Dzinumu modifikācijas. Prezentācija par tēmu “sakņu modifikācijas” Dažādas augu orgānu modifikācijas

Šo pazemes augu orgānu cilvēki plaši izmanto saimnieciskajā darbībā. Bet dažreiz mēs pat nenojaušam, ar kādām metamorfozēm mums ir darīšana.

Sakņu veidi

Saknes ir auga pazemes daļas. To struktūrai visbiežāk ir vairākas daļas. Galvenā sakne attīstās no embrija radikāļa. Tas ir skaidri izteikts un augā vienmēr ir vienāds. Uz galvenās saknes attīstās sānu saknes. To ir daudz, un tie padara ūdens absorbcijas procesu no augsnes intensīvāku. Saknes, kas aug tieši no stumbra, sauc par nejaušām. Viņiem var attīstīties arī sānu.

Sakņu sistēmu veidi

Augi nekad neveido tikai viena veida saknes. Ar to nepietiktu, lai nodrošinātu minerālu uzturu. Viena auga sakņu kolekciju sauc par sakņu sistēmu.

Pienenē to veido galvenā sakne, kas dziļi iekļūst augsnē, un sānu saknes. Šādu sakņu sistēmu sauc par mietsakni. Tas ir raksturīgs visiem divdīgļlapju augiem.

Kviešiem ir daudz sakņu. Tie visi ir gandrīz vienāda garuma un aug ķekarā no dzinuma. Šo sakņu sistēmu sauc par šķiedru. Tās klātbūtne ir sistemātiska viendīgļlapu iezīme.

Kāpēc saknes formas modifikācijas?

Atcerieties sakņu modifikācijas bioloģijas tabulās (6. klase)? Tie ir burkāni, bietes, redīsi... Izrādās, jā. Sakne veic dzīvībai svarīgas funkcijas augā. Tas nodrošina minerālu uzturu, stingri notur to augsnē un nodrošina veģetatīvo pavairošanu. Bet tā parastā struktūra nav pietiekama, lai veiktu papildu funkcijas. Tāpēc tiek veidotas saknes modifikācijas.

Sakņu modifikācijas: tabula

Pazemes orgānu metamorfozes veidi viengadīgajiem un daudzgadīgajiem augiem atšķiras un ir atkarīgi no augšanas vietas, klimata īpatnībām un atrašanās vietas attiecībā pret balstu. Sakņu modifikāciju struktūra un funkcijas ir parādītas tabulā.

Sakņu modifikācija	Strukturālās iezīmes	Funkcija	Piemērs
Saknes	Galvenās saknes un stumbra apakšējo daļu sabiezējums	Ūdens un organisko barības vielu piegāde	Burkāni, bietes, rutabaga
Sakņu bumbuļi	Sānu un nejaušo sakņu sabiezēšana	Uzglabāšana, veģetatīvā pavairošana	Dālija, čistjaks, jamss (saldais kartupelis)
Piekabes saknes	Nejaušo sakņu modifikācija	Piestiprināšana pie balsta	Ivy
Elpošanas Sakņu dārzeņi un sakņu bumbuļi nodrošina augiem nepieciešamo uzturu nelabvēlīgos periodos. Šādas sakņu modifikācijas (tabulā parādītas tiek veidotas tikai divos un daudzgadīgas sugas. Pirmajā attīstības gadā no to sēklām veidojas tikai veģetatīvie orgāni. Rudenī stublājs un lapas nokalst, un pazemes daļa pārziemo, pateicoties ūdens un vielu piegādei. Nākamajā gadā šādi augi nes augļus un veido sēklas. Tika cauri auksta ziema Viņiem palīdz sakņu modifikācijas. Atšķirības sakņu sistēmās un augšanas apstākļos nodrošina dažādas metamorfozes. Tādējādi augos, kas aug ūdeņainās augsnēs, veidojas elpošanas saknes. Tā kā to skābekļa saturs ir ierobežots, šī gāze tiek absorbēta tieši no gaisa. Tas padara elpošanas procesu iespējamu. Augs var augt tikai intensīvas fotosintēzes apstākļos. Dažreiz tas ir jānovieto pat uz pilnīgi vertikālām virsmām. Piemēram, efeja var augt pat uz māju sienām. Nozīme ekonomikā un dabā Daudzi augu nosaukumi no sakņu modifikāciju tabulas ir pazīstami ikvienam. Pirmkārt, tie ir sakņu dārzeņi. Cilvēki tos izmanto kā galvenos pārtikas produktus un garšvielas. Tie ir redīsi, pastinaki, bietes, burkāni, pētersīļi, mārrutki. Rāceņus un rāceņus izmanto kā mājdzīvnieku barību. Un cukurbietes ir pieprasīta izejviela pārtikas rūpniecībā. Sakņu bumbuļiem vai čiekuriem ir papildu pumpuri. Tāpēc ar viņu palīdzību tiek veikta veģetatīvā pavairošana. Šie divi modifikāciju veidi tiek klasificēti kā uzglabāšanas saknes.

Kopā ar tipiskiem dzinumiem, kuros lapas veic fotosintēzi un kāti nodrošina vispiemērotāko lapu izvietojumu telpā, augi bieži attīsta modificētus dzinumus.

Modificētie orgāni ir līdzīgi pazemē, tā un virs zemes. Tipisku jugae pazemes daļu modifikāciju piemēri ir sakneņi, bumbuļi, sīpoli un bumbuļi (8.14. att.). Viņiem visiem ir līdzīgas struktūras iezīmes; mezgli, starpmezgli, apikālie un sānu pumpuri, modificētas lapas.

