Морфология растений

Лист состоит из листовой пластинки, черешка и прилистников (рис. 6). Листовая пластинка — наиболее важная, сильно разрастающаяся часть листа, выполняющая его основные функции. Черешок прикрепляет пластинку листа к стеблю, способствует наилучшему расположению ее по отношению к свету, делает лист более подвижным, уменьшает опасность разрыва его ветром и дождем. Расширенное основание черешка называется влагалищем, оно сильно выражено у представителей семейства зонтичных (например, у сныти, укропа). Если черешок у листа отсутствует и листовая пластинка прикреплена к стеблю основанием, лист называется сидячим, при наличии черешка — черешковым. У сидячих листьев, например у злаков, влагалище образуется расширенным основанием листовой пластинки, плотно охватывающим часть стебля.

У основания черешка на побегах многих растений образуются две небольшие зеленые пластинки — прилистники. У некоторых видов, например у березы, липы, дуба, они рано опадают, у шиповника, малины, рябины отмирают вместе с листьями. Ранней весной прилистники служат дополнительной защитой почкам, находящимся в пазухе листьев. Прилистники могут иметь вид пленочек, щетинок, у акации белой они превращаются в колючки, расположенные попарно у основания черешка. У видов семейства гречишных (конский щавель, гречиха) прилистники срастаются, образуя раструб. При слаборазвитой листовой пластинке (например, у чины) разросшиеся прилистники выполняют ее функцию.

 

Рис. 6. Лист: а — простой (яблони); б — сложный (рябины):

1— листовая   пластинка;   2 — черешок;   3 — прилистники;   4 — листочки   сложного    листа Типы жилкования листьев (в):

5 — перистосовершенное   (ильм);   6 — несовершенноперистое   (тополь    черный);   7 — пальчатое (клен); 8 — дугонервное (ландыш); 9 — параллельнонервное (ирис)

 

От черешка в лист проходит жилка — сосудисто-волокнистые пучки, которые, разветвляясь, пронизывают всю листовую пластинку. По ним идет ток воды и минеральных растворов в ткань листа и отток углеводов (Сахаров) из листа. Благодаря механическим тканям жилки увеличивается прочность листовой пластинки.

Жилкование — расположение жилок в листе различно, что особенно заметно на нижней стороне листовой пластинки или при рассмотрении ее на свет. Различают следующие типы жилкования (рис. 6, в): перистое, пальчатое, дугонервное, параллельное.

Перистое жилкование — от черешка по листовой пластинке проходит более крупная выделяющаяся главная жилка, образующая боковые, более тонкие ответвления первого, второго и третьего порядков. Если при этом боковые жилки первого порядка доходят до края листа или даже упираются в него, жилкование называется перистокраебежным, или перистосовершенным (у дуба, ильма, вяза). Если жилки первого порядка, сильно разветвляясь, не доходят до края листа, как бы теряясь (у ивы), и образуют тонкую сеть из более мелких жилок, жилкование называется перистосетчатым, или н е с о в е р ш е н н о –п е р и с т ы м.

Пальчатым называется жилкование, когда кроме главной жилки также хорошо выражены несколько (2—4) крупных жилок, расходящихся лучами от основания листа. От них отходят более тонкие боковые жилки второго-третьего порядка. Если более крупные жилки доходят до края листа, жилкование называется пальчатокраебежным (у клена, липы), а если, разветвляясь, образуют у края листа тонкую сетку из мелких жилок,— пальчатосетчатым (у осины, копытеня).

Дугонервным называется жилкование, когда от черешка отходят несколько одинаково развитых, слабо ветвящихся, дуговидно изогнутых жилок, сходящихся к вершине листовой пластинки (у ландыша, подорожника, рис. 6).

Параллельное жилкование свойственно сидячим листьям. При этом от основания листа отходят несколько одинаково развитых жилок, расположенных на листовой пластинке параллельно и сходящихся в вершине (у злаковых, осоки, ириса).

