Метаморфози вегетативних органів їх морфологія та біологічні особливості, різновиди та значення для сільського господарства

Міністерство освіти і  науки України

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Метаморфози вегетативних органів їх морфологія та біологічні особливості, 
різновиди та значення для сільського господарства»

 

 

 

 

 

 

 

 

Підготував

Студент 1 курсу 1 групи

Факультету агротехнологій

та екології

Солодовник Дмитро

 

 

 

 

 

Полтава

2012

План

    Вступ

1. Фактори які впливають на виникнення метаморфоз

2. Різновиди метаморфоз кореня, пагона, листка і їх морфологія.

3. Вегетативне розмноження за допомогою метаморфоз.

4. Щеплення як різновид використання вегетативних органів. Типи зчеплення.

    Список використаної літератури.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Метаморфозом (від грецького слова metamorphosis - перетворення) у рослин називають перетворення їх основних органів - кореня, стебла і листя. В процесі еволюції, пристосування організмів до мінливих умов існування ці органи іноді дуже сильно видозмінюються. Наприклад, усі частини квітки - його пелюстки, чашолистки, тичинки і маточка - являють собою метаморфізованих листя. З листя утворюються і ловчі органи комахоїдних рослин, в які потрапляють комахи та інші дрібні тварини: «капкан» венерина мухоловки, ловчий глечик азіатських кувшіночніков. Подібні по зовнішньому увазі утворення можуть виникати з різних органів (див. Аналогія). Так, колючки кактуса утворилися з листя, а колючки глоду і терну - з частини пагонів. У бобових рослин вусики - видозмінені листки, у винограду – частина суцвіть. Всі коренеплоди - морква, петрушка, ріпа, буряк – результат метаморфоза кореня, службовця вмістилищем запасних поживних речовин (Власне коренем у них є лише нижня частина та відходять від неї бічними корінням).

Фактори які впливають на виникнення метаморфоз

Метаморфоз (від греч.(грецький) metamórphosis — перетворення) в рослин, видозміни основних органів рослини, пов'язані зазвичай із зміною виконуваних ними функцій або умов функціонування. М. відбувається в онтогенезі рослини і полягає в зміні ходу індивідуального розвитку органу, який виробився і закріпився в процесі еволюції. М. понад усе схильні втеча в цілому і аркуш як його бічний орган, що пов'язане з різноманітністю умов середовища, що впливають на них. Частіше за М. типової надземної втечі із зеленим листям викликаний недоліком вологи і спостерігається в рослин посушливих областей і місцепроживань.

Так, в стеблових сукулентів (наприклад, кактусів і африканських молочаїв) м'ясисте стебло стало таким, що водозапасає і фотосинтезуючим органом, в пазухах недорозвиненого листя на нім розвиваються укорочені втечі з пучком колючок; завдяки безлістності в кактусів різко зменшується загальна випарювальна поверхня втечі. Зменшення випарювальної поверхні спостерігається і при таких М. надземних втеч, як кладодії (наприклад, в спаржі) і філокладії (наприклад, в рускусу). Функцію фотосинтезу в цьому випадку виконує жорстке сухувате стебло, яке незрідка стає плоским і навіть листоподібним. Інколи відбувається М. не всіх, а лише частини втеч, наприклад в дерев'янисті безлисті колючки (глід, гледічия). В ліан, що мешкають в умовах підвищеної вологості і недоліку світла, надземні втечі можуть перетворюватися у вусики — органи лазіння (наприклад, в пасифлори, винограду, в яких на вусики перетворена частина соцветій). Незрідка М. піддається лише листя (наприклад, колючки, що сидять на звичайних стеблах барбарису, вусики бобів). У вусик перетворюється або вся листова пластинка (в деяких видів чини), або лише частина листочків складного аркуша (в гороху і ін.). В комахоїдних рослин листя перетвориться в своєрідні пастки для комах. В т.з. філлодійних акацій листові пластинки можуть не розвиватися і функцію фотосинтезу виконують жорсткі черешки сплощень листя — філодії .