Rhizome- daudzgadīgo stiebrzāļu, pundurkrūmu un krūmu pazemes dzinums. Ārēji sakneņi ir līdzīgi saknei, bet parasti atšķiras no īstās saknes ar horizontālo atrašanās vietu augsnē, zvīņveidīgām lapām, rētām no kritušām lapām, pumpuriem un nejaušām saknēm, kā arī ar saknes cepures neesamību. . Sakneņa augšdaļā veidojas apikāls pumpurs, bet zvīņu padusēs attīstās paduses pumpuri. No sakneņu pumpuriem tie attīstās katru gadu virszemes dzinumi, kas rudenī nomirst. Atmirst arī sakneņu vecās daļas, tiek pārtraukta saikne starp gabalainajām dzinumu grupām, kā rezultātā no viena auga ar zarotu sakneņu laika gaitā attīstās vairāki meitas augi (ložņu kviešu zāle, maijpuķītes, ērkšķogas, lupena utt.). Kātam raksturīga arī sakneņu iekšējā struktūra. Tādējādi sakneņi galvenokārt ir veģetatīvās pavairošanas orgāni, un dažos augos (ūdensrozes, maijpuķītes, kalmes, kupenas) liels skaits rezervju uzkrājas sabiezējušos sakneņos. barības vielas.

Bumbuļi- modificēts dzinums ar ļoti sabiezinātu kātu, kurā uzkrājas rezerves barības vielas.

Bumbuļi atrodas pazemē vai virs zemes. Pazemes bumbuļi parādās kā sabiezējumi uz plānas bezlapu pazemes dzinuma - stolon (kartupeļi, topinambūra). Vieta, kur bumbuļi piestiprina pie stolona, ir tā pamatne. Uz bumbuļiem attīstās apikālie un sānu pumpuri - acis. Bumbuļu laukums starp pumpuriem (acīm) ir starpmezgls. Katras nieres pamatnē atrodas mala- samazinātās lapas piestiprināšanas vieta. Tāpat kā parastajiem dzinumiem, pumpuri uz bumbuļiem ir sakārtoti spirālē. No bumbuļu acīm attīstās virszemes lapu un ziedoši dzinumi. Tāpēc bumbuļi papildus uzglabāšanas funkcijai veic arī veģetatīvās pavairošanas funkciju.

8.14. attēls. Dzinuma vai tā atsevišķu daļu modifikācijas: a -zemeņu ūsas; b - kartupeļu stolons un bumbuļi; hiacintes spuldze (kopējais skats un garengriezums); G - lilijas sīpols; d - īss kupenas sakneņi; e - bārbele ērkšķis (modificētas lapas); g - baltās akācijas muguriņas (modificētas stipulas); h, l - vilkābele un medus siseņu ērkšķi (modificēti dzinumi); Un - ērkšķi mežrozīšu; zirņu k-stīpiņa (pārveidota lapas daļa); m-vīnogu stīgas (pārveidoti dzinumi); 1 - kāts (apakšā); 2 -lapas; 3-ziedkopa primordium; 4-nejaušas saknes; 5 -rētas no mirušiem virszemes kātiem.

Spuldze- pazemes saīsināts dzinums ar sulīgām lapām, kas piestiprinātas īsam kātam, ko sauc apakšā. Apakšā augšpusē ir apikāls pumpurs, sulīgo zvīņu padusēs ir sānu pumpuri, no kuriem veidojas jauni mazuļu sīpoli (ķiploki). Rezerves barības vielas uzkrājas sulīgajās zvīņās. Daudzu augu sīpola ārpuse ir pārklāta ar sausām zvīņām, kas veic aizsargfunkciju. Sīpoli var parādīties arī kā virszemes dzinumu modifikācijas. Piemēram, lapu padusēs (dažos sīpolu veidos) attīstās mazi sīpoli (sīpoli).

Cormārēji līdzīgs sīpolam, bet atšķiras no tā ar stipri aizaugušu dibenu, kas kalpo kā orgāns rezerves barības vielu uzglabāšanai. No ārpuses tas ir pārklāts ar sausām plēvveida lapām. Gumbām ir labi attīstīti apikālie un paduses pumpuri, kas rada ziedošu dzinumu un mazuļu sīpolu klubu. Gurni veidojas krokusā, gladiolās un safrānā.

Pārveidoti virszemes dzinumi ir raksturīgi daudziem augiem. Šajā gadījumā tiek pārveidotas gan atsevišķas dzinuma daļas (stumbrs, lapas, pumpuri), gan dzinums kopumā. Piemēram, parastie jeb kāposti ražo kāpostu galva, sastāv no īsa kāta ar daudzām biezām, pārklājošām lapām, gandrīz bez hloroplastiem. Kāpostu galva būtībā ir metamorfozēts milzu pumpurs, t.i., rudimentārs dzinums.

Augi ar modificētiem dzinumiem visbiežāk sastopami sausās vietās, kur trūkst mitruma, un tāpēc augu veģetatīvos orgānos sāk dominēt ūdens uzkrāšanas funkcija. Augus ar šādiem dzinumiem sauc sukulenti(sk. 14.4. punktu).

Diezgan izplatītas ir dzinuma daļu modifikācijas ērkšķi. Dažos augos lapas (bārbele, kaktusi), kātiņas (baltā akācija) vai lapu kāts pārvēršas par muguriņām pēc lapu plātnes nokrišanas (astragalus). Vilkābelei, josteram, savvaļas ābolam un savvaļas bumbierim dažu sānu dzinumu kāts tiek pārveidots par ērkšķi. Zirņos, zirņos un citos kāpšanas augos augšējā daļa sarežģīta lapa pārvēršas par stīgām, un vīnoga pārvēršas par dzinumiem.

Lai kompensētu barības vielu trūkumu augsnē un, galvenais, slāpekļa trūkumu, kukaiņēdāji augi (saules rotundifolia, pūšļazāle, hibrīdās nepentes uc) veido modificētas lapas - ķeršanas ierīces.

Avots : UZ. Lemeza L.V. Kamļuks N.D. Lisovs "Bioloģijas rokasgrāmata tiem, kas iestājas universitātēs"

Visbiežāk sastopamās segsēklu dzinumu modifikācijas ir sakneņi, sīpoli un bumbuļi. Tie parasti veidojas daudzgadīgos zālaugu augos kā orgāni, kuros tiek nogulsnētas rezerves barības vielas. Šādos augos zaļās virszemes daļas pa ziemu atmirst, bet modificēti dzinumi paliek augsnē. Pavasarī tajos esošo barības vielu dēļ augiem atkal veidojas parastie virszemes dzinumi.

