Secțiune transversală a tulpinii de tei. Tulpina - organ axial al lăstarului
Plantă de interior, tăieturi de copaci (1 pe birou sau grup), ramuri de tei proaspete (1 pe birou), ace de disecție, cuțite.
Lucrare de verificare- dictare grafică („Lemn și liben”). Discuție asupra lucrării de testare, ridicând problema structurii tulpinii. Lucrări de laborator„Studiul structurii unei ramuri de tei”Văzut: un strat de plută, liban, lemn, miez.
Simțit: suprafață alunecoasă umedă între straturi de liban și lemn. Moliciunea miezului în comparație cu lemnul și pluta.
Discutat: care sunt proprietățile straturilor unui copac? Pluta este maro, subțire, dar destul de rezistentă la rupere. Libenul este ușor verzui, este greu să îl întindeți și să îl rupeți, dar libenul este rupt.
Lemnul este ușor, dur, inflexibil, dar fragil.
Schițat secțiune longitudinală și transversală a unei ramuri de tei. comparat cu o imagine microscopică.
Am aflat că pluta... țesut tegumentar copac, constă din mai multe straturi bine închise de celule moarte. Pluta protejează iarna tulpina de îngheț, de uscare, de deteriorare. Dar cum are loc schimbul de gaze prin plută? Se pare că există lenticele în el - goluri umplute cu celule moarte, dar aranjate lejer.
Lenticelele ies pe plută ca tuberculi mai moi.
Fotografie lintea pe ramuri Structura lintei in sectiune
soc și frasin. (poza de jos).
Bast conține tuburi de sită cu celule însoțitoare. Curentul descendent curge
materie organică. Dar tuburile de sită și celulele însoțitoare au pereți subțiri. De ce este bastul atât de rezistent la rupere, flexibil și rezistent? În bast în desenul structurii microscopice a secțiunii, erau mai multe celule - fibre. Aceasta este o țesătură mecanică. Fibrele sunt celule moarte, cu pereți foarte groși, alungite, cu capete tăiate oblic.
Fibră în secțiune longitudinală și transversală.
http://pandia.ru/text/79/456/images/image006_0.jpg" align="left" width="186" height="170">Studiul lăstarului și al structurii sale. Lăstarul este o tulpină cu frunze și muguri.
Rinichiul este un lăstar rudimentar.
1. Ce tipuri de țesuturi conductoare din tulpină cunoașteți?
Lemn, liban.
2. Care sunt caracteristicile structurale ale celulelor acestor țesuturi?
Stratul interior al scoarței se numește bast. Este alcătuit din tuburi de sită și celule satelit, fibre liberiene cu pereți groși, precum și grupuri de celule ale țesutului principal.
Tuburile de sită sunt un rând vertical de celule vii alungite, în care pereții transversali sunt perforați cu găuri (ca o sită), nucleii din aceste celule s-au prăbușit, iar citoplasma este adiacentă membranei. Acesta este un țesut conductor al libenului, de-a lungul căruia se deplasează soluțiile de substanțe organice. Tuburile de sită sunt menținute în viață de celulele însoțitoare.
Fibrele bast - celule alungite cu conținut distrus și pereți lignificati - reprezintă țesutul mecanic al tulpinii. În tulpinile de in, tei și unele alte plante, fibrele de liben sunt deosebit de bine dezvoltate și foarte puternice.
Vasele sunt elemente conductoare caracteristice ale lemnului de angiosperme. Sunt tuburi foarte lungi formate ca urmare a fuziunii unui număr de celule care s-au unit „cap la cap”.
3. Ce este presiunea rădăcinii?
Presiunea rădăcinii - presiunea în vasele conductoare ale rădăcinilor, care asigură deplasarea apei și a mineralelor dizolvate în ea către organele supraterane ale plantei.
Lucrări de laborator
Mișcarea apei și a mineralelor de-a lungul tulpinii
1. Luați în considerare o secțiune transversală a unui lăstar de tei sau a unei alte plante lemnoase care a stat 2-4 zile în apă colorată. Determinați ce strat al tulpinii este pătat.
Lemn vopsit.
2. Luați în considerare o secțiune longitudinală a acestui lăstar. Indicați ce strat al tulpinii este pătat. Trageți o concluzie pe baza observațiilor dvs.
Lemn vopsit. În acest experiment, cerneala a fost înlocuită minerale, dizolvat în apă. Soluțiile acestor substanțe, precum apa colorată, se ridică de la rădăcină în sus în interiorul tulpinii prin vasele lemnului.
3. Citiți în manual care sunt trăsăturile celulelor prin care se mișcă apa și sărurile minerale.
Vasele - elemente tipice purtătoare de apă numai din lemn de esență tare - sunt tuburi lungi cu pereți subțiri formate dintr-un șir vertical lung de celule scurte, numite segmente de vase, prin dizolvarea pereților despărțitori dintre ele.
5. Trageți concluzii despre caracteristicile mișcării apei și a mineralelor de-a lungul tulpinii.
Soluțiile de substanțe minerale se ridică de la rădăcină în sus în interiorul tulpinii prin vasele lemnului.
Întrebări
1. Ce sunt fasciculele vasculare? Ce functie indeplinesc?
Țesuturile conductoare sunt combinate în fascicule vasculare, adesea înconjurate de fibre puternice de țesut mecanic. Prin urmare, astfel de fascicule sunt numite vascular-fibroase. Ele trec de-a lungul întregii tulpini, conectându-se sistemul rădăcină cu frunze.
2. Ce experiență demonstrează că apa cu minerale se mișcă prin vasele de lemn?
La lăstar, băgat în apă cu cerneală, doar lemnul s-a pătat.
3. De ce apa urcă continuu prin vasele tulpinii?
Evaporarea favorizează mișcarea apei în plantă. Prin evaporare, apa trece prin rădăcini de-a lungul tulpinii până la frunze. Apa se ridică în frunze și prin forța presiunii rădăcinilor.
