Львів
C
» » Ботаніка: морфологія та анатомія рослин

Ботаніка: морфологія та анатомія рослин

У статті поговоримо про анатомію рослин. Ми детально розглянемо цю тему і спробуємо розібратися в питанні. Рослини оточують нас з самого народження, тому корисно дізнатися про них щось нове.

Про що йдеться?

Анатомія рослин — це такий розділ ботаніки, який займається вивченням внутрішньої і зовнішньої будови рослин. Головним об'єктом цієї науки є судинні рослини, у яких є спеціальна провідна тканина, вона ж ксилема. У цю групу відносять хвощі, голонасінні і квіткові рослини й плауни.


Історія

Вперше анатомія рослин була висвітлена у працях Теофраста ще в V столітті до нашої ери. Він вже тоді описував важливі структурні частини, а саме стебло, гілки, квіти, коріння і плоди. Цей автор вважав, що корінь, серцевина і деревина є основними рослинними тканинами. В принципі, можна сказати, що такі подання збереглися і до нашого часу.
Ботаніка: морфологія та анатомія рослин

Середні століття

У Середні століття і після них дослідження анатомії рослин тривали. Так, у 1665 році Р. Гук завдяки мікроскопу відкрив клітку. Це стало великим проривом і дозволило досліджувати нові горизонти в даному питанні. Н. Грю 1682 році написав працю, в якому детально описав мікроскопічну будову багатьох рослинних структур. У своїй роботі він все факти проілюстрував. Висвітлив деякі складні моменти стосовно переплетення тканин. У 1831 році Х. фон Моль досліджував провідні пучки в коренях, стеблі, листках. Через два роки К. Санио зміг з'ясувати походження камбиев. Таким чином, він показав, що щорічно з'являються нові циліндри флоеми та ксилеми. Зазначимо, що флоема — це тканина, яка може транспортувати в рослинах органічні речовини. У 1877 році Антон де Барі опублікував свою роботу під назвою «Порівняльна анатомія вегетативних органів явнобрачних і папоротей». Це був класичний працю з анатомії рослин. Але тут він упорядкував весь зібраний до того часу матеріал і детально його виклав.


У минулому столітті розвиток анатомії і морфології рослин йшло дуже швидко поряд з іншими галузями. Воно було тісно пов'язане з великим прогресом у всіх біологічних науках, який був обумовлений створенням нових і універсальних методів досліджень.
Ботаніка: морфологія та анатомія рослин

Анатомія

Що таке анатомія рослин? Ботаніки вважають, що це підрозділ науки. Вона вивчає будову рослин не в цілому, а лише на рівні клітин і тканин, а також розвиток і розташування тканин в певних органах. Також сюди входить поняття гістології рослин, яке передбачає вивчення будови, розвитку і функціонування їх тканин. Анатомія в цілому є складовою частиною морфології, але у вузькому сенсі вона концентрується на вивченні будови і освіти рослин на макроскопічному рівні. Ця дисципліна дуже тісно переплітається з фізіологією рослин — розділ ботаніки, який відповідає за закономірності процесів, що протікають в живих організмах. Зауважимо, що конкретно вивчення клітин рослин пізніше виділилося в самостійну науку — цитологію.
Ботаніка: морфологія та анатомія рослин
Спочатку анатомія рослин була тим же, що і морфологія. Однак у середині минулого століття відбулися серйозні відкриття, які дозволили анатомії виділиться в окрему галузь знань. Інформацію з цієї сфери активно використовують у рослинництві і систематики.

Морфологія

Морфологія-це розділ ботаніки, який вивчає закони будови і формоутворення рослин. При це організми розглядаються у двох областях: еволюційно-історичного і індивідуального (онтогенез). Важливе завдання цього напряму полягає в тому, щоб описати і назвати всі органи і тканини рослини. Ще одне завдання морфології криється у вивченні окремих процесів для встановлення особливостей морфогенезу.
Ботаніка: морфологія та анатомія рослин
Морфологію умовно ділять на мікро - та макрорівень. До микроморфологии відносять ті галузі знань, які вивчають організми за допомогою мікроскопа (цитологія, ембріологія, анатомія, гістологія). Макроморфология включає розділи, які займаються вивченням зовнішньої будови рослин у цілому. У цьому випадку методи мікроскопії зовсім не основні.