Papildus barības vielu uzglabāšanai modificētie dzinumi veic arī citu funkciju. Ar viņu palīdzību augi var vairoties veģetatīvi.

Rhizome

Modificēta bēgšana sakneņi sastopams daudzos daudzgadīgos augos (nātres, maijpuķītes, kviešu stiebrzāles u.c.). Sakneņi atrodas augšējos augsnes slāņos, atgādina sakni, bet izplatās horizontāli.

Sakneņi ir dzinumi, jo tam ir apikāli un paduses pumpuri, kā arī lapas, kas pārveidotas par zvīņām. Līdzību ar sakni sakneņiem piešķir nejaušas saknes, kas no tā izaug visā tā garumā.

Veģetācijas periodā augs sakneņos nogulda rezerves barības vielas. Pateicoties tiem, nākamgad no sakneņa pumpuriem izaug jauni jauni dzinumi.

Ar pumpuru un sakņu saturošu sakneņu daļu palīdzību ir iespējama augu veģetatīvā pavairošana.

Spuldze

Modificēta bēgšana spuldze raksturīga sīpoliem, tulpēm, lilijām un citiem augiem. Spuldzes apakšā ir saplacināts kāts, ko sauc apakšā. No apakšas aug divu veidu lapas, pārveidotas par zvīņām. Ārējās lapas tiek mainītas uz sausām zvīņām, kas veic aizsargfunkciju. Iekšējās biezās un sulīgās zvīņas satur rezerves barības vielas (sīpoli, starp citām vielām, satur daudz dažādu cukuru) un ūdeni. Sīpoliem arī no apakšas aug pumpuri.

Labvēlīgos apstākļos nejaušas saknes aug no apakšas sīpola apakšā, kā rezultātā veidojas šķiedraina sakņu sistēma. No pumpuriem var izaugt dzinumi, bet no tiem var attīstīties arī tā sauktie mazuļi. Katra šāda spuldze var radīt atsevišķu jaunu augu. Tādējādi veģetatīvā pavairošana tiek veikta, izmantojot sīpolus.

Bumbuļi

Modificēta bēgšana bumbuļi var novērot tādos augos kā kartupeļi un topinambūri, kā arī daži citi.

Bumbuļi veidojas cita modificēta dzinuma augšdaļā - stolons. Stoloni aug no virszemes dzinumu apakšējām daļām un nonāk augsnē. Organiskās vielas, ko fotosintēzes laikā sintezē augu zaļās daļas, pa stoloniem virzās uz to galotnēm, un tādējādi šeit veidojas bumbuļi. Bumbuļos uzkrājas daudz cietes.

Bumbuļi ir, kaut arī modificēti, dzinums. Tam ir īsi, bet biezi starpmezgli un daudzi pumpuri, kurus sauc acis. Bumbuļu lapas ir samazinātas. Acis atrodas bumbuļa padziļinājumos, un katrā šādā padziļinājumā var būt vairāki acs pumpuri.

Bumbuļa daļu, kas ir savienota ar stolonu, sauc par bumbuļa pamatni. Pamatnes pretējā pusē ir bumbuļa augšdaļa. Tuvāk augšai ir vairāk acu. Visbiežāk no apikālā acs pumpura attīstās jauns zaļš dzinums.

Metamorfozes ir iedzimtas orgānu modifikācijas, kas saistītas ar to pamatfunkciju izmaiņām. Metamorfozes veģetatīvie orgāni augi ir neticami daudzveidīgi.

Sakņu metamorfoze

Viena no interesantākajām parādībām saknes bioloģijā ir tās abpusēji izdevīgā kopdzīve ar sēnēm. Vai šai parādībai ir īpašs nosaukums? mikorizu (kas burtiski nozīmē sēnīšu sakne), un tai ir veltīta plaša literatūra. Mikoriza ir raksturīga lielākajai daļai ziedaugu (iespējams, vismaz 90%). Tik plašās izplatības dēļ mikoriza drīzāk ir likums, nevis izņēmums, taču, ievērojot iedibināto tradīciju, mēs to joprojām uzskatām par saknes modifikāciju.

No otras puses, daudzi augi, piemēram, orhidejas, īpaši tie, kas piekopj saprofītu dzīvesveidu, ir tik cieši saistīti ar sēnēm, ka nevar pat attīstīties, ja tie nav “inficēti” ar konkrētu mikorizas sēnīti.

Mikorizām ir divi dažādi veidi.

Pirmais veids ietver ektomikoriza(ārējā mikoriza). Šajā gadījumā sēnītes hifas apvij auga saknes ar biezu apvalku (hifālas apvalku) un turklāt iekļūst starpšūnu telpās (bet ne garozas šūnās). Sēnītes izdalīto hormonu ietekmē jaunās saknes stipri sazarojas un to gali sabiezē. Ektomikoriza ir raksturīga daudziem kokiem mērenā zona, tai skaitā ozola, bērza, kārklu, kļavu, skuju koku, papeles un citiem veidiem. Ektomikorizu veido gandrīz tikai bazidiomicīti, retāk - ascomycetes.

Tam ir plašāks, gandrīz universāls izplatījums. endomikoriza(iekšējā mikoriza). To var novērot, piemēram, ābelēm, bumbieriem, zemenēm, tomātiem, graudaugiem, orhidejām un daudzām citām sugām. Tas ir raksturīgs lielākajai daļai ziedošu augu. Ar endomikorizu ap sakni neveidojas sēnīšu apvalks, sakņu matiņi nemirst, bet hifas iekļūst daudz dziļāk sakņu audos un iekļūst garozas parenhīmas šūnās. Ir vairāki dažādi endomikorizu veidi, no kuriem daži ievērojami atšķiras viens no otra.

