузлия. На верхушке корневища развивается верхушечная почка, а в пазухах чешуй – пазушные почки. Из почек корневища каждый год вырастают надземные побеги, которые осенью отмирают. Корневище укореняется в земле с помощью придаточных корней.

Вспомним, что кончик корня покрыт корневым чехликом, который служит для защиты апикальной меристемы. У корневища корневой чехлик отсутствует. Внутреннее строение корневища также отличается от внутреннего строения корня. Рассмотрим, какие функции выполняет корневище. Оно является органом вегетативного размножения, у некоторых растений (например, у ландыша и кувшинки) корневище утолщается, и в нём откладываются запасные питательные вещества. Корневище нарастает по направлению к надземной части побега, а с противоположного конца подземный побег постепенно отмирает.

Каудекс (стеблекорень) – образование на границе стеблевой и корневой частей растения, представляющее собой одревесневшие нижние участки многолетних побегов с почками возобновления. В отличие от корневища, каудекс не отмирает с нижнего конца, а постепенно переходит в главный корень. Каудекс запасает питательные вещества. Такие образования характерны, например, для василька, одуванчика и люцерны.

Столон – относительно быстро отмирающий вытянутый боковой побег растения с удлинёнными междоузлиями, недоразвитыми листьями и пазушными почками. На столоне развиваются укороченные побеги: клубни картофеля, луковицы тюльпана и розеточные побеги.

Столоны бывают надземными и подземными. Лапчатка гусиная имеет надземные столоны, стелющиеся по земле и укореняющиеся в узлах. А картофель имеет подземные столоны. Хорошо развитые надземные столоны земляники называются усами (плетями). С помощью усов земляника вегетативно размножается, так как из верхушечной почки развивается и молодое дочернее растение, которое затем укореняется и теряет связь с материнским.

Клубень – видоизменённый укороченный побег с сильно утолщённым стеблем. Он имеет более или менее шаровидную форму в результате разрастания одного или нескольких междоузлий. Клубни используются растениями для запасания питательных веществ (в основном крахмала), для бесполого размножения, а также для выживания зимой и в засушливые месяцы. В клубнях запасаются вещества и энергия для роста в следующий вегетационный период.

Подземные клубни возникают как утолщения на тонком безлистном подземном побеге – столоне (например, у картофеля). Рассмотрим строение клубня картофеля. Место прикрепления клубня к столону называется основанием. Противоположная основанию сторона называется верхушкой. На клубне развиваются глазки – это верхушечные и боковые почки. В основании каждой почки расположена бровка – место прикрепления редуцированного листа. Из глазков клубня развиваются ростки – будущие надземные побеги. Участок клубня между двумя глазками называется междоузлием. У клубня они короткие.

Строение клубня картофеля убеждает в том, что клубень – это видоизменённый подземный побег, так как он имеет глазки, соответствующие верхушечным и пазушным почкам побега, и имеет междоузлия.

Внутреннее строение клубня аналогично строению стебля. На срезе выделяют кору, луб, древесину и сердцевину.

Клубни не содержат хлорофилла. Но если на них попадает свет, они могут зеленеть.

Из листьев картофеля через стебли в столоны постоянно оттекают органические вещества в виде крахмала и откладываются в верхушках. Верхушки столонов растут, утолщаются и к осени превращаются в крупные клубни. Клубни имеют и некоторые дикорастущие растения, например хохлатка и кормовое растение топинамбур.

С клубнями не следует путать корневые клубни, или корневые шишки, которые являются видоизменениями корней.

Луковица – подземный укороченный побег. Рассмотрим строение луковицы лука репчатого. В нижней части луковицы расположен почти плоский стебель – донце. На донце располагаются видоизменённые листья – чешуи. Наружные чешуи выполняют защитную функцию, они сухие и кожистые. Внутренние чешуи – сочные и мясистые. В них накапливаются запасные питательные вещества и вода. На верхушке донца располагается верхушечная почка, в пазухах сочных чешуй – боковые почки, которые дают начало молодым луковицам-деткам. От нижней части донца отрастают придаточные корни. Луковицы характерны для лука репчатого, чеснока, лилий, тюльпанов и нарциссов. Все они – многолетние растения. Растения с характерным специализированным органом – луковицей – называются луковичными растениями.