4. Ce experiență poate fi folosită pentru a ne asigura că substanțele organice se deplasează prin tuburile de sită ale libenului?
Pe tulpina unei plante de apartament (de exemplu, dracaena sau ficus), facem cu grijă o incizie inelară. Scoateți inelul de scoarță de pe suprafața tulpinii și expuneți lemnul. Vom fixa un cilindru de sticla cu apa pe tija. Vă amintiți că tulpina unui copac sau arbust este alcătuită din piele, plută, scoarță primară, liben, cambium, lemn și măduvă. Tuburile de sită, prin care substanțele organice se deplasează de la frunze la alte organe ale plantei, sunt situate în bast. Prin inelarea ramurii, tăiem aceste tuburi, astfel încât materia organică care curge din frunze va ajunge în crestătura inelară și se va acumula acolo.
Un dop de rană se formează întotdeauna pe suprafața unei tăieturi proaspete într-o plantă. Celulele de sub dopul plăgii se împart viguros. Ei folosesc materia organică nutritivă acumulată înaintea inciziei inelare. Curând apare un aflux inelar care vindecă rana. Din aflux se dezvoltă rădăcini adventive.
Deci, substanțele organice se mișcă de-a lungul bastului. Și se pot mișca atât în sus, cât și în jos.
5. Unde sunt depozitate substanțele organice în diferite plante?
O parte din substanțe se depune în rezervă în celulele fructelor și semințelor la plantele anuale, iar la plantele bienale și perene, în plus, în celulele rădăcinilor, tulpinilor și modificărilor acestora.
Rădăcinile de morcovi, sfeclă, napi și alte plante sunt un fel de cămară de nutrienți. Varza de guli-rave formează o tulpină sferică groasă, asemănătoare unui nap. Într-o astfel de tulpină, planta stochează nutrienți.
În copaci și arbuști, principalele rezerve de materie organică se depun în duramen și lemn.
Gândi
Cunoștințele despre mișcarea nutrienților din plante pot ajuta la controlul dezvoltării acestora? Dacă da, vă rugăm să oferiți exemple.
Știind cum se mișcă nutrienții în plantă, puteți controla mișcarea acestora. De exemplu, dacă tăiați lăstarii laterali de roșii și struguri, puteți trimite fructelor acele substanțe organice care ar fi folosite în dezvoltarea lăstarilor la distanță. Acest lucru va accelera coacerea fructelor și va crește randamentul.
Sarcini
Pentru a vă pregăti pentru studiul germinării semințelor, luați patru pahare sau borcane mici de sticlă și puneți în ele același număr de semințe de castraveți, fasole, ovăz sau grâu. Lăsați semințele uscate în primul pahar. În al doilea, turnați puțină apă pe fund și puneți la loc cald. Umpleți al treilea pahar până la refuz cu apă fiartă și acoperiți-l cu sticlă. Turnați puțină apă în al patrulea pahar (ca în al doilea), dar puneți-l la rece, de exemplu în frigider, sau îngropați-l în zăpadă. Urmăriți ce se întâmplă cu semințele din fiecare pahar. Au germinat toate paharele și toate semințele? Aflați ce condiții sunt necesare pentru germinarea semințelor. Notează-ți observațiile și concluziile.
Semințele au încolțit doar în al doilea pahar. În alte cazuri, una dintre condițiile pentru germinarea semințelor nu a fost respectată - prezența apei, a aerului și a căldurii.
În primul caz, este nevoie de apă, pentru că. embrionul poate consuma nutrienţi numai sub formă de soluţie. Prin urmare, semințele au rămas latente.
Nu era oxigen dizolvat în al treilea pahar, nu era nimic de respirat pentru embrionul de sămânță, după moartea acestuia, sămânța pur și simplu a putrezit în apă.
În al patrulea pahar, semințele nu au germinat din cauza lipsei de căldură (doar grâul poate germina, deoarece este rezistent la frig).
Căutări pentru curioși
Urmăriți formarea unui aflux și a rădăcinilor adventive pe lăstarii lignificati plante de interior, repetând experimentul prezentat în Figura 83. După ce a plantat lăstarul cu rădăcini în sol, se observă dezvoltarea plantei din lăstarul înrădăcinat.
Îndeplinește în principal funcții de susținere (mecanice) și de conducere, oferind cea mai favorabilă aranjare a frunzelor pentru fotosinteză și mișcarea în două sensuri a substanțelor dizolvate (de la rădăcini la frunze, de la frunze la alte organe). In plus, in tulpini se pot depune nutrienti de rezerva, apa (cactusi); de multe ori tulpina este un organ de asimilare, serveste la protejarea plantei de a fi consumata de animale (spini de paducel, para salbatic), pentru inmultirea vegetativa.
După gradul de lignificare se disting tulpinile ierboase și lemnoase. Tulpina erbacee exista de obicei pentru un sezon de vegetatie si se caracterizeaza printr-o usoara ingrosare, tulpina lemnoasa este perena, capabila sa se ingroseze la infinit.
Structura anatomică a tulpinii corespunde principalelor sale funcții. Are un sistem dezvoltat de țesuturi conductoare care leagă între ele toate organele plantei. Cu ajutorul țesuturilor mecanice, tulpina susține toate organele supraterane și aduce frunzele în condiții de iluminare favorabile. Tulpina are un sistem de meristeme care îi susțin creșterea în lungime și grosime. Creșterea tulpinii în grosime este asigurată de secundar țesătură educațională- cambium, situat la marginea scoarței și a lemnului. La plantele cu semințe lemnoase, îngroșarea cambială poate continua mulți ani. Sequoia gigant formează un trunchi gros de peste 10 m. În plus, cambiul, situat în tulpină sub formă de inel, asigură o anumită constanță în amplasarea și compoziția elementelor diferitelor țesuturi depuse de acesta.