Visspecializētāko endomikorizu var novērot orhidejās. Orhidejās ap saknēm nav hifāla apvalka, un micēlijs gandrīz pilnībā atrodas saknes iekšpusē. Sēnītes hifas veido savdabīgas bumbiņas garozas šūnās. Šos jucekļus pēc tam sagremo saimniekaugs. Sēnes, kas veido orhideju mikorizu, spēj sadalīt sarežģītas organiskas vielas un apgādāt saknes ar to sadalīšanās produktiem. Un tas ir īpaši svarīgi ar saprofītisku uztura metodi. Šāda veida endomikorizas sēnīšu komponentu gandrīz vienmēr pārstāv oomycetes.

Tropu lietus mežos mikorizai ir liela nozīme. Spēcīgā izskalošanās režīma (ikdienas nokrišņu) dēļ šajos mežos praktiski nav augsnes (no augsnes tiek izskalotas visas barības vielas). Augi saskaras ar akūtu uztura problēmu. Tajā pašā laikā ir daudz svaigu organisko vielu: nokrituši zari, lapas, augļi, sēklas. Bet šī organiskā viela nav pieejama augstākie augi, un tie nonāk ciešā saskarē ar saprotrofām sēnēm. Tādējādi galvenais minerālvielu avots šajos apstākļos ir nevis augsne, bet gan augsnes sēnītes. Minerālvielas saknē nonāk tieši no mikorizas sēņu hifām, tāpēc lietus meža augiem ir sekla sakņu sistēma. Cik efektīvi darbojas mikoriza, var spriest pēc tā, ka tropu lietus meži ir visproduktīvākās kopienas uz Zemes, šeit veidojas maksimāli iespējamā biomasa.

Daudz retāk sastopama augu sakņu kopdzīve ar slāpekli fiksējošām baktērijām. Tiesa, šīs parādības bioloģiskā nozīme ir ārkārtīgi augsta. Bez labi zināmajiem pākšaugiem sakņu mezgliņi novēroti arī citu dzimtu pārstāvjiem, piemēram, atsevišķiem skuju kokiem, alksnī, virknei kazuarīnu, smiltsērkšķu, piesūcekņu. Mēs nekavēsimies sīkāk pie šīs labi zināmās parādības.

Parasti jebkura auga saknēs tiek nogulsnēts noteikts rezerves barības vielu daudzums, galvenokārt ogļhidrāti: īpaši ciete un cukurs; citās sugās? inulīns. Bet dažos gadījumos uzglabāšanas funkcija ir hipertrofēta un tiek izvirzīta priekšplānā. Tajā pašā laikā saknes sabiezē un kļūst gaļīgas. Visbiežāk sastopamo struktūru sauc par sakni. Tas ir īpaši raksturīgs divgadīgiem augiem: bietēm, redīsiem, rutabaga, rāceņiem, burkāniem, selerijas un daudziem citiem. Eksotika ietver žeņšeņu un cigoriņus. Sakņu kultūrām ir sarežģīts morfoloģisks raksturs, jo sakņu kultūras veidošanā piedalās gan sakne, gan kāts (precīzāk, hipokotils). Bet, lai noteiktu: kuru sakņu kultūras daļu attēlo sakne un kuru kāts? nepieciešami īpaši anatomiski pētījumi.

Sabiezējumi sakņu čiekuru veidā sastopami arī augiem ar šķiedrainu sakņu sistēmu, piemēram, dālijām.

Daudzos gadījumos saknes ir pielāgotas veģetatīvā pavairošana. Vairākos daudzgadīgos augos no saknēm aksesuāru pumpuri attīstās virszemes dzinumi. Šos dzinumus sauc par sakņu dzinumiem. Sakņu dzinumu augi ir: apse, plūme, ķirsis, ceriņi, cirtiens, bergēnija, sivēnmātes dadzis. Pēdējās ir ļaunprātīgas un grūti izskaužamas nezāles. Mazie zirgu gabali, kas nogriezti augsnes apstrādes laikā, viegli iesakņojas un rada jaunus augus.
Daudzos kāpšanas augos, piemēram, efejas, uz kāta veidojas īpašas nejaušas sakņu piekabes, kas iekļūst koksnes, akmeņu vai sienu plaisās un nelīdzenumos un stingri notur augus.

Ir pat āķsaknes, piemēram, strangler ficus.

Tā sauktajām saraušanās (kontraktējošām) vai ievelkošajām saknēm ir pavisam cita funkcija. Tie ir raksturīgi daudziem sakneņu, sīpolu un bumbuļsīpolu augiem. Klasisks piemērs augam ar saraušanās saknēm ir krokuss. Papildus parastajām saknēm krokusam veidojas garākas saraušanās saknes, kuras, saraujoties, ievelk sakņu saknes zemē. Šajā gadījumā kontraktilās saknes, šķiet, nokrīt, kļūst šķērsām saburzītas un pēc šīs īpašības ir viegli atšķiramas no parastajām saknēm.
IN īpaši gadījumi saknes var būt rezervuāri ūdens uzglabāšanai. Daudzās tropiskās epifītiskās orhidejās (un epifīti ir augi, kurus citi augi izmanto kā substrātu augšanai) mizas ārējā daļa, ko sauc par velamenu, sastāv no tukšām lielām šūnām, kas var absorbēt ūdeni kā sūklis. Lietus laikā šīs šūnas tiek piepildītas ar ūdeni, kas tajās tiek uzglabāts un pēc vajadzības tiek izmantots augam. Pēc izcelsmes velamens ir daudzslāņu rizoderma.

Daudziem tropiskajiem koksnes augiem, galvenokārt mangrovēm (piemēram, Avicenia), kas aug saldūdens tropu purvos, kā arī okeāna piekrastes seklos ūdeņos, attīstās īpašas ventilācijas vai elpošanas saknes? pneimatofori. Tie parādās uz pazemes sānu saknēm un aug vertikāli uz augšu, paceļoties virs ūdens vai augsnes. Jāatzīmē, ka šādām saknēm raksturīgs negatīvs ģeotropisms.