Форма листовой пластинки очень разнообразна, и лучше начинать ее определение с отношения длины и ширины. Если длина листовой пластинки равна ширине или немного превышает ее, форма листа называется округлой, если длина в 1,5—2 раза больше ширины,—эллиптической, в 3—4 раза больше — продолговатой. Во всех этих случаях наибольшая ширина приходится на среднюю часть пластинки (рис. 7). Если наиболее широкой является нижняя часть пластинки, форма называется широкояйцевидной, яйцевидной и ланцетной; при наибольшей ширине верхней части пластинки — соответственно обратноширокояйцевидной, обратнояйцевидной и обратноланцетной (рис. 7). Если длина во много раз (10 и больше) превышает ширину при значительной величине ее, лист называется мечевидным (у рогоза, ириса). Длинный, но узкий лист злаков и осок называется линейным. Цилиндрический, внутри полый лист лука — трубчатым. Сравнительно небольшие, но ' очень узкие плотные листья хвойных деревьев имеют игловидную форму и называются хвоей.

При описании листовой пластинки различают и форму ее верхушки: закругленную, острую, заостренную, остроконечную, а также форму основания: клиновидное, закругленное, сердцевидное, стреловидное и копьевидное (рис. 7,6).

Край листовой пластинки также бывает разным. Лист, не имеющий по краю выемок и выступов (у сирени, ландыша), называется цельнокрайным, лист с небольшими выемками по краю и выступами в виде зубцов — зубчатым. Если выступы на листе неравнобокие и наклонены в одну сторону, край называется пильчатым, если выступы округлые, а выемки острые — город-чатым, при острых выступах и округлых выемках — выемчатым (рис. 7, е).

Рис. 7. Формы листовых пластинок (а):

/ — округлая; 2 — эллиптическая; 3 — продолговатая; 4 — широкояйцевидная; 5 — яйцевидная; 6 — ланцетная; 7— обратноширокояйцевидная; 3 — обратнояйцевидная; 9 —обратноланцетная. Формы верхушек  и оснований листьев (б): 1 — закругленная; 2 — острая; 3 — заостренная; 4 — остроконечная; 5 — клиновидная; 6 - закругленная; 7 — сердцевидная; 8 — стреловидная; 9 — копьевидная. Край листа (в): / — цельнокрайиый; 2 —зубчатый; 3 — пильчатый; 4— городчатый; 5 — выемчатый

 

Листовые пластинки могут быть цельными или рассеченными. Различают три степени рассеченности листа (рис. 8). Если вырезы на листе не заходят глубже 1/4 ширины его пластинки, лист называется лопастным, а выступы лопастями, если вырезы доходят до 1/4 ширины или несколько глубже — раздельным, а выступы называют долями, если же вырезы заходят почти до 1/2 ширины листа, до главной жилки, лист называется рассеченным, а выступы сегментами.

У листьев с хорошо развитой главной жилкой и перистым жилкованием лопасти расположены обычно попарно, симметрично вдоль главной жилки. Такой лист называется перистолопастным, соответственно перистораздельным, перисторассеченным (рис. 8,2). У листьев с пальчатым жилкованием лопасти располагаются веерообразно (по радиусам) от основания листа. Такой лист называется пальчатолопастным и, соответственно, пальчатор'аздельным, пальчаторассеченным. Если каждая лопасть листа также имеет вырезы и образует лопасти второго порядка, лист называется дваждылопастным, а если на них имеются еще вырезы — триждылопастным; соответственно различают дваждыраздельные и дважды-триждырассеченные листья (например, у укропа, рис. 8,6).