Tulpina de tei are o structură tipică plantelor lemnoase (Fig. 8.10). În centru este o zonă mică de celule vii cu pereți subțiri miez, unde sunt depozitate nutrienții depozitați. Miezul este înconjurat de un strat gros lemn(xilem secundar), care reprezintă aproximativ 90% din volumul total al tulpinii.
Orez. 8.10. Structura anatomică a unei ramuri de tei de trei ani: 1 - periderm cu resturi de piele; 2 - parenchimul cortexului primar; 3 fascicul primar; 4 - bast; 5 - cambium; b, 7, 8 prima, a doua și, respectiv, a treia creștere anuală; 9-nuclee; 10 - scoarta secundara.
Un volum atât de mare de lemn în compoziția tulpinii este de o importanță capitală. În primul rând, prin vasele, care sunt mult mai largi decât traheidele, se realizează mișcarea rapidă a apei cu minerale dizolvate în ea de la rădăcini la frunze (curent ascendent). Viteza de mișcare a apei prin xilem atinge uneori câteva zeci de metri pe oră. Din toată apa care trece prin plantă, doar 0,5-1% merge la sinteza materiei uscate. În același timp, plantele cheltuiesc între 200 și 1.000 g de apă pentru a crea 1 g de substanță uscată. Prin urmare, activitatea fotosintetică continuă a frunzelor poate fi asigurată doar de un sistem puternic conducător de apă, care este xilemul tulpinii unei plante lemnoase. În al doilea rând, lemnul, care include nu numai traheide și vase cu margini groase lignificate, ci și țesut mecanic (sclerenchimul), efectuează functie de suport, adică suportă greutatea colosală a coroanei.
În volumul total de lemn, reprezentat în principal de celule și celule conductoare de apă moarte, se păstrează până la 20% din celulele vii. Acest lucru, aparent, se explică prin necesitatea de a stoca substanțe de rezervă undeva, deoarece copacii nu au organe speciale de depozitare, care sunt atât de caracteristice multor plante erbacee.
Elementele vii din lemn - raza și parenchimul vertical - formează un sistem prin care se mișcă substanțele plastice sintetizate în frunze. Aceste substanțe prin razele de linie (miez) pătrund în celulele vii ale lemnului, unde se depun sub formă de substanțe de rezervă (amidon). Primăvara se mobilizează substanțele de rezervă, transformându-se în zaharuri solubile, iar cu un curent de apă se ridică prin elementele lemnoase către lăstari tineri, în creștere intensă.
În lemn, ele sunt de obicei exprimate clar în lățimi diferite. inele anuale, sau zone de creștere, format din cambium ca urmare a periodicităţii sezoniere a activităţii sale. Cambiumul este cel mai activ primăvara, când în număr mare se formează vase cu diametru mare și celule mari ale parenchimului. Vara, activitatea cambiumului scade, iar până în toamnă vasele se formează mai puțin și sunt mai înguste, scad și celulele parenchimului. În plus, toamna se formează mult țesut mecanic (fibre de lemn). În perioada toamnă-iarnă, activitatea cambiumului încetează, iar primăvara se reia. Și așa de la an la an. Disponibilitate diferite celuleîn trepte timpurii (primăvară) și ulterioare (toamnă) vă permite să detectați granița dintre inelele anuale. Acesta este folosit pentru a stabili vârsta tulpinii prin secțiuni transversale (tăieri), numărând numărul de inele anuale. După lățimea lor, se pot judeca condițiile meteorologice în ani diferiti. La plantele tropicale care cresc continuu pe tot parcursul anului, inelele anuale sunt aproape invizibile.
În afara cambiului este un țesut complex - scoarta secundara. Este format din floemul secundar (bast), resturile cortexului primar, precum și țesutul tegumentar secundar - peridermul, format pe suprafața trunchiului pentru a înlocui epiderma. Mai târziu, scoarța primară devine nedistinsă, iar din straturile exterioare ale scoarței secundare în al treilea sau al cincilea an, majoritatea plantelor lemnoase formează un țesut tegumentar terțiar - crusta.
Partea cea mai interioară a cortexului este bast- Format de cambium. Bast constă din tuburi de sită cu celule însoțitoare, parenchim de liben și fibre de liben. Prin tuburile de sită, substanțele organice sintetizate în frunze se deplasează cu o viteză de 1 m/h către alte organe ale plantei.
Fibrele de liben care îndeplinesc o funcție mecanică se află cel mai adesea sub formă de straturi ale așa-numitului liben dur, între care și sub protecția cărora există vii cu pereți subțiri. elemente moale bast - parenchim de bast, acționând ca țesut de depozitare.
Astfel, lemnul și libenul sunt compuse din complexe de elemente care îndeplinesc o serie de funcții. Unele dintre aceste elemente (parenchim) acționează numai în stare de viață, altele își pierd rapid conținutul viu (traheide, vase, fibre de liben și lemn), dar în această formă sunt capabile să îndeplinească funcțiile corespunzătoare.
O sursă : PE. Lemeza L.V. Kamlyuk N.D. Lisov „Manual de biologie pentru solicitanții la universități”
Caracteristicile generale ale tulpinii
tulpina numită axa lăstarului, care poartă frunze, muguri, flori și fructe.
Functii principale:
a sustine;
conductiv;
depozitare.
organ de reproducere vegetativă;
organ de fotosinteză.
Durata de viață a tulpinilor este diferită. În cea mai mare parte a plantelor erbacee, tulpinile trăiesc un sezon de vegetație (in, hrișcă, mazăre), în efemere și efemeroide - de la 2-6 săptămâni la 5-6 luni (păduchi de lemn, sfeclă roșie de deșert, afin siberian, lalele). Cea mai mare durabilitate este tipică pentru tulpinile plantelor lemnoase: măr - până la 200, pin - până la 500, stejar, molid - până la 1200, chiparos - până la 3000, sequoia - până la 5000, dracaena, baobab - până la la 6000 de ani.