Tie paši mangrovju augi veido cita veida saknes, ko sauc par ķekatām. Tās ir nejaušas saknes – balsti. Tie parādās uz stumbriem un zariem un aug uz leju, iestrādāti substrātā un stingri noturot augu, piemēram, mīkstos dubļos. Šādas saknes ir plaši izplatītam mangrovju augam, rhizophora. Bet visiespaidīgākās ir ficus banyan koka saknes ( Ficus Benghalensis). Daudzas nejaušas banjankoka saknes aug uz leju, iesakņojas un attīsta savu sakņu sistēmu. Pateicoties tam, viens banjankoks izaug par veselu birzi. Šādas birzis var aizņemt iespaidīgas platības.

Ne mazāk interesantas ir nesošās dēļu formas saknes, kas raksturīgas tropu lietus mežu lielajiem kokiem. Zināmu iemeslu dēļ lietus meža kokiem ir sekla sakņu sistēma, savukārt pirmās kārtas koku stumbri sasniedz milzīgus izmērus. Normālas struktūras saknes nevar noenkurot augu augsnē (kas turklāt neeksistē), noturot šos milžus biežu vētru un lietusgāžu laikā. Tāpēc šādu koku saknēm, kas izplatās pa augsnes virsmu, veidojas īpaši vertikāli izaugumi, piemēram, dēļi blakus koka stumbram.

Sākumā dēļu formas saknes ir šķērsgriezumā apaļas, bet pēc tam notiek spēcīga vienpusēja sekundāra augšana. Tropu lietus mežos dēļu formas sakņu augstums bieži pārsniedz cilvēka augumu.

Ne mazāk savdabīgas ir mūsu parasto purva augu nejaušās saknes - tām ir “stāvu” struktūra. Tiesa, šīm saknēm nav īpaša nosaukuma.

Filmēšanas metamorfozes

Dzinums ir auga mainīgākais orgāns. To raksturo tādas īpašības kā:

daudzfunkcionalitāte;
uzvedības labilitāte;
plastmasas.

Jau pirmajā tuvinājumā dzinumus iedala divos veidos: 1) veģetatīvie un 2) ģeneratīvie.

Dzinuma bioloģiskās attīstības procesā ir skaidras izmaiņas augšanas formās un funkcijās. Piemēram:

jaunas zonas (skropstu vai sakneņu) uztveršana;
uzlabots uzturs (rozetes stadija);
ziedu un augļu veidošanās (ģeneratīvā stadija).

Apskatīsim galvenos dzinumu izcelsmes specializēto un metamorfēto orgānu veidus.

Caudex

Attīstās daudzgadīgos garšaugos un krūmos ar labi attīstītu sakņu sakni. Vai tas ir sava veida daudzgadīgs dzinumu izcelsmes orgāns? parasti lignified dzinumu apakšējās daļas, kas attīstās par koksnes saknes sakni.

Caudex nes daudzus atjaunošanas pumpurus. Turklāt caudex parasti kalpo kā vieta rezerves barības vielu nogulsnēšanai.
Kā likums, caudex ir pazemē un diezgan reti? virs zemes.
Caudex dzinumu izcelsmi var noteikt pēc lapu rētām un regulārā pumpuru izvietojuma. Caudex atšķiras no sakneņiem ar to, kā tas mirst. Pakāpeniska nāve notiek no centra uz perifēriju, savukārt orgāns sadalās (plaisas) gareniski atsevišķās daļās - daļiņās. Attiecīgi dalīšanas procesu sauc par daļiņām. Rezultātā veidojas struktūra, ko mēdz dēvēt: daudzgalvains saknenis, ķeburains saknenis, daudzgalvu stumbra stienis, stumbra sakne. Šie nosaukumi diezgan precīzi atspoguļo caudex izskatu un veido tā tēlu.
Jāņem vērā, ka daļiņu veidošanās ir raksturīga veciem (cianil) augiem.
Caudex ir īpaši izteikts pustuksneša, tuksneša un Alpu augos. Dažās sugās caudexes sasniedz milzīgu izmēru un svaru, piemēram, Pangos ģints pārstāvjiem līdz 15 kg.

Sistemātiski starp pākšaugiem (lucerna), umbelliferae (mātīte) un Asteraceae (pienene, vērmele) ir daudz caudex augu.

Rhizome

Sakneņi vai sakneņi (līdzīgi saknei)? Šis ir izturīgs pazemes dzinums, kas veic veģetatīvās atjaunošanas, pavairošanas un bieži vien rezervju nogulsnēšanas funkcijas. Sakneņiem parasti nav zaļas lapas, bet tam ir skaidra metamēriska struktūra, kas ievērojami atšķiras no saknes. Mezgli izceļas ar lapu zvīņām, rētām vai paduses pumpuriem.

Parasti uz sakneņiem veidojas bagātīgas nejaušas saknes, kas atrodas mezglos daivās vai atsevišķi.

Augot ar virsotni - distālo daļu, sakneņi vecajā pamazām nomirst? proksimālā daļa.

Atkarībā no sakneņu starpmezglu attīstības pakāpes augus iedala:

garš sakneņi;
īss sakneņi;
blīvs velēns.

Kad sakneņi atzarojas, veidojas virszemes dzinumu puduris, kas faktiski pieder vienam indivīdam. Šādus pudurus sauc par klonu.
Tik daudziem augiem ir raksturīga klonāla augšanas forma. Ir divi veidi, kā veidot sakneņus.

Dažos augos sākotnēji viss dzinums atrodas virs zemes. Tam ir gan zvīņveidīgas, gan zaļas rozetes lapas. Pēc tam lapas nomirst, un stumbra daļa tiek ievilkta augsnē, kur rezerves vielu nogulsnēšanās dēļ tā sabiezē un pārvēršas par sakneņiem.