Для багатолітніх, головним чином трав'янистих, рослин звичайний  М. підземних втеч, що забезпечує переживання несприятливого періоду, відновлення зростання і вегетативне розмноження. Це — запасаючі органи, що не мають зеленого листя, але забезпечені нирками: кореневища, бульби, цибулини або клубнелуковіци. М. коріння зазвичай пов'язаний з гіпертрофією запасаючої функції (наприклад, утворення коренеплодів) або із специфічною діяльністю коріння в надземному середовищі (наприклад, повітряне коріння епіфітов, дихальне коріння мангрових)  

 Втечею, що Метаморфізує, пристосованою до насінного розмноження, є також квітка: чашолистки, пелюстки, тичинки і плодолистки за способом виникнення відповідають листю, а квітколоже — стеблу. Це підтверджується випадками проростання квітки ( проліфікації ) , наприклад в троянди, гравілату. 

 Представлення о М.  органів рослини складалися головним  чином у зв'язку з прагненням  зрозуміти природу квітки. Спроби  такого роду робилися італ.(італійський) ботаніком А. Чезальпіно (16 ст), йому.(німецький) ботаніком І. Юнгом (17 ст). Термін «М-коду.» введений в науку До. Ліннєєм (1755), який помилково вважав, що частини квітки утворюються унаслідок М. різних тканин стебла. До. Ф. Вольф (1759) вперше описав формування зачатків листя і частин квітки на конусі наростання втечі і т.ч. показав їх гомологію. Учення о М. було сформульовано І. Ст Гете (1790), який розумів під М. процес зміни аркуша в ході онтогенезу рослини. Ідеї Гете були використані для пояснення утворення органів, що метаморфізували, в філогенезі різних систематичних груп рослин. 

 М. може відбуватися  на різних етапах розвитку органу. В багатьох трав'янистих рослин втеча спочатку розташовується на поверхні землі і несе зелене асимілююче листя, а потім втрачає їх, утворює додаткове коріння і поступово занурюється в грунт, перетворюючись на запасаючий підземний орган — кореневище. Так відбувається дійсний М. — перетворення одного органу в іншій із зміною форми і функції. У більшості ж випадків метаморфізують не дорослі органи, а їх зачатки.  Детерміація зачатка органу що визначає його остаточну подобу і що відбувається на різних етапах його розвитку, згідно з представленнями сов.(радянський) фізіолога Д. А. Сабініна, пов'язана з накопиченням визначених фізіологічно активних речовин і залежить від ряду зовнішніх і внутрішніх чинників.

Різновиди метаморфоз кореня, пагона, листка і їх морфологія.

В процесі еволюції коріння  окремих рослин набували додаткових функції. Одні з них стали різко  відрізнятися за зовнішнім виглядом від типових коренів - це і є  метаморфози коренів. Інші зберегли типову будову. Це коріння з особливими функціями.

До метаморфоз коренів відносяться м'ясисті корені - коренеплоди і корнеклубні. Корнеклубни - це видозміни придаткових коренів. Корнеклубни на вершині несуть придаткові нирки. Корнеклубни утворюються у жоржин, Чистяк, земляних горішків, батат.

Коренеплоди відомі у моркви, петрушки, редьки, буряка та ін

Але слід пам'ятати, що «коренеплід» у них в морфологічному змісті представлений укороченим стеблом - частиною несучої листя, подсемядольного  коліном і, нарешті, власне коренеплодом - видозміненим м'ясистим коренем.

З коренів з особливими функціями можна назвати ходульні коріння, службовці для опори  дерев; коріння-причеплення; повітряні  корені, здатні поглинати воду з  атмосфери; дихальні корені, які поглинають повітря; зелені асиміляційні коріння, що містять в клітинах хлоропласти.

Спеціалізація коренів з  особливими функціями пов'язана  з анатомічними і фізіологічними особливостями.

Враховуючи все вищевикладене, можна вивести морфологічне визначення кореня.

Корінь ‒ член рослини, не несе ні листів, ні екзогенних нирок, він може виникати на всіх членах рослини; має верхівковий зростання, в більшості випадків триває довго, галузиться ендогенно, на верхівці має чохлик, головний корінь є позитивно геотропічним.