Mărimea tulpinilor variază foarte mult: la linte de rață - câțiva mm, iar la viță de vie de ratan - până la 300 m.
Există două tipuri principale de tulpini:
lemnos- de obicei perenă, îngroșată la nesfârșit, formată din țesuturi lignificate (mesteacăn, struguri, coacăze);
iarbă - existând de obicei un singur sezon de vegetație, de regulă, neîngroșat (sau ușor îngroșat) și nelemnos (sau ușor lemnos) (urzică, quinoa).
^ Anatomia tulpinii
Structura anatomică a tulpinii este mai diversă decât cea a rădăcinii. Poate fi primar și secundar. Luați în considerare structura tulpinii unui copac plantă dicotiledonată.Tulpinile plantelor dicotiledonate se caracterizează prin următoarele caracteristici:
structura primară este în curând înlocuită cu cea secundară;
pe lângă epidermă, se dezvoltă țesuturi tegumentare secundare - periderm și crusta;
cortexul primar este bine dezvoltat și diferențiat;
fasciculele conductoare sunt aranjate ordonat;
fascicule conductoare de tip deschis (au un cambium).
epidermă, periderm
și cortexul primar
Luați în considerare structura tulpină lemnoasă plantă dicotiledonată pe exemplul unei tulpini de tei (Fig. 21).Orez. 21. Structura interna tulpina de tei:
1 - epiderma; 2 - plută; 3 - parenchimul cortexului (secundar și primar); 4 - bast; 5 - grinda centrală; 6 - cambium; 7 - vas de toamnă; 8 - vas cu arc; 9 - lemn primar; 10 - miez; 11 - linte.
lăstarii tineri (anuali) de tei sunt acoperiți cu epidermă. Pe secțiunea transversală, cortexul primar, floem, cambium, xilem secundar, adiacent
Xilema secundară care înconjoară midula. Deja vara, un cambium de plută - felogen - este așezat sub epidermă. Așează celulele de plută spre exterior, iar celulele felodermice spre interior. Pluta, felogenul și felodermul formează o acoperire secundară comună - periderm. Lintea este așezată sub niște stomi. Într-o ramură de tei de doi-trei ani, sub periderm, există scoarță (primară și secundară), cambium, lemn și midă.
Cambium
Cea mai mare parte a tulpinii este formată din țesuturi rezultate din activitatea cambiului, situată între scoarța secundară și lemn. Datorită lui, apar modificări secundare în structura tulpinii. (respectiv 4:1). De obicei, cambiul depune un număr mai mare de derivate în interior decât în exterior). Primăvara, celulele cambium se divid activ, odată cu apropierea toamnei, activitatea cambiumului slăbește, iar iarna intră într-o perioadă de repaus.
Latra
Toate țesuturile situate în exterior din cambium sunt numite latra, care este format din floem (bast) și raze de bază. Pe secțiuni, razele centrale arată ca triunghiuri luminoase. Ele alternează cu secțiuni trapezoidale ale floemului. Sub formă de panglici înguste, razele miezului continuă în xilem (lemn). Nutrienții se deplasează de-a lungul lor în direcția radială. Până în toamnă, acumulează amidon și ulei, care se consumă primăvara.Compoziția floemului de tei este eterogenă. Libenul este format din tuburi de sită, celule însoțitoare, parenchim de liben și fibre de liben. Prin tuburile de sită are loc mișcarea substanțelor formate în frunze în timpul fotosintezei. Substantele nutritive se acumuleaza in parenchimul liban, care sunt hidrolizati primavara si consumati de planta. Fibrele de puf oferă rezistență.
Lemn
Celulele lemnoase (xilemul secundar) sunt depuse în interiorul cambiului, care include vase, traheide, parenchim lemnos și sclerenchim lemnos (fibre). O caracteristică a xilemului este lignificarea pereților celulari (cu excepția celulelor parenchimului lemnos). Xilemul secundar alcătuiește cea mai mare parte (9/10 din volum) a tulpinii lemnoase.Ca rezultat al activității periodice a cambiumului din lemn, inele de creștere - creșterea lemnului pentru un sezon de vegetație. Primăvara, cambiul depune vase și traheide cu lumen larg și cu pereți subțiri, care sunt adiacente celulelor parenchimului lemnos. Toamna, în lemn predomină vasele cu lumen îngust și cu pereți groși, traheide și fibre de lemn. Trecerea de la lemnul de primăvară la toamnă este graduală, de la toamnă la primăvară este întotdeauna bruscă. Lemnul de primăvară este mai ușor decât lemnul de toamnă. Prin urmare, între inelele de creștere apare o graniță bine marcată. Inelele de copac pot fi folosite pentru a determina vârsta unui copac. Lățimea inelelor anuale nu este aceeași: în anii favorabili, se formează inele mai largi decât în cei nefavorabili. Plantele tropicale care cresc continuu pe tot parcursul anului nu formează inele de creștere.
Miez
În centrul tulpinii se află miez format din celule parenchimatoase rotunjite. Este înconjurat de un număr mic de vase de xilem primar.^ Transportul substanțelor de-a lungul tulpinii
Una dintre funcțiile principale ale tulpinii este transportul apei, substanțelor minerale și organice.Transport de apă și minerale
Apa și mineralele sunt absorbite de plantă din sol de către rădăcini și pătrund în vasele și traheidele xilemului tulpinii. (Consultați subiectul „Root” pentru mecanismul de transport.)^ Transportul materiei organice
Direcția principală de mișcare a metaboliților este fluxul de produse de fotosinteză ( asimilează) de la frunze la alte organe ale plantei. Funcția de transport al substanțelor organice este îndeplinită de floem, ale cărui elemente principale (tuburi sită și celule satelit) formează un singur sistem de transport.Dovezi ale transportului de substanțe organice sunt experimentele cu „înelare” tulpinilor plantelor lemnoase, efectuate pentru prima dată în secolul al XVII-lea de italianul Marcello Malpighi. Dacă un inel de scoarță este tăiat pe un copac fotosintetic, atunci se va forma o îngroșare deasupra acestuia (coaja se umflă). Aceasta indică acumularea de produse de asimilare care se deplasează în jos pe floem din frunze.
