Вегетативни органи на растенията
Модели на структурата на вегетативните органи. Учението за метаморфозите. Органите са подобни и хомоложни. Полярност и симетрия. Онтогенезата на семенното растение. Ембрион и разсад.
Органът е част от тялото, която има специфична структура и изпълнява специфични функции. Органите на висшите растения се делят на две групи: вегетативни и репродуктивни, или генеративни.
Вегетативните органи съставляват тялото на растението и изпълняват основните функции на неговата жизнена дейност, т.е. те служат за поддържане на индивидуалния живот на този конкретен индивид, а понякога и на неговото вегетативно размножаване. Те включват корен, стъбло и листа. Репродуктивните органи служат за възпроизвеждане на индивид в редица следващи поколения. При покритосеменните това е цвете и неговите производни (семена и плодове).
Прокариотите, нисшите растения и гъбите нямат вегетативни органи. Тялото им, недиференцирано на органи, се нарича талус или талус.
В процеса на еволюцията разделянето на тялото на висшите растения на органи е настъпило във връзка с прехода им от водата към сушата и адаптирането към условията на сухоземно съществуване.
Теофраст (4 век пр.н.е.) разграничава три органа във вегетативното тяло на висшите растения: стъбло, лист и корен. Това подразделение е запазено в наше време, въпреки че морфолозите смятат, че е по-правилно да се говори за два органа: издънка и корен, тъй като издънката (стъблото и листата) е производно на една апикална меристема.
Ориз. Полярност на издънките на върба
(а— дръжка в нормално положение;b— обърната позиция)
Органите на растенията се характеризират с някои общи закономерности. Полярността е разликата между противоположните полюси на организъм, орган или отделна клетка. Полярността се проявява както във външната структура,както и физиологични функции.
Морфологично горната част на растението се нарича апикална, долната - базална. Физиологичните разлики между апикалната и базалната част на растението са добре известни в градинарството. Когато растенията се размножават с резници, те се засаждат в почвата с морфологично долния край, в противен случай от надпочвената част на резника ще се развият адвентивни корени, а в почвата ще се развият издънки.
Физиологичните различия между полюсите на растението се изразяват и в явлението тропизъм. Тропизмите са свързани с излагане на светлина, гравитация, химични и други фактори, според които се наричат фототропизъм, геотропизъм, хемотропизъм и др. Ако огъването се случи в посока на дразнещия фактор, тропизмът е положителен, в обратна посока - отрицателен. Геотропизмът е способността на органите на растенията да се ориентират в пространството по определен начин. Каквото и да е положението на семето в почвата, коренът винаги расте надолу под въздействието на гравитацията (положителен геотропизъм), а стъблото винаги расте нагоре (отрицателен геотропизъм). Аксиалните органи - стъблото и коренът - са разположени вертикално спрямо повърхността на земята (ортотропни органи), а листата - хоризонтално или под ъгъл (плагиотропни органи).
Симетрия (пропорционалност) е такова разположение на части от обект в пространството, при което равнината на симетрия го разрязва на огледални половини. Определена симетрия е характерна за различните растителни органи.
Радиалните (полисиметрични) органи са органи, през които могат да се прокарат три или повече равнини на симетрия (стъбло, корен); двустранни (асиметрични) органи - могат да се начертаят само две равнини на симетрия (стъбла на кактуси от опунция, листа на ирис); моносиметричен - можете да нарисувате само единравнина на симетрия (листа на много растения, цвят на грах); асиметричен (асиметричен) - не може да се начертае нито една равнина на симетрия (листа от бряст, цветя от валериана, канове).
Метаморфозирани (модифицирани) органи са тези, при които под влияние на околната среда или в зависимост от определена функция е настъпило наследствено засилване на една функция, придружено от рязка промяна на формата и загуба на други. Метаморфозираните органи са истинският израз на адаптивната еволюция. Те се делят на подобни и хомоложни.
Подобни органи изпълняват подобни функции и са морфологично (в широк смисъл) подобни, но имат различен произход (тръните, които предпазват растенията от унищожаване от животни и намаляват транспирацията в сухите райони, могат да бъдат модифицирани издънки, листа и корени). Сходството на подобни органи е свързано с феномена на конвергенцията - развитието на подобни характеристики в различни органи във връзка с адаптирането към сходни условия на околната среда. Хомоложните органи се различават морфологично и често изпълняват различни функции, но имат един и същ произход, тоест това е модификация на всеки един орган - стъбло, лист или корен.
Зародишът на семенните растения е в семето. Той вече съдържа основните вегетативни органи. Състои се от ембрионален корен и ембрионален издънка. Зародишният корен обикновено е представен само от растежен конус, покрит с коренова шапка. Ембрионалната издънка е представена от ембрионално стъбло (ос) и зародишни листа (котиледони), включително две (при двусемеделни), едно (при едносемеделни) или няколко (при иглолистни). В горния край на оста има конус на растеж или вече пъпка на ембриона, в който са положени зачатъците на листата, следващи котиледоните. мястосъчленението на оста и котиледоните се нарича семеделен възел. Участъкът от оста под котиледоните до базалната част на зародишния корен се нарича хипокотилно коляно (хипокотил).
Ориз. Диаграма на структурата на двусемеделно растение:
a -млад ембрион;b— зрял ембрион;v— разсад;r— младо растение;Sm —котиледони;Гп— хипокотил;GK— основен корен;BK— странични корени;PC —случайни корени;ZK— зародишен корен;HPV—апикална пъпка;BPch —странични бъбреци;KN —конус на растеж на летораст;Pkm— прокамбий; меристемните фокуси са показани в черно, растящите части са защриховани
При достатъчно влага, топлина, въздух и светлина зрелите семена покълват. Обикновено първи се появява зародишният корен, укрепвайки разсада в почвата. В същото време хипокотилът расте, избутвайки корена в почвата. Котиледоните се държат различно в зависимост от вида на покълването. По време на развитието на разсада от зародишния корен се образува корен от първи ред или главен корен. При повечето растения той бързо започва да се разклонява: появяват се странични корени от втори, трети и по-късно по-високи редове. Главният корен с всички странични разклонения съставлява основната коренова система. Успоредно с това от зародишната пъпка или конуса на растежа се развива издънка от първи ред или основната издънка. В повечето случаи на върха се залагат нови листни пъпки (примордии), заложените по-рано се разгръщат, а участъците между тях нарастват, образувайки междувъзлия. Частта от стъблото между котиледоните и първия лист се нарича епикотел. В повечето случаи основният издънка също се разклонява допълнително, образувайки странични издънки на втория,трети и по-високи разряди. Оформя се системата на основното бягство. На хипокотила и в долните възли на стъблото могат да се образуват адвентивни корени доста рано. По този начин растението в сравнително ранна възраст е комбинация от издънки и коренови системи, свързани с хипокотил.