Анатомія листка рослини

Лист складається з шкіри, жилки та мезофілу. Епідерміс — це такий шар клітин, який захищає рослину від різного несприятливого впливу і надмірного випаровування води. Іноді шар епідермісу додатково покрите кутикулою. Мезофилл — це внутрішня тканина, суть якої полягає у фотосинтезі. Мережа жилок утворюється завдяки провідної тканини. Вона складається з ситовидных трубок і судин, які потрібні для переміщення солей, механічних елементів і цукрів. Продихи — це група клітин, яка розташовується на нижній поверхні листків. Завдяки їм відбувається газообмін і випаровування зайвої води. Ми розглянули анатомію вищих рослин, а тепер приділимо увагу морфології. Листя складаються з черешка, прилистків і лопаті. До речі, місце, де стебло примикає до черешка, називають піхвою рослини.
Ботаніка: морфологія та анатомія рослин

Основні типи листя

Розглянувши анатомію і морфологію рослин, зупинимося на окремих видах листків. Вони бувають папоротеві, хвойні, покритонасінні, плауноподібні та обверточние. Таким чином, ми розуміємо, що листя класифікують за типом рослини, у якого вони виявлені найяскравіше.

Стебло

Закінчуючи вивчати анатомію органів рослин, поговоримо про стеблі. Він являє собою осьову частину, на якій розташовані листя і репродуктивні органи. Для надземних утворень стебло є опорою, яка забезпечує надходження не тільки води, але і органічних речовин у різні зони рослини. Якщо стебла зелені, як у кактусів, значить, вони здатні до фотосинтезу. Важливе завдання цього органу в тому, що він здатний накопичувати в собі корисні речовини, які деяким рослинам необхідні для вегетативного розмноження. Як ми говорили вище, верхня частина стебла прикрита спеціальним мішечком. Він складається з безлічі клітин, що діляться, які наростають один на одного. Цікаво, що тут же формуються зачатки листя. Вони накладаються один на одного, а після розтягуються і перетворюються в міжвузля. Зауважимо, що цей «ковпачок» стебла, або його апікальна меристема, максимально детально вивчена, на відміну від інших зон. Від стели відходять судинні пучки, які називають листовими слідами. До речі, між ними флоема і ксилема не формуються. Помічено, що, еволюціонуючи, рослини подовжують висоту листових слідів, таким чином перетворюючи листову стелу в циліндр, обплутаний судинними пучками. Ми розглянули об'єкти вивчення екологічної анатомії рослин і зрозуміли, як складно рослина, на перший погляд здається таким примітивним. Анатомія і морфологія необхідні не тільки для теорії ботаніки, але і для практичних цілей. Так, знаючи в досконало цю тему, можна з легкістю збирати і правильно готувати цілющі трави.