În floem, substanțele organice dizolvate se mișcă în două direcții - în sus și în jos (spre deosebire de xilem, de-a lungul căruia apa și mineralele sunt transportate doar în sus). Aparent, fluxul multidirecțional simultan al substanțelor organice se realizează prin diferite tuburi de sită.
ramificarea lăstarilor și structura tulpinii unor specii de plante lemnoase
Ryabova Maria Sergeevna 1 , Shirokova Nadezhda Pavlovna 2
1 filiala Arzamas a UNN N.I. Lobaciovski, student
2 Filiala Arzamas a UNN N.I. Lobaciovski, profesor asociat, candidat la științe biologice
adnotare
Articolul analizează tipul de filotaxis și localizarea mugurilor de reînnoire, tipul de ramificare și creștere a lăstarilor, se notează caracteristicile formei coroanei a cinci specii de plante foioase lemnoase. Atenția autorilor se concentrează pe analiza caracteristicilor structurii anatomice a tulpinii lăstarilor anuali. Diferențele și asemănările în morfologia și anatomia unor plante lemnoase asociate acestora poziție sistematică si forma de viata.
Lăstarii ramificați și structura tulpinii unor specii de plante lemnoase
Ryabova Maria Sergeevna 1 , Shirokova Nadezhda Pavlovna 2
1 filiala Arzamas a Universității de Stat Lobachevsky din Nizhni Novgorod (UNN), student
2 Filiala Arzamas a Universității de Stat Lobachevsky din Nizhni Novgorod (UNN), profesor asociat, candidat la științe biologice
Abstract
Articolul analizează tipul de filotaxie si tipul de dispoziție a rinichilor reluați, tipul de ramificare și creștere a lăstarilor. Caracteristicile specifice ale formei coroanei celor cinci specii de plante foioase lemnoase sunt notate în articol. Atenția autorilor se concentrează pe analiza caracteristicilor specifice structurii anatomice a tulpinii lăstarilor anuali. Diferențele și asemănările morfologice și anatomice ale anumitor plante lemnoase sunt prezentate și discutate în lucrare. Diferențele și asemănările menționate mai sus sunt legate de poziţia sistematică şi forma de viaţă a plantelor.
Link bibliografic către articol:
Ryabova M.S., Shirokova N.P. Ramificarea lăstarilor și structura tulpinii unor specii de plante lemnoase // Cercetări în domeniul științelor naturii. 2014. Nr 3 [Resursa electronica]..09.2017).
Ramificarea lăstarilor este formarea unui sistem de axe ramificate, datorită căruia masa totală a părții aeriene a plantei crește. Există două tipuri de ramificare: apicală (dihotomică) și laterală (apare din cauza creșterii monopodiale și simpodiale). Cu ramificare dihotomică, creșterea lăstarilor este asigurată de două inițiale formate ca urmare a împărțirii unuia. Cu o metodă de creștere monopodială, mugurele apical formează axul principal, care crește de la an la an, uneori pe tot parcursul vieții, iar tulpina principală se dezvoltă mai puternic decât cele laterale. Odată cu creșterea simodală, activitatea funcțională a mugurului apical se pierde, drept urmare creșterea lăstarilor laterali este îmbunătățită. Forma de ramificare simpodiană este fals dihotomică - mugurele apical moare sau pur și simplu nu se dezvoltă, iar creșterea este continuată de doi muguri laterali situati opus, direct sub mugurul apical.
La plantele lemnoase, ca urmare a ramificării de diferite tipuri, se formează o coroană, adică un set de ramuri, lăstari și frunze. semnificație biologică coroana constă în faptul că întreaga suprafață a frunzei plantei este concentrată în ea, care servește ca un aparat pentru fotosinteză. Conține și organe generatoare, adică flori și fructe. Forma coroanei este determinată de natura ereditară a organismelor vegetale și reflectă adaptarea plantelor la condițiile de existență.
Funcțiile de ramificare și creștere a sistemului lăstarilor plantei sunt îndeplinite de muguri de reînnoire. În timpul iernii, sub mugurii care se odihnesc pe ramuri fără frunze, puteți vedea o cicatrice a frunzei - locul de atașare al unei frunze căzute, iar pe ea - o urmă de frunze - o urmă din mănunchiurile conductoare atârnate ale frunzei de acoperire.
Rinichiul este un lăstar rudimentar. Modelele de depunere a primordiilor frunzelor pe conul de creștere al lăstarilor determină, de asemenea, ordinea în care frunzele sunt aranjate pe tulpină. Întrucât există muguri în axilele frunzelor, din care se dezvoltă lăstari laterali, aspectul plantei depinde într-o mai mare măsură de natura aranjamentului frunzelor. Există 3 tipuri principale de aranjare a frunzelor sau filotaxie: opusă, spiralată și alternantă. Aranjamentul opus al frunzelor se caracterizează prin prezența a 2 frunze în nod - una opusă celeilalte. Cu un aranjament de frunze spiralate, mai mult de 2 frunze pleacă din nod. Cel mai comun este următorul, sau aranjamentul de frunze în spirală, în care fiecare nod are o singură frunză.
Tulpina este un organ axial, simetric radial, cu creștere apicală (apicală) lungă, efectuând mișcare bilaterală a substanțelor între rădăcini și frunze, susținând coroana plantei, contribuind la creșterea suprafeței totale de asimilare a plantei datorită ramificării. , participând la depozitarea substanțelor de rezervă și la o vârstă fragedă - efectuând și fotosinteza. Aceste funcții determină prezența în tulpină a țesuturilor mecanice tegumentare, conductoare bine dezvoltate și a parenchimului diferit funcțional. Tulpina este alcătuită din țesuturi funcțional diferite, în al căror aranjament există anumite modele. O analiză a datelor din literatură a arătat o acoperire slabă a cunoștințelor privind anatomia lăstarilor anuali, astfel încât problema studierii structurii anatomice a tulpinii este foarte relevantă.
