Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

Видозміни вегетативних органів рослин

Метаморфози пагона. Під впливом екологічних факторів і залежно від специфіки функцій пагони так видозмінюються, що їх важко розпізнати. Усі видозміни пагона поділяють на надземні та підземні. Надземні видозміни зумовлені здебільшого дією кліматичних факторів. Вони можуть бути спричинені едафічними, орографічними, біотичними та іншими факторами. До них належать такі видозміни: колючки, вусики, філокладії, м’ясисті стебла.

Колючки — це видозміни пагона, які характеризуються загостренням верхівки, значним здерев’янінням, істотним розвитком механічної тканини, відсутністю або слабко розвиненими при основі листками. Розміщення колючок у пазухах листків і поява на них квіток підтверджують їх пагонове походження. Колючки захищають рослини від надмірного випаровування води та поїдання їх тваринами. Вони властиві рослинам сухих місцезростань (терен, гледичія, дика груша).

Вусики — це видозмінені пагони, за допомогою яких рослини прикріплюються до опори. Вони властиві винограду, огіркам, гарбузам, бріонії. Про їх пагонову природу свідчить розміщення вусиків у пазухах видозмінених листків чи їх рубців, наявність на них дрібних лускоподібних листочків, прикріплених у вузлах навпроти звичайних листків.

Філокладії — це видозміни пагонів, які за загальними обрисами, наявністю хлоренхіми і здатністю до фотосинтезу нагадують справжні листки. Але розміщення філокладіїв у пазухах видозмінених листків та утворення на них квіток і плодів свідчить про їх пагонову природу. Такі видозміни є в рускусу.

Надземними видозмінами пагона є м’ясисті стебла сукулентів: американські кактуси й африканські молочаї. Вони мають дуже розвинену стеблову водозапасну паренхіму та редуковані листки, щоб зменшити випаровування вологи. Функцію листків при цьому виконує стебло. Сукуленти характерні для засушливих місць: кам’янистих відслонень, пустель.

Видозмінений пагін має дрік іспанський, його листки метаморфозовані в лускоподібні утворення, а стебло зелене і виконує функцію фотосинтезу.

До видозмін пагонів належать бульби (картопля), цибулинки (лілія, живорідний гірчак). Виникають вони з пазушних бруньок або з інших частин суцвіття. У тонконога бульбистого утворюються виводкові цибулинки, що проростають одночасно з відмиранням надземних частин рослин.

Підземні видозміни виникають як вмістища запасних поживних речовин. Завдяки їм рослини краще переносять несприятливі кліматичні умови. Крім того, багато рослин розмножується підземними видозмінами пагона. До них належать: кореневища, бульби, цибулини.

Кореневище — це підземний видозмінений пагін, який зберігає верхівкову бруньку і здатний необмежено наростати, несе у вузлах редуковані листки, утворює додаткові корені. Кореневище є місцем запасання поживних речовин. За рахунок верхівкової та бічних бруньок воно дуже розростається і видовжується за вегетацію від кількох сантиметрів до кількох метрів. Форма кореневищ дуже різноманітна: вони бувають у вигляді довгих батогів або вкорочених товстих пагонів (ірис, татарське зілля). Завдяки запасу поживних речовин кореневища утворюють велику кількість надземних пагонів, за допомогою яких розмножуються. У кореневищі пирію закладається до 25 тис. бруньок, кожна з яких потенційно може дати початок новій рослині. Фактично його ділянка в кілька сантиметрів завдовжки може дати кілька пагонів. У результаті кореневищні рослини дуже живучі, швидко розростаються і створюють значні труднощі в боротьбі з ними як з бур’янами сільськогосподарських культур.

Бульби — це надмірно потовщені, м’ясисті ділянки пагона, утворені одним або кількома дуже вкороченими міжвузлями. Розрізняють підземні та надземні бульби. Підземні — це потовщення підземного пагона чи підсім’ядольного коліна. Потовщення розвиваються на видовжених пагонах, які називають столонами. Завдяки нагромадженому в запас крохмалю бульби картоплі дуже потовщуються. На поверхні бульб листки швидко редукують і відмирають, а в їх пазухах містяться бічні бруньки, які називають вічками. Бруньки розміщуються спірально, як і в надземних пагонах.

Підземні та надземні видозміни пагонів

Цибулина — це видозмінений підземний пагін з дуже вкороченими міжвузлями й видозміненими листками, які щільно зближені та налягають один на одного. Стеблова частина цибулини слабо виражена і її називають денцем. За функцією листки поділяють на соковиті (луски), що є місцем запасання розчинних вуглеводів, і сухі луски, які виконують захисну роль. Від нижньої частини денця відходять численні додаткові корені.

Цибулини мають властивість розмножуватись утворенням відкидишів на невеличких кореневищах (дикоросла цибуля, деякі тюльпани), що відходять від денця. Нова цибулина, що виникла, потім квітує і стає самостійним організмом.

