Стебель, его функции, морфологическое и анатомическое строение

Функции стебля

Стебли бывают травянистыми чаще однолетними и одревесневающими: у деревьев они называются стволами, а у кустарников – стволиками. Этот орган выполняет следующие функции:

  • опорную: соединяет между собой корень, листья и другие части растения в единое целое;
  • механическую — выносит листья к свету;
  • запасающую: хранит продукты обмена – жиры, крахмал и другие органические вещества, у кактусов, баобабов, мхов и других растений он запасает воду;
  • проводящую;
  • служит для опоры и лазания (вьющиеся растения);
  • для вегетативного размножения;
  • у многих растений его клетки способны к фотосинтезу.
Вьюнок полевой (Convōlvulus arvēnsis)
Вьюнок полевой (Convōlvulus arvēnsis)

Видео

Разнообразие стеблей и их классификация

Стебли в биологии можно квалифицировать по разному, например, по характеру и направлению роста:

  1. Прямостоячие — имеющие прямые побеги (кукуруза, пшеница).
  2. Ползучие — лежащие на почве в разные стороны от корня (клубника, лапчатка).
  3. Вьющиеся — побеги, поднимающиеся благодаря опоре (хмель, вьюнок).
  4. Лазающие — имеющие усики или отрастающие от стебля придаточные корни, которые цепляются за опору (горох, плющ, лиана).
  5. Укороченные — наличие стебля определяется по листьям. Перед цветением у некоторых растений он оформляется в стрелку (одуванчик, подорожник).

По расположению побеги бывают:

  1. Надземными.
  2. Подземными — стебель, как составляющая побега, имеется в клубнях, луковицах, корневищах ландыша, крапивы и т. д.;

По степени одеревенения подразделяются на:

  • травянистые;
  • древесные.

По форме поперечного сечения бывают:

  • округлыми;
  • сплюснутыми;
  • крылатыми;
  • бороздчатыми;
  • граненными;
  • ребристыми.

Видоизменения в процессе роста

Существуют следующие варианты видоизменения побегов:

  1. Клубень — подземная часть побега с утолщением верхушки. Питательные вещества формируются в виде крахмальных зерен. К примеру, картофель имеет короткие междоузлия, глазки клубня — это верхушечные и пазушные почки. Картофельная кожура — это по сути кора стебля, а мякоть — древесина. Клубень не зеленого цвета, т. к. в нем отсутствует хлорофилл. Т.е. клубень является подземным стеблем, на который не падает солнечный свет (кольраби, редис, топинамбур, картофель).
  2. Клубнелуковица — видоизмененный мясистый стебель, унизанный сухими пленчатыми листьями, выполняющими функцию защиты. Сам побег выполняет функцию вегетативного размножения и накопления питательных веществ (крокусы, гладиолусы).
  3. Луковица — преобразованный стебель с чешуйчатыми листьями. Стеблевая часть называется донцем, к ней прикрепляются мясистые листья-чешуи, наружные листья тонкие и сухие. От нижней части донца отходят придаточные корни. Зеленые листья луковичных называются перьями, а цветочные стебли — стрелами (тюльпаны, лук, чеснок).
  4. Корневище — преобразованный горизонтальный стебель с узлами и междоузлиями. В узлах формируются придаточные корни, в междоузлиях — почки, дающие развитие надземным побегам и боковым веткам. Корневища запасают питательные вещества (щавель, пырей, ирис).
  5. Отпрыск — подземный и надземный преобразованный боковой побег. Формируется из почки около корневой шейки. Главная задача — размножение (смородина, малина).
  6. Ус — преобразованный ползучий побег с длинными междоузлиями. Образуется из почек у основания растения в пазухе листа. Растения укореняются при помощи придаточных корней. Функция — размножение (виноград, тыква).

Общие черты анатомического строения стебля

Анатомическое строение стебля соответствует его главным функциям: проводящей — в стебле хорошо развита система проводящих тканей, которая связывает все органы растения; опорной — с помощью механических тканей стебель поддерживает все надземные органы и выносит лист в благоприятные условия освещения; ростовой — в стебле имеется система меристем, поддерживающих нарастание тканей в длину и толщину (верхушечные, боковые, вставочные).

Верхушечная меристема даёт начало первичной боковой меристеме — прокамбию — и вставочным меристемам. В результате деятельности первичных меристем формируется первичная структура стебля. Она может сохраняться у некоторых растений длительное время. Вторичная меристема — камбий — формирует вторичное состояние строения стебля.

Первичная структура. В стебле различают центральный цилиндр (стелу) и первичную кору.

Первичная кора снаружи покрыта эпидермой (покровная ткань), под ней находится хлоренхима (ассимиляционная ткань). Она может образовывать чередующиеся полосы, тянущиеся вдоль стебля, с механическими тканями (колленхимой и склеренхимой).

Центральный цилиндр окружён слоем эндодермы. Основная часть центрального цилиндра занята проводящими тканями (флоэмой и ксилемой), образующими вместе с механической тканью (склеренхимой) сосудисто-волокнистые пучки. Внутрь от проводящих тканей располагается сердцевина, состоящая из неспециализированной паренхимы. Часто в сердцевине образуется воздушная полость.

Вторичная структура — камбий формирует внутрь вторичную ксилему, наружу — вторичную флоэму. Первичная кора отмирает и заменяется вторичной — это совокупность всех вторичных тканей, расположенных снаружи от камбия.

Строение стебля зависит от условий обитания и отражает особенности строения той или иной систематической группы растений.