Tādējādi dzinuma struktūrā var izdalīt divas fāzes: virszemes un pazemes. Ontoģenēzes laikā dzinums piedzīvo reālu transformāciju, metamorfozi tiešā nozīmē. Šādus sakneņus sauc par zemūdens vai epigeogēniem - virszemes. Šis attēls tiek novērots sakneņu veidošanās laikā: aproce, gravilata, zemenes, plaušu zāle un citi.
Citos augos sakneņi sāk augšanas fāzi no pumpura, kas atrodas pazemē. Šādus sakneņus, kuru izcelsme ir sākotnēji pazemē, sauc par hipogeogēniem. Tos novēro daudzos daudzgadīgajos augos un krūmos: kviešu stiebrzālēs, vārna acs, kupenā, garlapu spārdvelē un citos.

Šajā gadījumā sakneņi ir plāni un vairāk kalpo veģetatīvai pavairošanai.

Pazemes stolons un bumbuļi

Bumbuļi ir sabiezināti pazemes dzinumi, piemēram, kartupeļi un topinambūrs. Vai pazemes stublāju galos sāk veidoties bumbuļveida izaugumi? stolons. Stoloni ir īslaicīgi un parasti tiek iznīcināti augšanas sezonā, tāpēc tie atšķiras no sakneņiem.

Bumbuļos aug galvenokārt serdes parenhīmas šūnas. Vadītspējīgie audi ir ļoti vāji attīstīti un ir pamanāmi pie serdes un garozas robežas. Bumbuļa ārpuse ir pārklāta ar peridermu ar biezu korķa slāni, kas palīdz izturēt ilgu ziemas mieru.

Lapas uz bumbuļiem nokrīt ļoti agri, bet atstāj rētas tā saukto bumbuļu acu veidā. Katrā acī ir 2-3 paduses pumpuri, no kuriem tikai viens dīgst. Labvēlīgos apstākļos pumpuri viegli dīgst, pārtiekot no bumbuļa rezerves vielām un izaugot par neatkarīgu augu.
Tādējādi pazemes dzinumu trešā vadošā funkcija? veģetatīvā reģenerācija un reprodukcija.

Dažas augu sugas ražo ļoti raksturīgus lapu bumbuļus (piemēram, tievlapu serdi). Tās ir modificētas lapu asmeņi, kas atrodas uz sakneņu kātiņiem. Šiem lapu bumbuļiem ir daivas, dzīslas un pat mezofila audi, taču tie nesatur ahlorofilu un ir pielāgoti cietes uzglabāšanai.

Bumbiņas un spuldzes

Gladiolu bumbulis ir līdzīgs izskats uz sīpola. Taču garengriezumā redzams, ka tā stumbra daļa ir ļoti attīstīta un pārvērtusies par bumbuļiem, kas satur rezerves vielas. No bumbuļaugi apakšas parādās daudzas nejaušas saknes, veidojot šķiedru sistēmu. Starp tiem ir arī saraušanās (ievelkamās) saknes.

Sīpols ir cita veida ļoti saīsināts pazemes dzinums. Vai atšķirībā no bumbuļa tam ir salīdzinoši maza stumbra daļa? apakšā. Apakšā ir piestiprinātas daudzas sulīgas lapas, kas pārklājas viena ar otru un sauc par sīpolu zvīņām.

U dārza sīpoli, piemēram, gaļīgās zvīņas no ārpuses ir pārklātas ar aizsargājošām plēvveida sausajām zvīņām, tāpēc visa šāda veida spuldze tiek saukta par membranozu tunikātu vai koncentrisku. Lilijās gaļīgās zvīņas pārklājas viena ar otru, un sīpolu sauc par imbrikātu.

Sīpola sulīgās zvīņas ir tikai dzinuma apakšējās barojošās lapas. Augšējās zaļās lapas ir iekšā apikāls pumpurs apakšā.

Visas sīpoli ir sagrupētas divās kategorijās: ar sakneņiem un bez sakneņiem. Sīpoliem ar sakneņiem piemīt spēja vairoties ar dzinumiem: no sīpola dibena izaug sakneņi, kas augsnē stiepjas horizontāli un zināmā attālumā no mātessīpola veido jaunu sīpoli – dzinumus. Sīpols iesakņojas un var uzziedēt pēc dažiem gadiem. Dažas tulpes un savvaļas sīpoli ietilpst šajā kategorijā.

Sīpoli bez sakneņiem ir pazīstami ikvienam, jo tie kalpo kā izplatīts stādāmais materiāls dārzeņkopībā un puķkopībā.

Sulīgo lapu padusēs tiek guldīti meitas sīpoli (mazuļi vai krustnagliņas), kas attīstās pirms ziedēšanas. Daudzi sīpoli attīstās, piemēram, ķiplokos.

Ūdens uzglabāšana sulīgo zvīņu parenhīmas šūnās tiek nodrošināta, jo šīs šūnas ražo īpašas gļotādas vielas, kas ūdenī spēcīgi uzbriest un aiztur ūdeni.

Vairumā gadījumu sīpolu augi uzvedas kā efemeroīdi. Viņu virszemes dzinumi pastāv ļoti īsu laiku: tie parādās agrā pavasarī un nomirst vasaras sākumā. Šķiet, ka augi "bēg no sausuma".

Sukulenti

Sukulenti ir augi, kuriem ir sulīgas, gaļīgas lapas vai stublāji, kas kalpo kā unikālas mitruma uzglabāšanas vietas. Sukulenti ļoti rūpīgi un ekonomiski izmanto šo mitrumu sausuma periodā.

Sukulentus iedala divās lielās grupās:

Stumbra sukulenti

Stumbra sukulentiem ir gaļīgi stublāji, bet lapas, kā likums, ir pārvērtušās par muguriņām (lai samazinātu transpirāciju). Stublāju sukulentu piemēri ir plaši pazīstamie amerikāņu kaktusi un Āfrikas spures, kas tiem ir ļoti līdzīgas.

Lapu sukulenti

Lapu sukulenti – ar biezām, gaļīgām lapām. Tie ietver Crassulaceae: sedum, zelta sakne; liliaceae, amarillis, agaves, alveja, gasteria, haworthia.