Рис. 8, Рассеченность листовой пластинки:

а — простые листья: / и 7 — цельный; 2 — перистолопастной; 3 — перистораздельный; 4 — перисторассеченный; 5 — дваждыперисторассеченный; 6 — триждыперисторассечен-ный; 8 — пальчатолопастной; 9 — пальчатораздельный; 10 — пальчаторассеченный. б — сложные листья: // — непарноперистый; 12 — парноперистый; 13 — пальчатослож-ный; 14 — тройчатый, в — метаморфоз листьев: / — усики гороха; 2 —колючки барбариса; 3 — листья росянки

 

Как бы сильно ни была рассечена листовая пластинка, если осенью, отмирая, она опадает вместе с черешком, лист называется простым (например, триждырассеченный лист моркови). Если черешок несет несколько листовых пластинок-листочков, иногда сидячих, чаще имеющих собственные короткие черешки, сочлененные с главным черешком, то лист называется сложным (рис. 8, б)., Осенью каждый листочек сложного листа опадает отдельно, последним опадает черешок (акация, 'ясень, рябина). Лист, все листочки которого прикреплены в одном месте к черешку и расходятся от него по радиусам, называется пальчатосложным (у каштана конского, люпина), если листочки расположены по два друг против друга по главной жилке — парноперистым сложным (акация желтая). Лист, на верхушке которого имеется один непарный листочек, называется непарноперистым сложным (рябина, ясень, рис. 8,11). Если от черешка отходят три одинаковых листочка, лист называется тройчатым (клевер, кисличка).

Поверхность листа может быть гладкой, неопушенной (у сирени) или покрыта волосками, опушенной (у белого тополя). Опушение может быть равномерным по всей пластинке или неравномерным, только по нижней стороне, по углам жилок, у основания листа.

Величина листьев весьма разнообразна: от нескольких миллиметров (чешуевидные листья вереска) до 1 м (у борщевика). У древесных растений длина листьев в среднем 3—10 см. У некоторых видов растений листья даже на одном экземпляре неодинаковы по форме. Так, у пастушьей сумки, короставника нижние листья цельные, а верхние рассеченные. У некоторых древесных растений листья на удлиненных побегах отличаются от листьев укороченных побегов (у тополя белого). На порослевых побегах березы, осины, липы листья очень крупные и иной формы, чем на взрослых деревьях.

Иногда форма листьев зависит от среды. Так, у лютика водяного, растущего по берегам водоемов, все листья, погруженные в воду, рассеченные, а находящиеся над водой — цельные. Образование разных по величине и форме листьев на одном экземпляре растения называется разнолистностью, или гетерофилией.

Листорасположение, как и расположение почек (см. с. 10) на побегах, различают: очередное, супротивное и мутовчатое. Листья двух ближайших узлов на побеге никогда не бывают расположены непосредственно один под другим, верхний лист всегда несколько сдвинут по отношению к нижнему. Длина черешков листьев на одном побеге также бывает разной — от коротких у верхних листьев до длинных у нижних. Такое расположение листьев у растений уменьшает затенение нижних листьев верхними и называется листовой мозаикой. Листовая мозаика обеспечивает более полное равномерное освещение всей листовой поверхности данного растения, а следовательно, и более интенсивный фотосинтез.

Метаморфоз листа. Лист, как стебель и корень, под влиянием дополнительных функций подвергается метаморфозу.