Materiale și metode de cercetare
Dintre varietatea uriașă de copaci și arbuști, am ales ca obiect de studiu cinci specii de plante lemnoase - teiul în formă de inimă ( Tilia cordata Mill.), cireș de păsări ( Padus racemosa L.), plop negru ( Populus nigra L.), liliac comun ( Syringa vulgaris L.), castan de cal ( Aesculus hippocastanum L.). Alegerea se datorează utilizării pe scară largă a plantelor în amenajarea orașului Arzamas (55º37´N, 43º78´E) și în utilizarea acestor specii în studiile de mediu, de exemplu, teiul cu frunze mici aparține fumului și gazului. specii rezistente.
Ca urmare a studiului caracteristici biologice plantele selectate, am analizat și studiat dispunerea mugurilor, aranjamentul frunzelor, tipul de ramificare, forma coroanei, caracteristicile urmelor de frunze și am studiat structura anatomică a tulpinii lăstarului anual. Forma cicatricilor frunzelor și numărul de semne ale frunzelor au fost determinate cu ajutorul unui binoclu MBS-10. Studiul caracteristicilor anatomice a fost efectuat pe secțiuni transversale ale tulpinii în zona internodurilor pregătite cu o lamă folosind un microscop Mikmed la o mărire de 10 × 20, 10 × 40. Datele au fost înregistrate sub formă de fotografii și diagrame.
rezultate si discutii
Tei cu frunze mici ( Tilia cordata moara)
În funcție de amplasarea mugurilor terminali pe ramurile fără frunze ale copacilor și arbuștilor, s-a determinat că teiul cu frunze mici se caracterizează prin ramificare laterală, creștere simpodială. Adevăratul mugure apical a căzut, lăsând o mică cicatrice; locul lui a fost luat de rinichiul axilar cel mai apropiat de acesta. Sub mugurul axilar, o cicatrice este vizibilă în locul foii de acoperire căzute (Fig. 1). Cicatricea frunzei este de formă semicirculară, situată oblic pe o parte. Urma frunzei este cu trei fascicule (Fig. 2).
La teiul cu frunze mici, ramurile superioare sunt îndreptate în sus, cele laterale cresc aproape orizontal, în unghi drept față de trunchi, iar odată cu îmbătrânirea coboară puțin. Ca urmare a unei astfel de creșteri anizotrope a lăstarilor, coroana ovală largă este inerentă teiului. Lăstarii de tei se caracterizează printr-un alt aranjament al frunzelor.
Figura 1 - Mugureul final al unui tei (a) cu o cicatrice de frunze (b)
Figura 2 - Secțiune transversală printr-o cicatrice de frunze de tei cu trei fascicule (a).
Pe suprafața tulpinii lăstarului anual de tei cu frunze mici s-au păstrat resturi ale țesutului tegumentar primar mort, epiderma. Pe măsură ce se dezvoltă structura secundară a organelor axiale ale plantei, epiderma este înlocuită de periderm. Felemul periderm este 4-5 stratificat, reprezentat de celule pătrate (în plan) cu membrane îngroșate. Culoarea celulelor peridermului conferă lăstarilor copți o culoare roșie-brun. În periderm se formează lenticele prin care are loc schimbul gazos al țesuturilor vii. Lenticelele sunt umplute cu țesut slab performant. Sub periderm se află un țesut mecanic colenchim lamelar cu 4 - 5 straturi și țesutul principal - parenchim purtător de clorofilă (Fig. 3). Libanul are o structură clară de alternanță moale și tare în trapeze, separate prin raze de delatare. În tulpinile de tei, fibrele sunt situate de-a lungul periferiei floemului. Lemn de paragate - stratificarea orizontală a celulelor verticale traheale și parenchimatoase este menținută în mod clar. Lemnul de pe secțiunea transversală a inelului anual de creștere este poros deschis. Vasele din lemn timpuriu nu sunt mai mari sau puțin mai mari decât cele din lemn târziu, ceea ce este în concordanță cu datele din literatură. Lemnul de tei se caracterizeaza, pe langa pori, si prin vase spiralate. Distribuția parenchimului lemnos axial în teiul apotraheal cu frunze mici este de tracțiune (Fig. 4), în timp ce poziția parenchimului, indiferent de poziția vaselor, celulele sunt grupate sub formă de dungi, ceea ce este în concordanță cu datele din literatură. În lemn sunt vizibile și razele parenchimatoase primare radiale, ajungând la miezul tulpinii. Miezul tulpinii are forma unui cerc și este format din celule parenchimatoase de formă rotundă-ovală. Lemnul din lăstarul anual de tei are cel mai mare volum în comparație cu scoarța și miezul.
Figura 3 - Secțiune transversală a tulpinii de tei cu frunze mici
Imaginea 4 - Lemn de tei cu frunze mici (secțiune transversală)
cireș de pasăre comun ( Padus racemosa L.)
S-a constatat că axa principală a cireșului de pasăre poate crește monopodial timp de câțiva ani datorită mugurelui apical. La vârsta de 3-5 ani, creșterea apexului axei principale se oprește. Sub ea, din mugurii laterali se formează două ramuri laterale care depășesc ea, crescând în direcția axei principale, se formează o creștere simodală. Sub mugurul terminal, care este lateral, există o cicatrice a frunzei în locul frunzei de acoperire căzute, în axila căreia s-a dezvoltat acest mugure.
La cireșul păsărilor, cicatricea frunzei este înconjurată de o rolă maro-roșiatică (Fig. 5). Cicatricea frunzei este de formă reniformă, cu o urmă cu trei fascicule. Coroana este larg ovată. La copacii tineri, ramurile urcă pe dedesubt unghi ascutit, cu vârsta se aplecă sub acțiunea propriei gravitații. Aranjamentul frunzelor de cireș de păsări este alternativ.