Citas dzinumu metamorfozes

Īpaši interesants pumpura metamorfozes par sulīgu orgānu — kāpostgalvu — ir novērots parastajos kultivētajos kāpostos. Kā zināms, kāposti ir divgadīgs augs. Pirmajā gadā parādās rozete, nedaudz sulīgas lapas, tad pumpurs strauji palielinās un pārvēršas par kāpostu galvu. Otrajā gadā pēc ziemošanas kāpostiem, tāpat kā tipiskai biennālei, veidojas iegareni ziedoši dzinumi.

Augiem ir ļoti daudz dažādu ērkšķu un dzeloņstieņu, kuriem turklāt ir dažāda izcelsme. Piemēram, kaktusos un bārbelēs muguriņas ir modificētas lapas. Parasti šādi muguriņi galvenokārt ir paredzēti transpirācijas samazināšanai, savukārt aizsargfunkcija vairumā gadījumu ir sekundāra.

Citi augi (vilkābele, savvaļas ābele) ir dzinumu izcelsmes muguriņas- Tie ir modificēti saīsināti dzinumi. Bieži tie sāk attīstīties kā parasti lapu dzinumi, pēc tam kļūst koka un zaudē lapas.

Nākamais solis lapu nepietiekamajā attīstībā un to funkciju pārnešanā uz zaļajiem kātiem noved pie tādu metamorfozu orgānu veidošanās kā filoklādes un kladodes.

Filoklādijas

Phyllocladia (grieķu phyllon — lapa, klados — zars) ir plakani lapām līdzīgi stublāji un pat veseli dzinumi. Vispazīstamākais augu piemērs, kam ir šāda veida metamorfozes, ir miesnieka slota (Ruscus). Šie augi aug Krimā un Kaukāzā; Viņi bieži izšķiras un telpas apstākļi. Ļoti interesanti, ka uz gaļas slotas lapveida dzinumiem veidojas zvīņveidīgas lapas un ziedkopas, kas uz normālām lapām nekad nenotiek. Turklāt filokladijām, tāpat kā lapām, ir ierobežota augšana.

Cladodes

Kladodes ir saplacināti stublāji, kas atšķirībā no filokladāniem ir saglabājuši spēju ilgstoši augt. Tās ir diezgan retas modifikācijas un ir sastopamas, piemēram, Austrālijas muhlenbeckias.

Daudziem kāpšanas augi(zirņi, zodi, ķirbji u.c.) ir lapu pārveidošana par stīgām, kurām ir iespēja savīties ap balstu. Šādu augu stublājs parasti ir plāns un vājš, nespēj noturēt vertikālu stāvokli.

ložņu augi(zemenes, kauleņi u.c.) veido īpašu dzinumu veidu, kas kalpo veģetatīvai pavairošanai, piemēram, skropstas un stolones. Tie tiek klasificēti kā virszemes ložņu augi.

Cik noderīgs bija šis materiāls?

Augu orgāni: to funkcijas, uzbūve un metamorfozes.

Sakņu un sakņu sistēmas. Sakņu metamorfoze.
Kāts un šaut. Filmēšanas metamorfozes.
Lapa un tās metamorfozes.

1.Saknes un sakņu sistēmas. Sakņu metamorfoze.

Augu orgānus, kas kalpo auga individuālās dzīves uzturēšanai (sakne, stublājs, lapa), sauc par veģetatīviem. Katrā sēklā tie ir sākuma stadijā.

Ģeneratīvie orgāni nodrošina dzimumvairošanās procesu. Zieds ir modificēts nezarots dzinums ar ierobežotu augšanu, kas pielāgots seksuālai pavairošanai ar sekojošu sēklu un augļu veidošanos. Ziedu orgāni ir modificētas lapas: klātas lapas veido sepals un ziedlapiņas, un sporas veidojošās lapas rada putekšņlapas un sēnes. Zieda struktūras iezīmes ir saistītas ar apputeksnēšanas metodēm.

Veģetatīvo orgānu metamorfozes.

Galvenie auga veģetatīvie orgāni ir sakne, stublājs un lapas. Papildus tipiskiem veģetatīviem orgāniem bieži vien ir to modifikācijas, kas radušās ilgā evolūcijas procesā. Šīs parādības citādi sauc par metamorfozi, kas nozīmē transformāciju. Modificētie orgāni dažkārt ir tik unikāli, ka to izcelsmi nevar uzreiz noteikt.

Dažkārt cilvēka darbības rezultātā mainās kāda konkrēta auga orgāna (piemēram, biešu saknes) forma.

Sakņu morfoloģija un sakņu sistēmas.

Sakne ir specializēts augsnes uztura orgāns. Tas veic šādas funkcijas:

absorbē ūdeni un minerālu elementus

kalpo fiksācijai augsnē;

ir motora aktivitāte (stiepuma zona);

var būt arī rezerves funkcijas, kas izpaužas kā sakņu bumbuļi (dālija);

jaunu funkciju izpilde noved pie: a) elpceļu sakņu rašanās purva augos; b) saknes - piekabes (efejas); c) orhideju gaisa saknes un citas modifikācijas.

Bet saknes galvenā funkcija ir augsnes uzturs. Šī funkcija nosaka struktūras īpatnības. Pirmkārt, saknei jābūt pēc iespējas lielākai saskares virsmai ar augsnes daļiņām un jāaug cieši kopā ar tām. Otrkārt, saknes sūkšanas darba zonas nevar palikt savās vietās - tām jāpārvietojas, izpētot jaunas telpas un pārvarot blīvas augsnes pretestību.

Pārvietošanos blīvā augsnē nodrošina apikālā sakņu augšana un aizsargierīces, kas ļauj smalkajai apikālajai meristēmai izspiesties starp augsnes daļiņām.

Sūkšanas audi veic saknes vissvarīgāko funkciju - augsnes uzturu. Tas sastāv no viena šūnu slāņa, kas atrodas uz jaunās saknes virsmas. Visu ārējo šūnu slāni, kas aptver jauno sakni, sauc par rizodermu.