Звичайно, з верхівкової бруньки денця розвивається надземний пагін, а з бокових у пазухах інших листків закладаються дочірні цибулинки, що виникають ще до квітування (часник, цибуля). Тому цибулину, покриту загальними лусками, називають також складною цибулиною.

Метаморфози листків. Листки істотно змінюються зі зміною функції та умов місцезростання. У жаркому кліматі з недостатнім зволоженням листки редукуються і перетворюються в колючки (кактуси, опунції). Частково перетворюються в колючки листкові пластинки татарника, будяків, осотів, падуба. В акації видозмінюються в колючки прилистки. Колючки захищають рослини від поїдання їх тваринами.

Виткі та сланкі рослини у зв’язку з необхідністю утримуватись на опорі видозмінюють свої листки у вусики — органи переміщення та чіпляння. У вусики перетворюються непарні листочки вики, гороху, сочевиці. Роль вусиків виконують також серединні жилки (чина лучна), черешок листка (настурція), перший листок пазушної бруньки (гарбуз).

Для австралійських акацій, у яких листкова пластинка швидко опадає, а черешок набуває форми листка і виконує функцію фотосинтезу, характерні філодії.

Рослини, які ростуть в умовах нестачі Нітрогену, перетворили свої листки в ловильні апарати для комах. Від перетравлення їх рослини одержують необхідну його кількість. Такі рослини називають комахоїдними.

На болотах України з комахоїдних рослин трапляється росичка. Її листки вкриті залозистими волосками, що виділяють липкий секрет. Його блиск і перелив у сонячних променях приваблює комах. Торкаючись цих волосків, комаха потрапляє в тенета залозистих волосків і перетравлюється, забезпечуючи рослини нітрогеновмісними сполуками.

У пухирника занурені у воду листки перетворюються в ловильний апарат у вигляді міхурця. Вхід його прикриває клапан з волосками, спрямованими в порожнину. Дафнії та інші комахи легко проникають в порожнину, але не можуть вибратись назовні. Внутрішні стінки порожнини вистилають травні залозки, які перетравлюють комах.

Видозміни кореня. Пристосовуючись до умов місцезростання та виконання певних функцій корені істотно видозмінювались. Відомо багато видозмін коренів. Запасливі корені часто є місцем запасання поживних речовин, у зв’язку із чим помітно видозмінюються. Такі корені дуже потовщуються за рахунок розростання паренхіми ксилеми чи флоеми. До них належать м’ясисті корені й кореневі бульби.

Коренеплоди — це видозміни, які складаються з дуже потовщеного головного кореня, кореневої шийки (гіпокотиля) і голівки (часто епікотиля) з розеткою листків: їх мають редька, морква, буряк, цикорій, бруква. Повний розвиток коренеплоду завершується на другий рік. Але вже під кінець першого року вони запасають значну кількість поживних речовин і дуже видозмінюються.

Кореневі бульби, або кореневі шишки, — це м’ясисті потовщення не головного, а бічних або додаткових коренів, які надмірно розростаються. Запасаються в них здебільшого вуглеводи. Великих розмірів кореневі бульби досягають у батату і ямсу.

Опорні корені представлені ходульними і дошкоподібними. Ходульні корені властиві мангровим рослинам. За походженням — це додаткові корені, які відходять від нижньої частини стебла і підносять над водою стовбури деревних і чагарникових рослин. Дошкоподібні корені розвиваються в рослин тропічних лісів, особливо в зоні припливу та відпливу морів.

Повітряні корені — це додаткові корені, які звисають із стебла, поглинаючи кисень з повітря і засвоюючи вологу та поживні речовини з опадів. Корені епіфітних рослин мають додаткові, звисаючі повітряні корені, за допомогою яких поглинають стікаючу по стовбурах воду і поживні речовини.

Чіпкі повітряні корені характерні для ліан тропічних лісів і помірно-теплої зони. За їх допомогою ліани досягають крони дерев і утримуються на них. Чіпкі корені має плющ, дикий виноград.

Дихальні корені розвиваються в рослин на мулистих ґрунтах, де доступ повітря дуже обмежений (болотний кипарис).

Несправжні корені — присоски (гаусторії) виникають у рослин-паразитів і напівпаразитів, які живляться за рахунок речовин, синтезованих рослиною-живителем. Щоб їх одержати, паразити утворюють гаусторії, що проникають всередину клітин і всмоктують пластичні речовини.

Симбіоз бактерій і вищих рослин. Вищі рослини, наприклад бобові, вступають у симбіоз з бактеріями з роду Azotobacter. Крізь кореневі волоски, поранення і тріщини біля виходу бічних коренів бактерії проникають і поселяються в паренхімі кори. Тут вони розмножуються і стимулюють поділ клітин, у результаті розростається паренхімна тканина і з’являються вирости, які називають бульбочками. У них містяться бактерії, що зв’язують вільний азот повітря в солі, доступні для споживання рослинами. Частково ці солі використовують інші небобові рослини. Більша частина сполук Нітрогену залишається в ґрунті разом з рослинними рештками бобових. За вегетацію бульбочкові бактерії нагромаджують Нітрогену в орному шарі близько 200-300 кг/га.