Figura 5 - Frunze cu trei fascicule (a) cicatrice (b) cireș de pasăre
Tulpina anuală a cireșului de păsări este acoperită cu o epidermă cu un singur strat, purtând fire de păr care ajută la protejarea tulpinii de uscăciune sau umiditate excesivă. Peridermul vine să înlocuiască țesutul tegumentar primar cu un singur strat al epidermei de cireș de pasăre. Periderm phellem 4 - 5 straturi. Celulele felemului cu pereți relativ subțiri dau tulpinii coapte de cireș de păsări o culoare gri-maro. Sub periderm se află 3 - 4 straturi dintr-un colenchim lamelar continuu sau de colț (Fig. 6). Floemul este situat într-un strat continuu. Între floem și xilem se află cambium. Lemnul de cireș este mai aproape de speciile fără etaje, deoarece straturile orizontale ale elementelor traheale au contururi foarte neuniforme. În secțiunea transversală a lemnului, vasele sunt distribuite uniform pe întregul inel, dar în lemnul timpuriu există vase individuale mai mari decât în lemnul târziu, adică lemnul este mai aproape de lemnul cu pori deschiși. Parenchimul axial este reprezentat de tipul apotraheal, în timp ce celulele parenchimoase sunt grupate sub formă de dungi, dar se întâlnesc și celule parenchimatoase împrăștiate, prin urmare, este de tip spiralat sau difuz. Pe inelul de lemn al unui lăstar anual, nu este posibil să se determine în mod fiabil tipul de lemn apotraheal. Xilemul este format din vase mari și mici. Cilindrul parenchimatos central este împărțit în două zone: extern (perimedular) și intern. De-a lungul marginilor zonei exterioare ies 6 urme de fascicule de lemn conductiv primar. Zona interioară este formată din celule parenchimatoase mari rotunjite.
Figura 7 - Secțiune transversală a tulpinii de cireș de pasăre
Plop negru ( Populus nigra L.)
Plopul se caracterizează prin creștere simpodială. Trăsătură distinctivă plopul negru este alternanța lăstarilor alungiți și scurtați (fig. 8). Lăstarul alungit este caracterizat de creșterea intensivă a internodurilor. Un lăstar scurt se caracterizează prin creșterea inhibată a internodurilor, axa sa constă practic doar din noduri, strâns deplasate. Dezvoltarea lăstarilor scurtați are ca rezultat o densitate a coroanei și, atunci când ocupă o suprafață relativ mică, o acoperire foarte completă a frunzișului acestuia. Coroana este ovoidă, largă și răspândită.
Plopul are o urmă de frunze cu trei smocuri. Mănunchiurile urmei de frunze sunt conectate în perechi. Cicatricea frunzei este în formă de inimă sau sub formă de semilună (Fig. 9). La plop, ramurile mari sunt înclinate în sus. S-a constatat că plopul negru este caracterizat de următorul aranjament al frunzelor.
Figura 8 - Lăstari de plop scurtați (a) și alungiți (b).
Figura 9 - Cicatrice de frunze (a) de plop negru cu 3 ciorchini (b)
Cu modificări secundare ale tulpinii plopului negru, până la sfârșitul primului an de viață, se formează un țesut tegumentar secundar al peridermului. Partea sa principală, pluta, este formată din două rânduri de celule. Sub țesutul tegumentar se află un cortex primar multistrat, format în principal din celule parenchimatoase. În parenchim există un țesut mecanic - colenchimul lamelar. Fibrele sclerenchimatoase de origine reciclată sunt situate într-un inel continuu.
Urmează țesuturile conductoare ale floemului și xilemului, separate între ele de cambium. Structura lemnului pe o tăietură tangenţială este fără etaje. Straturile orizontale au contururi foarte neuniforme. Lemnul lăstarului anual de plop este difuz vascular - cu vase mai mult sau mai puțin uniforme ca mărime și distribuite uniform pe tot inelul, ceea ce este în concordanță cu datele din literatură. Parenchimul axial este paratraheal și ușor vasocentric, ceea ce este în concordanță cu datele din literatură. Celulele parenchimului formează o căptușeală continuă sau intermitentă în jurul vaselor. Trăsătură distinctivă celule de bază este dimensiunea lor mică și dispunerea pentagonală (Fig. 10).
Figura 10 - Secțiune transversală a unei tulpini de plop negru
Liliac comun
(Syringa vulgaris L.)
În liliac, se exprimă o formă specială de creștere simpozială - dihotomică falsă. Cu acest tip de ramificare, mugurele apical moare sau nu se dezvoltă. Creșterea și ramificarea axelor în sistemul lăstarilor de liliac are loc datorită a doi muguri laterali, terminali, situati opus. Unul dintre ele este de obicei mai mare, are o capacitate mare. Din el se dezvoltă un lăstar mai puternic, care continuă adesea axa maternă în direcția creșterii. Coroana liliacului este ovoidă.
Liliac comună are o urmă de frunze cu cinci smocuri, uneori mai mult. Legăturile sunt aranjate înghesuit sub formă de semilună. Cicatricile frunzelor a doi muguri opuși nu se ating unul pe altul (Fig. 11). Aranjamentul frunzelor de liliac comun este opus în cruce.