Iesūkšanas slāņa šūnām ir plānas membrānas un tās cieši pieguļ augsnes daļiņām. Viņi aktīvi ietekmē augsni un absorbē nepieciešamās vielas. Šī darbība prasa ievērojamus enerģijas izdevumus, ko nodrošina, pirmkārt, pastāvīgs organisko vielu pieplūdums un, otrkārt, intensīva šo vielu oksidēšanās, t.i. elpošana ar skābekļa patēriņu. Tāpēc starpšūnu telpu sistēma, kas piepildīta ar gāzēm un veicina gāzu apmaiņu, ir fundamentāli labi attīstīta.

Sūkšanas slāņa šūnas veido garus izaugumus - sakņu matiņus, kas vairākas reizes palielina saknes virsmu.

Sakņu matiņi parādās tikai zināmā attālumā no saknes. Tas izskaidrojams ar to, ka saknes laukums starp matiņiem un apvalku piedzīvo spēcīgu stiepšanos un slīd starp augsnes daļiņām. Jebkuri nelīdzenumi un izvirzījumi šajā saknes zonā apgrūtinātu iekļūšanu augsnē.

Pirmā sakne, kas parādās, kad sēkla dīgst, ir galvenā sakne, kas attīstās no embrija saknes. Galvenā sakne ir pirmās kārtas ass. No tā stiepjas sānu saknes, tās ir otrās kārtas asis, no tām nāk trešās kārtas saknes utt. Tā rezultātā veidojas sakņu sistēma.

Uz augiem nejaušas saknes bieži veidojas no kātiem vai lapām. To struktūra un funkcijas ir tādas pašas kā galvenajām un sānu saknēm.

Tā kā kāts ir biezāks par sakni, robeža starp tām parasti ir pamanāma. Stumbra un saknes savienojumu sauc par saknes kaklu, bet stumbra posmu, kas atrodas starp saknes kaklu un dīgļlapām, sauc par hipodīgļlapu jeb apakšdīgļlapu. No tā bieži rodas nejaušas saknes. To veidošanos veicina augu nokalšana. Sakarā ar nejaušām saknēm palielinās sakņu sistēma, kas uzlabo auga uzturu un padara to stabilāku.

Sakņu sistēma var būt mietsakne, ja galvenā sakne ar savu izmēru izceļas starp citām saknēm, un šķiedraina, ja galvenā sakne ir vāji attīstīta un neatšķiras no pārējām saknēm.

Krāna sakņu forma ir: konusveida (pētersīļi); rāceņi (rāceņi, bietes); pavedienveida (linu asni); fusiform (dažas burkānu šķirnes).

Sakņu garums ir ļoti atšķirīgs. Kultivētajos graudaugos to galvenā masa veidojas aram horizontā, bet atsevišķas saknes nobirs 1,5 - 2 m dziļumā.

Vienam laukā audzētam rudzu vai kviešu stādam (bez sakņu matiņiem) sakņu kopgarums ir 600 m - 70 km.

Ir augošas un sūcošas saknes. Pirmais aug ātri, drīz pārklājas ar aizbāzni un neuzsūc ūdeni. Piesūcošie augi aug lēni, ilgstoši paliek maigi un labi absorbē augsnes šķīdumus. Tās ir augstāku kārtu sakņu galotnes.

Sakņu metamorfozes.

Sakņu kultūra veidojas no galvenās saknes nogulsnēšanās dēļ tajā liels daudzums barības vielas. Sakņu kultūras veidojas galvenokārt augu kultivēšanas apstākļos. Tie ir sastopami bietēs, burkānos, redīsos uc Sakņu kultūrā tās izšķir: a) galvu ar lapu rozeti; b) kakls – vidusdaļa; c) pati sakne, no kuras stiepjas sānsaknes.

Sakņu bumbuļi jeb sakņu čiekuri ir gaļīgi sānu, kā arī nejaušu sakņu sablīvējumi. Dažreiz tie sasniedz ļoti lielus izmērus un ir rezervuāru, galvenokārt ogļhidrātu, tvertne. Chistyacha, orhideju sakņu bumbuļos ciete kalpo kā rezerves viela. Inulīns uzkrājas dāliju nejaušajās saknēs, kas pārvērtušās par sakņu bumbuļiem.

No kultivētajiem augiem saldais kartupelis pieder pie sārņu dzimtas. Tās sakņu bumbuļi parasti sasniedz 2 - 3 kg, bet var būt arī lielāki. Kultivē subtropu un tropu apgabalos, lai ražotu cieti un cukuru.

Dažos tropu augos veidojas gaisa saknes. Tie attīstās kā piedēkļi no kātiem un ir brūna krāsa un brīvi karājas gaisā. Raksturīga ar spēju absorbēt atmosfēras mitrumu. Tos var redzēt orhidejās.

Pielipušas saknes, ar kuru palīdzību vāji vīnogulāju stublāji paceļas augšā koku stumbros, gar sienām, nogāzēm. Šādas nejaušas saknes, ieaugot spraugās, labi nostiprina augu un dod iespēju pacelties lielā augstumā. Šajā vīnogulāju grupā ietilpst efeja, kas ir plaši izplatīta Krimā un Kaukāzā.

Elpošanas saknes. Purva augi, kuriem ir ļoti grūti piekļūt parastajām saknēm, audzē īpašas saknes, kas vērstas uz augšu no zemes. Tie atrodas virs ūdens un saņem gaisu no atmosfēras. Purva cipresei ir elpojošas saknes. (Kaukāzs, Florida).

Orgāni ir līdzīgi un homologi.

Čārlzs Darvins ieviesa analogu un homologu orgānu jēdzienu.

Līdzīgi orgāni veic vienas un tās pašas funkcijas, taču tiem ir atšķirīga izcelsme (vilkābeleņu un kaktusu muguriņas).

Homologi orgāni - ir vienāda izcelsme, bet pilda dažādas funkcijas. (Bumbieru ērkšķis, kupenas sakneņi).