Передвижение по стеблю органических веществ

Органические вещества откладываются в специальных запасающих тканях, из которых одни накапливают эти вещества внутри клеток, другие — внутри клеток и в их оболочках. Вещества, которые откладываются в запас: сахара, крахмал, инулин, аминокислоты, белки, масла.

Органические вещества могут накапливаться в растворённом (в корнеплодах свеклы, чешуйках лука), твёрдом (зёрна крахмала, белка — клубни картофеля, зёрна злаков, бобовых) или полужидком состоянии (капли масла в эндосперме клещевины). Особенно много органических веществ откладывается в видоизменённых подземных побегах (корневищах, клубнях, луковицах), а также в семенах и плодах. В стебле органические вещества могут откладываться в паренхимных клетках первичной коры, сердцевинных лучах, живых клетках сердцевины.

Мы знаем, что крахмал, образовавшийся в листьях, превращается затем в сахар и поступает во все органы растения.

Цель: выяснить, как сахар из листьев проникает в стебель?

Что делаем: на стебле комнатного растения (драцены, фикуса) осторожно сделаем кольцевой надрез. Удалим с поверхности стебля кольцо коры и обнажим древесину. На стебле укрепим стеклянный цилиндр с водой (смотри рисунок).

Что наблюдаем: через несколько недель на ветке, вы

Что наблюдаем: через несколько недель на ветке, выше кольца появляется утолщение в виде наплыва. На нём начинают развиваться придаточные корни.

Результат: мы знаем, что в лубе расположены ситовидные трубки, а так как, окольцевав ветку мы их перерезали, то органические вещества, оттекающие из листьев, дошли до кольцевой вырезки и скопились там.

Вскоре из наплыва начинают развиваться придаточные корни.

Вывод: таким образом, опыт доказывает, что органич

Вывод: таким образом, опыт доказывает, что органические вещества передвигаются по лубу.

Рост стебля

Рост стебля в толщину происходит за счет наличия образовательной ткани (камбия).

Благоприятными условиями для утолщения ствола являются наличие тепла и достаточной влаги, в зимний период размножение клеток не происходит. Толщина кадмия не изменяется в процессе деления, так как из двух новообразованных клеток только одна остается в структуре образовательной ткани, а другая переходит к древесине или лубу. Число клеток отошедших к центральной части стебля превышает численность клеток доставшихся лубу в четыре раза.

Годичные кольца, которые видны на поперечном срезе стебля, формируются из-за разной формы клеток образованных в весенний период и осенний. После весеннего пробуждения кадмий начинает активно делиться, образуя крупные клетки с тонкими стенками. С наступлением лета, а особенно осени клетки становятся мельче. Зимой деление образовательной ткани не происходит, а весной снова включается процесс размножения клеток крупных размеров. Такое клеточное чередование легко прослеживается на срезах деревьев. Таким образом, подсчитывают их возраст.

Годичные кольца деревьев
Годичные кольца деревьев

С помощью годичных колец судят о погоде в определенный год. Если кольцо широкое, то дерево получало много влаги и солнечного тепла, если – узкое, то в весенне-осенний период было мало дождей. Также с южной стороны наблюдается более широкая часть кольца, потому что дерево здесь получало больше тепла.

Рост стебля в высоту осуществляется с помощью меристемы конуса нарастания (верхушечной почки). Клетки нижней части конуса дают начало образованию листьев. После чего клетки начинают свой рост, прекращая деление. Увеличение размеров клеток идет за счет разрастания вакуолей.

Если стебель будет сломан или искусственно лишен верхушечной почки, рост в высоту прекращается, начинают развиваться боковые побеги.

Внутренняя часть

За камбием располагается древесина. Здесь можно различить широкое разнообразие клеток, из которых формируется основная часть стебля.

Внутреннее строение древесины включает:

  • сосудистую ткань;
  • трахеиды;
  • древесные волокна.

Сосуды были сформированы из соединенных между собой трубчатых клеток, расположенных друг над другом. Их смежные стенки частично растворились, поэтому жидкость может беспрепятственно перемещаться.

Основными функциями сосудов являются:

  • движение растворенных солей, полезных веществ от корня к листьям;
  • образование побегов.

Трахеиды — система отмерших клеток и пор. По ним осуществляется ток жидкости. Древесные волокна представляют собой паренхиматозные и толстостенные клетки. Первые выполняют функцию накопления питательных веществ, вторые — опорную.

В центральной части ствола скрывается главный орган дерева — сердцевина. Она состоит из больших клеток основной ткани. Друг от друга их отделяет слой тонкой оболочки. От центральной зоны в стороны расходятся сердцевинные лучи. Они протягиваются практически через все слои и заканчиваются на пробке.

В сердцевине из-за огромного количества крупных клеток основной ткани накапливаются полезные и питательные вещества. Дерево использует эти запасы, чтобы продолжать свой рост даже в засушливые времена. Вещества распространяются по сердцевинным лучам.

Типы роста стебля

Встречаются растения с прямостоячими стеблями – растут перпендикулярно относительно почвы (подсолнух, береза);

Ползучими – распространяются по земле, укореняясь в узлах (земляника);

Вьющимися – также стелются по субстрату, но не укореняются в узлах (хмель);

Лазающими, имеющие усики (вспомнить можно фильм «Джек и бобовый стебель» и характерный вид стебля бобового растения, который, разветвляясь, достигал небес);

Укороченными у одуванчика, подорожника.

Разнообразие стеблей
Разнообразие стеблей

Форма стебля бывает:

  • цилиндрической;
  • трехгранной;
  • многогранной;
  • сплющенной.

Теги

Adblock
detector