1. Листья    превращаются    в   хранилище   питательных   веществ — луковицы  (лук, лилии). Они теряют зеленую окраску, становятся толстыми, мясистыми. Ту же функцию выполняют листья в кочнах капусты, которые сами являются сильно разросшимися почками.  Самые   первые листья зародыша — семядоли — у    некоторых   видов,    разрастаясь, становятся     мясистыми и еще   в   семени   превращаются   в орган,   запасающий питательные вещества  (например, семядоли дуба, лещины, гороха).
2. Листья некоторых растений с лазящими и цепляющимися стеблями  становятся органом  опоры — усиками. Так, у гороха, имеющего сложные листья, верхняя пара листочков превращается в тонкие усики, плотно обвивающие любую опору (рис. 8,в).
3. Листья могут видоизменяться   и   в   колючки,   выполняя функцию защиты. Например, у барбариса часть листьев не развивает листовую  пластинку,  они становятся твердыми и превращаются в колючки. В пазухе такой колючки всегда находится  почка    или укороченный  побег.  У кактусов все  листья становятся   колючками,   которые   защищают сочный  зеленый стебель от поедания его животными.
4. Чешуи    также    являются    метаморфизированными    листьями, предохраняющими почки от высыхания, от резких колебаний температуры. Они обычно бывают бурого или черного цвета, кожистые, часто покрыты волосками или склеены смолистыми веществами.
5. Листья насекомоядных растений превращаются в различной формы ловушки или капканы для ловли насекомых. Так, растущее  на  сфагновых  болотах насекомоядноерастение  росянка имеет небольшие, около 1 см в диаметре, округлые листья на довольно длинных черешках. Их листовые пластинки густо покрыты  волосками-желёзками, выделяющими  на   концах  капельки липкой жидкости. Мелкие насекомые, привлеченные блестящими  капельками,  садятся  на  лист  и  прилипают к нему. Волоски,  быстро  сгибаясь, прикасаются  кончиками  к  насекомому со всех сторон, и выделяемая желёзками жидкость растворяет насекомое  (рис. 8, в). Насекомоядные растения растут на бедных азотом почвах и таким своеобразным способом добывают   недостающие   им   азотистые   соединения   не корнями, а листьями.
6. Листья, сильно изменяясь внешне, превращаются в части цветка:  чашелистики, лепестки, тычинки и пестик, выполняющие различные функции (подробнее см. § 6).

 

§ 4. Гомологичные и аналогичные органы

Все описанные органы, обеспечивающие существование отдельного растения, называются вегетативными органами (от латинского слова вегетус — живой).Под влиянием дополнительных функций происходит метаморфоз вегетативных органов. Так, стебель у пырея превращается в корневище, у картофеля в клубни, у земляники в усы, у винограда в усики, у боярышника в колючки. Такие органы, имеющие одинаковое происхождение, в данном случае стеблевое, но выполняющие разные функции и имеющие разный внешний вид, называются гомологичными. Колючки кактуса, усики гороха, чешуи почек, семядоли дуба также гомологичные органы, так как все они являются метаморфозом листьев, т. е. имеют общее происхождение, но выполняют разные функции и не похожи по внешнему виду.

Внешне сходные колючки боярышника и барбариса выполняют одинаковую функцию — защищают растение от повреждения животными, но по происхождению они разные. У боярышника колючки стеблевого происхождения (они растут из пазухи листа, из почки), у барбариса — листового происхождения (в их пазухе находится почка). Усики винограда (метаморфоз стебля) и усики гороха (метаморфоз листа) также имеют сходный вид и выполняют одинаковую функцию опоры, но происхождение у них разное — стеблевое и листовое. Органы, имеющие разное происхождение, но выполняющие одинаковые функции и имеющие сходный внешний вид, называются аналогичными.

§ 5. Размножение растений

Размножение, так же как дыхание, питание, фотосинтез и рост — один из процессов жизнедеятельности растений. Но оно обеспечивает жизнь не отдельной особи, а сохранение вида в целом. Различают размножение половое и бесполое.

При половом размножении всегда происходит слияние двух половых клеток — гамет и образование новой клетки — зиготы, из которой затем развивается новая особь. У цветковых растений этот процесс происходит в цветке. Так как после него образуются семена, то половое размножение у цветковых растений называется также семенным размножением. Обеспечивается оно генеративными органами: цветком и семенем.

Бесполым называется размножение без слияния двух клеток и без образования зиготы. У примитивных одноклеточных организмов происходит простое деление клетки и образование двух новых. У более сложных организмов образуются особые клетки — споры, каждая из которых при благоприятных условиях может развиться в новую особь. У высших растений при бесполом размножении новая особь развивается из части вегетативного органа (стебля, корня, листа), поэтому такое размножение называется вегетативным. Возможно оно потому, что многие растения обладают способностью восстанавливать целый организм из части одного органа. Этот процесс называется регенерацией.