Стебло більш різноманітний  за зовнішнім будові, чому корінь. Це пов'язано, насамперед, з різноманітністю  місць проживання рослин. Морфологічно стебло можна визначити як член рослини, що має радіальне будова, верхівковий  ріст і створюючий в певному порядку  листя та бруньки. Основні функції  типових надземних стебел: забезпечення збільшення поверхні рослин шляхом зростання  і розгалуження; утворення листя  і формування листової мозаїки; забезпечення зв'язку між корінням і листям; утворення  квіток, за допомогою яких йде статеве  розмноження рослин. Часто в стеблах  деревних рослин і в стеблах підземних  відкладаються запасні поживні  речовини.

Пагін є одним з головних вегетативних органів вищих рослин. Він складається зі стебла, на якому розміщені бруньки і листя. Пагін - найбільш мінливий за зовнішнім виглядом структурний елемент рослини. Видозмінений пагін являє собою орган рослини, у якого форма і функція стебла, нирок і листя необоротно змінені в процесі еволюційних пристосувань до певних умов існування організму. У культурних рослин видозміна пагона обумовлена втручанням людини.

Метаморфози пагону можуть бути як незначними, так і суттєвими - до сильно змінених форм рослин. Метаморфозі  піддаються як головні, так і бічні пагони, а також бруньки та листя.

Основні типи пагонів зелених  рослин - надземні та підземні. Надземні (повітряні) пагони є асиміляційними, по осі яких розташовані листя. Асиміляційні пагони дуже різноманітні за зовнішнім виглядом. У багатьох випадках, крім основної функції фотосинтезу, такі пагони виконують запасаючу роль та опорного органу рослини, а також функцію вегетативного розмноження.

До видозмін надземних  пагонів відносять колючки, вусики, кладодіі, філокладії. У деяких випадках у рослини видозмінюється не весь пагін, а тільки його листя, а метаморфози зовні схожі на такі пагону в цілому (вусики, колючки).

Колючка є здеревілим укороченим пагоном без листя з гострою верхівкою. Роль колючок походження з пагону, в основному, захисна. Такі колючки є у дикої яблуні, крушини проносної, дикої груші. У гледичії товсті гіллясті колючки з'являються на стовбурах із сплячих нирок. Колючки глоду також формуються з пазушних бруньок листя і знаходяться там, де у інших рослин розташовані бічні пагони.

Усик - це пагін метамерної структури без листя, що має жгутовідну форму з розгалуженнями або без них. Завдяки наявності стеблових вусиків, рослина отримує додаткову опору. Випрямлена ділянка вусика без розгалужень є першим міжвузлям пазушних пагонів, а закручена більш тонка ділянка є видозміненим листом. Вусики розвиваються у рослин, які не здатні самостійно перебувати у вертикальному положенні. Вусики є у страстоцвіту блакитного, винограду, в багатьох представників сімейства Гарбузові (гарбуз, кавун, диня, огірок).

Кладодіі являють собою бічній пагін, що піддався видозміні, який здатний до тривалого росту і має зелені сплощені довгі стебла, які беруть на себе функції листя. Кладодіі виконують функцію фотосинтезу, так як під епідермою розташовані відмінно розвинені хлорофілоносні клітини. До групи рослин, що мають кладодіі, відносять кактус-декабрист, опунцію, мюленбекію плоскоквіткову, карміхелію південну.

Філокладії є видозміненим плоским листоподібним бічним пагоном, який має обмежений ріст і виконує роль листа в житті рослини. Бічні бруньки пагону дають початок філокладії, у зв'язку з чим, філокладії завжди розташовані в пазухах маленького лускоподібного або плівчастого листя. Такі видозмінені пагони виконують функцію фотосинтезу, тому зовні виглядають як листя. Їх зростання обмежене, а метамерної структури будови немає. Філокладії притаманні таким рослинам, як філлантус, змела, іглиця, деяким представникам роду Спаржа.