Клубнелуковица внешне похожа на луковицу, но отличается от неё сильно разросшимся донцем, которое служит местом накопления запасных питательных веществ. В этом состоит отличие клубнелуковицы от настоящей луковицы, у которой питательные вещества накапливаются в чешуях.

С нижней стороны у клубнелуковицы отрастают придаточные корни. Снаружи клубнелуковица покрыта сухими плёнчатыми листьями. В клубнелуковице хорошо развиты верхушечные и пазушные почки, дающие начало цветоносному побегу и луковицам-деткам. Из каждой луковички-детки может вырасти самостоятельное растение. Рост клубнелуковичного растения сопровождается активным расходом питательных веществ, находящихся в клубнелуковице, в результате она сморщивается; одновременно на ней образуются новые клубнелуковицы. Клубнелуковицы образуются у гладиолуса, фрезии и безвременника.

Видоизменённые надземные побеги встречаются у многих растений. Видоизменяться может как весь побег, так и отдельные его части: стебель, листья и почки. Например, у капусты обыкновенной образуется кочан. Он состоит из короткого стебля, от которого отходит большое количество толстых перекрывающих друг друга листьев, которые практически лишены хлоропластов. Кочан представляет собой огромную верхушечную почку, то есть зачаточный побег.

Листья растений также могут подвергаться метаморфозам, так как выполняют функции, не свойственные типичным листьям. Они могут видоизменяться полностью или частично. Например, у барбариса некоторые листья превращаются в колючки. Они испаряют меньше влаги и защищают растения от поедания животными. У кактусов листья также видоизменяются в колючки, которые защищают растение. У тыквенных вместе с нормальными встречаются листья, которые видоизменились в усики. Усики листового происхождения имеются также у многих бобовых, при этом у гороха только верхушечная часть листа превращается в усик. Они служат для поддержания стебля растения в вертикальном положении.

Интересны листья насекомоядных растений. На торфяных болотах растёт небольшое растение росянка. Листовые пластинки росянки покрыты волосками, выделяющими клейкую жидкость. Клейкие капельки привлекают насекомых и, сев на лист, насекомые увязают в клейкой жидкости. Пластинка листа загибается и охватывает жертву. Лист переваривает и всасывает все живые ткани насекомого.

Венерина мухоловка ловит своих жертв (насекомых и паукообразных) с помощью специализированного ловчего аппарата, образованного из краевых частей листьев. Захлопывание ловушки инициируется тоненькими чувствительными волосками на поверхности листьев.

У насекомоядных растений лист видоизменяется в ловчий аппарат, которым растение ловит насекомых и переваривает их с помощью ферментов пищеварительных желёз, компенсируя тем самым дефицит азотистых веществ.

Не только листья, но и побеги в целом могут подвергаться метаморфозу. У дикой яблони, боярышника и многих других побеги видоизменяются в колючки.

Многие растения, произрастающие в засушливых зонах, где постоянно не хватает влаги, приспособились запасать воду в тканях собственных органов. Такие растения называют суккулентами. Они бывают листовые и стеблевые. У листовых суккулентов (например, у алоэ) вода запасается в листьях, у стеблевых суккулентов (например, у кактуса) – в стебле.

Растения, которые испытывают недостаток влаги (например, иглица колючая), используют в качестве фотосинтезирующего органа не листья с их активной транспирацией воды, а уплощённые побеги. Такие листоподобные побеги, имеющие зелёную окраску, называют филлокладиями.

Особым типом видоизменённых побегов являются соцветия. Они развиваются из вегетативно-генеративных почек и чаще всего обладают ограниченным верхушечным ростом, потому что их апикальные меристемы образуют цветки. Поэтому у многолетних растений соцветия отмирают после того, как на них созреют плоды. Рассмотрим, какие существуют типы соцветий.

По характеру поведения апикальных меристем соцветия бывают закрытые и открытые. Если апикальная меристема полностью используется для формирования верхушечного цветка, соцветие называют закрытым, если же длительное время сохраняется в деятельном состоянии – открытым.

По степени ветвления соцветия делят на простые и сложные. В простых соцветиях на главной оси располагаются одиночные цветки. Сложные соцветия отличаются от простых тем, что у них на главной оси располагаются не отдельные цветки, а дополнительно ветвящиеся оси второго, третьего и последующих порядков. Подробную классификацию простых и сложных соцветий мы рассмотрим при изучении отдельной темы.

Источник