Figura 11 - Cicatrice de frunze (a) liliac comun cu 5 ciorchini (b)
Pe secțiunea transversală a lăstarului anual de liliac comun, sub epiderma moartă, reprezentată de un singur strat de celule, se află un periderm, care înlocuiește țesuturile primare de suprafață. Felema este slab dezvoltată și este reprezentată de un singur strat cu pereți relativ subțiri. În periderm se formează lenticele, umplute cu țesut performant. Sub stratul de periderm se află un strat de țesut mecanic - collenchim lamelar. Este reprezentat de patru straturi de celule dreptunghiulare. Sub colenchim se află parenchimul principal. Sclerenchim de origine periciclică, localizat în fire. Dupa tesuturile mecanice apar tesuturi conductoare - floem si xilem, delimitate intre ele de un tesut educativ - cambium. Structura lemnului este similară cu paragatele. Lemnul este mai aproape de tipul cu pori deschiși - vasele sunt împrăștiate mai mult sau mai puțin uniform în grosimea stratului de creștere, dimensiunea și numărul golurilor scad doar ușor spre limita exterioară a stratului anual. Celulele parenchimului axial sunt grupate sub formă de benzi. Acest tip de distribuție a celulelor parenchimatoase se numește cordon apotraheal. În interiorul țesuturilor conductoare se află miezul, reprezentat de celule parenchimatoase rotunjite (Fig. 12).
Figura 12 - Secțiune transversală a tulpinii liliacului comun
castan de cal ( Aesculus hippocastanum L.)
Tipul de ramificare a lăstarilor la castanul de cal, ca la liliac, este fals dihotomic. Coroana de castan de cal este sferică. La castanul de cal, cicatricea frunzei este în formă de scut, în mugurel apical este tri-buchetă, iar în cele laterale este cinci-bunchi (Fig. 13). Lăstarii de castan de cal au un aranjament de frunze opus în cruce.
Fig.13. Cicatrice de frunze (a) castan de cal cu 5 cicatrici (b)
În afara tulpinii castanului de cal, există un țesut tegumentar secundar al peridermului, în care este bine dezvoltat un dop (felem), format din 5 straturi turtite de celule roșiatice cu pereți groși, dând tulpinii o culoare adecvată. Celulele feleme se alătură strâns între ele, fără spații intercelulare. Sub periderm se află cortexul primar, format din țesuturi mecanice: colenchim lamelar și parenchim de asimilare. În cilindrul axial central, fire de sclerenchim alternează cu parenchim. Urmează floemul secundar (bast). Pe marginea bastului și a lemnului se află cambium. Lemn de paragate - stratificarea orizontală este menținută în mod clar, ceea ce este în concordanță cu datele din literatură.
În lemnul timpuriu, vasele sunt mai mari, tipul de lemn în ceea ce privește distribuția vaselor este inelar-vascular, ceea ce este în concordanță cu datele din literatură. Lemn greu apotraheal cu elemente împrăștiate. În xilem, vasele spiralate sunt exprimate împreună cu alte tipuri. Centrul tulpinii este ocupat de miez. Este format din celule rotunjite parenchimatoase (Fig. 14).
Figura 14 - Secțiune transversală a unei tulpini de castan de cal
În urma observațiilor, s-a constatat că teiul cu frunze mici și plopul negru au un tip de ramificare simpodială. Cireșul obișnuit de păsări crește la început monopodial și apoi simpodial. Plantele caracterizate printr-un aranjament de frunze de tip opus încrucișat (liliac comun și castan de cal) au ramificații dihotomice false.
Caracteristicile cicatricilor și urmelor frunzelor sunt diferite în tipuri diferite specie de arbori, care este determinată de taxonomia fiecărei specii.
În urma observațiilor, s-a constatat că anatomia lăstarului anual al speciilor de plante lemnoase studiate are trăsături specifice asociate cu poziția sistematică și caracteristicile structurale generale datorită formei de viață a plantei și vârstei lăstarilor. .
Dintr-o perspectivă evolutivă, lemnul de paragate poate fi considerat mai înalt specializat decât lemnul fără etaj. Lemnul de paragate este tipic pentru tei, liliac și castan. Tipul de lemn cu pori inelari pare a fi foarte specializat și se întâlnește la relativ puține specii, majoritatea aparținând locuitorilor zonei temperate de nord. Conducerea apei în lemnul cu pori inelari este de aproximativ 10 ori mai rapidă decât în lemnul cu pori deschisi. Dintre cele cinci specii de plante lemnoase din tulpina lăstarului anual de castan de cal, lemnul seamănă cu lemnul cu pori inelari în ceea ce privește tipul de amplasare și dimensiunea diametrului vaselor de lemn timpuriu și târziu și la toate celelalte plante. seamana cu lemnul cu pori deschisi.
Lista bibliografică
- Andreeva I.I., Rodman L.S. Botanică. – M.: Kolos, 2002. – 488 p.
- Shirokova N.P. Caracteristici ale structurii tulpinilor și frunzelor unor specii de plante // Tendințele moderneîn educaţie şi ştiinţă: colecţie lucrări științifice Pe baza materialelor Conferinței internaționale științifice și practice din 31 octombrie 2013: în 26 de părți. Partea 4; M-in arr. și știința Federației Ruse. Tambov: Editura TROO „Afaceri-Știință-Societate”, 2013. P. 150-153.
- Fedorov A.A. Atlas de morfologie descriptivă a plantelor superioare / A.A. Fedorov, M. E. Kirpichnikov, Z. T. Artyushenko - Leningrad: Editura Academiei de Științe a URSS, 1956. - 301 p.
- Lotova L. I. Anatomia și morfologia plantelor superioare - M .: Editorial URSS, 2001. - 528 p.
- Shirokova N. P., Nedoseko O. I. Teme alese de anatomie și morfologie a plantelor: manual. Manual - ed. a 3-a, revizuit. si suplimentare - Arzamas: AGPI, 2012. - 169 p.
- Bukharina I. L., Dvoeglazova A. A. Caracteristicile bioecologice ale plantelor erbacee și lemnoase în plantațiile urbane. - Izhevsk: Universitatea Udmurt, 2010. - 184 p.
- Esau K. Anatomia plantelor cu seminţe. T. 1. - M.: Mir, 1980. - 218 p.
- Yatsenko-Hmelevsky A.A. Fundamente și metode de studiu anatomic al lemnului. - M. - Leningrad: Editura Academiei de Științe a URSS, 1954. - 338 p.