Видозмінені підземні пагони - це кореневище, каудекс, цибулина, бульбоцибулина, підземні бульба і столон. Умови існування пагонів, розташованих під землею, сильно відрізняються від наземного середовища. Тому у них з'явилися інші важливі функції, такі як здатність переносити несприятливий період життя, відкладення поживних речовин в запас, можливість вегетативного розмноження.

Кореневище (різом) є підземним пагоном, має лускоподібне листя, додаткове коріння і бруньки. У пирію кореневища товсті і гіллясті. У купени й ірису є укорочені і м'ясисті кореневища, а у латаття і кубушки вони самі товсті з усіх рослин.

Каудекс являє собою багаторічну структуру, яка походить з пагону, характерну для багаторічних трав і напівчагарників зі стрижневою кореневою системою. Каудекс поряд з коренем є місцем накопичення запасних поживних речовин і має на собі багато бруньок. Рослини, що мають каудекс, - це люпин і люцерни з Бобових, бедренец і ферула з Зонтичних, кульбаба, полину з Складноцвітих.

Цибулина - це спеціалізований підземний укорочений пагін. У ньому в лусочках листового походження запасаються органічні речовини, стебло в цибулині трансформується в донце. За допомогою цибулин здійснюється вегетативне розмноження. Цибулини утворюються в однодольних сімейства Амарилісових (гіацинт, нарцис), сімейства Лілійні (цибуля, тюльпан, лілія), рідше у дводольних рослин.

Бульбоцибулина - також видозмінений підземний пагін, що має потовщене стебло, де запасаються поживні речовини, додаткові корені, що ростуть на нижній поверхні бульбоцибулини, і захисний покрив з засохлої основи листя. Бульбоцибулини характерні для шафрану, гладіолуса, іксіі, пізньоцвіту.

Підземний столон є однорічним довгим підземним пагоном. Цей тонкий пагін з недорозвиненим лускоподібним листям має на потовщеному кінці бульбу або цибулину з запасом органічних речовин. Підземні столони формуються у картоплі, адокса, седмичника.

Підземна бульба - видозмінений підземний пагін, у якого на перший план виступає функція запасу поживних речовин. Цей пагін має лускоподібне листя, яке швидко опадає, і бруньки, що знаходяться в пазухах листя.

Метаморфози листка. Основними функціями листків є фотосинтез, дихання, транспірація. У процесі еволюції різноманітні умови, в яких розвивалися рослини, зумовили утворення в них різноманітних пристосувань до життя. Виконуючи нові додаткові функції листки зазнали змін (метаморфозу):  Колючки. У кактусів пазушні укорочені пагони видозмінилися в пучечки колючок різної форми і забарвлення. Часто на колючки перетворюються лише кінчики жилок листків (будяк, осот, миколайчики). У білої акації на колючки перетворені лише парні прилистки при основі нормально розвинутого листка. Вусики. Частини листка або самі листки у повзучихрослин перетворені на орган, за допомогою якого рослини прикріплюються до опори (чина, горох, віка, гарбузові). Луски — невеликі редуковані листки, часто не зелені або плівчасті, які служать для захисту більш ніжних частин рослини. Вони розміщені на кореневищах, цибулинах, бруньках.  Філодії — це своєрідна видозміна листків в австралійських акацій. Функцію листка виконує черешок плоскої форми. Уловлювальні апарати— у комахоїдних рослин листки перетворилися в ловильні апарати у вигляді урночок, пухирців, глечичків (Петрів хрест, пухирник, росянка, Венерина мухоловка). У тропічних рослин непентесів листок має дуже довгий черешок, основа якого видовжена в плоский філодій, середня частина — в скручений вусик, а нижня — в глекоподібний утвір, над яким звисає пластинка у вигляді яскраво забарвленої кишечки. Нектар, що виділяється на краях глечиків, приваблює комах, які не втримуються на ковзких стінках і потрапляють на дно глечика. Там вони перетравлюються в рідині, що виділяється залозками. Перетравлення комах служить для рослин додатковим джерелом живлення мінеральними речовинами і зв’язаним азотом.