Клітка

Зауважимо, що при тому, що зовнішнє різноманітність рослин дуже велика і неосяжна, їх клітини багато в чому схожі. Для того щоб цілісно розглянути внутрішню будову організму, спочатку потрібно дізнатися про організації клітин та їх типах. Отже, що ж таке клітина? Відомо, що вона складається з протоплазми, яка оточена твердою оболонкою, а саме клітинної стінкою. Вона утворюється з целюлози і пектинових речовин, які секретує протоплазма. Багато клітини після того, як перестають рости, відкладають на своїй внутрішній стороні, тобто на первинній стінці клітини, вторинну стінку. А що ж таке протоплазма? Це звичайна суміш цукрів, жирів, води, кислот, білків, солей і ще безлічі інших речовин. Саме завдяки розумному розподілу їх по частинах клітини рослина може виконувати якісь життєві функції. Якщо розглядати протоплазму під мікроскопом, то можна помітити, що вона ділиться на ядро і цитоплазму. В останній знаходяться пластиды. Ядро являє собою округле тіло, оточене подвійною мембраною. У ньому міститься генетичний матеріал. Ядро контролює хімічні процеси в клітині і робить на них вплив. Цитоплазмою називають таку речовину, яка містить в собі величезну кількість заплутаних структур, властивих тільки рослинам. Зазначимо, що безбарвні пластиды, або лейкопласти, а також поживні речовини необхідні для забезпечення життєдіяльності рослини. У зелених пластидах, або хлоропластах відбувається фотосинтез цукрів. Варто сказати, що старі клітини мають трохи іншу будову. Так, їх центральна частина, яка оточена мембраною, що прилягає до клітинної стінки. Зауважимо, що походження будь-яких типів клітини рослини йде саме від тих, які ми докладно розглянули вище.
Ботаніка: морфологія та анатомія рослин

Тканини

Анатомію і морфологію рослин можна розглядати в розрізі тканин. Рослинні організми діляться на деякі зони, особливості яких багато в чому визначаються типом і розташуванням клітин. Такі ділянки називають тканинами. Якщо спиратися на класичне визначення, то можна зрозуміти, що тканини класифікуються за структурою, походженням, функцій. Зазначимо, що функції можуть іноді збігатися. Вони можуть бути обмежені один від одного і не завжди однорідні. З-за цього класифікувати тканини дуже важко, тому в сучасному світі, коли мова заходить про це, говорять про конкретно названих рослинах. Можна сказати, що в такому разі рослини розглядаються в топографічному сенсі. При розгляді його при поперечному зрізі кореня і стебла від периферії до центру зазвичай виділяють такі важливі зони, як епідерміс, провідний циліндр, корінь і центральна серцевина.
Ботаніка: морфологія та анатомія рослин

Корінь

Розгляд анатомії кореня рослини почнемо з визначення. Отже, це частина рослини, у якої немає листя. Вона поглинає з ґрунту або який-небудь інший середовища воду і поживні речовини. Корінь може утримувати вологу і органічні речовини в субстраті. При цьому для деяких рослин він є основним запасаючих органом. Таке спостерігається у буряка, моркви. Якщо розглядати корінь, то в ньому чітко відрізняються такі зони, як стела і кора. Вони ростуть і розвиваються завдяки поділу і різноманітності клітин верхівкової меристеми. Так називають деякі групи клітин, які зберігають здатність до поділу і можуть відтворювати не діляться клітини. Завдяки цій системі зміцнюється кореневий чохлик, який фіксує кінець кореня, захищаючи його таким чином від різних ушкоджень під час занурення в грунт. Відзначимо, що зростання, ділення і диференціювання клітин — це природний процес, завдяки якому по вертикалі можна відзначити зони дозрівання і розтягування. На цьому рівні можна досить докладно простежити стадії розвитку епідермісу, стели та кори. Над зоною розтягування, до речі, є довгасті вирости у формі циліндра, які називають кореневими волосками. Завдяки їм всмоктувальні здібності значно збільшуються.

Стела

Дійсно, дивна наука ботаніка. Морфологія та анатомія рослин відкривають зовсім інший погляд на весь відомий нам рослинний світ. Як ми вже знаємо, складові стели — це ксилема і флоема. Перша розташовується ближче до центру. Зазначимо також, що найчастіше серцевина в коренях відсутній, але навіть якщо вона зустрічається, то це відбувається у однодольних рослин частіше, ніж у дводольних. Бокові стебла формуються в перицикле і таким чином пробивають собі шлях крізь кору. Якщо корінь може рости вшир, то між флоемою і ксилемою утворюється вторинний шар — камбій. Якщо відзначається посилений ріст у товщину, то кора і епідерміс найчастіше відмирають. Одночасно з цим в перицикле формується корковий камбій, який є захисний шар кореня, тобто «пробкою».