Лист является боковой частью растений, который выполняет важнейшие функции воздушного питания и газообмена. Возможность их осуществления связано с особенностями элементов строения листа, одним из которых являются устьица. С их помощью растение и дышит, и испаряет воду. Что такое устьица, каковы особенности их строения и организации, мы подробно расскажем в нашей статье.
Дыхание и фотосинтез растений
Все живые организмы, в том числе и растения, способны к дыханию. Этот всем известный факт является обязательным условием их существования. Суть его заключается в поглощении кислорода, окислении органических веществ и выделении углекислого газа. Но планетарное значение растений заключается в осуществлении обратного процесса - фотосинтеза. В его ходе углекислый газ поглощается, а кислород, необходимый всему живому, выделяется. Растения способны осуществлять два этих процесса одновременно с разной интенсивностью во многом благодаря деятельности устьиц, находящихся на поверхности листа.
Строение устьиц
Что такое устьица? Это своеобразные поры, находящиеся в покровной ткани растений, которая называется кожица. Устьица представляют собой парные клетки преимущественно бобовидной формы. Их стенки неравномерно утолщены в разных местах. Между клетками устьиц располагается устьичная щель. Через нее в клетки растений и наружу выделяются различные газообразные вещества. Бинарные клетки устьиц способны изменять свою форму, в результате чего размер щели между ними может увеличивается или уменьшаться. Вследствие этого происходит регуляция интенсивности газообмена в растении.
Особенности функционирования устьиц
Если с тем, что такое устьица, мы разобрались, то вот как они действуют и от чего это зависит, нам еще предстоит узнать. Замыкающие клетки способны менять свою форму в зависимости от количества воды. Если этого вещества в растении достаточно много, они набухают, увеличиваются в размерах и отходят друг от друга. Устьичная щель при этом, естественно, увеличивается. Процесс газообмена становится интенсивнее. Лишняя вода выходит через щель, испаряется, и растение не перегревается в период жаркого времени года.
Транспирация наиболее интенсивна также при условии повышения температуры воздуха и усилении силы ветра. В противоположном случае, когда влаги недостаточно, механизм действия замыкающих клеток иной. Они плотно прилегают друг к другу, при этом устьичная щель просто исчезает, что препятствует осуществлению процесса испарения воды. В результате растение не теряет влагу в условиях ее недостатка.
Расположение устьиц
Как уже было сказано, устьица - это структуры живой покровной ткани растений. Она называется кожица. Устьица растений расположены, в большинстве случаев, на нижней стороне листа. Это своеобразная защита от прямых солнечных лучей. Также при этом лучше сохраняется запас воды в клетках растений. Но не все листья расположены горизонтально. Например, у ирисов они ростут вертикально. Поэтому устьица распространены со всех сторон листьев.
По-другому обстоит дело у водных растений. Нижня часть их листьев не может содержать устьиц. Ведь они полностью погружены в воду, а значит, не смогут осуществлять свои функции. Устьица таких растений находятся на поверхности листовой пластинки. Количество их достаточно велико, поскольку на одном квадратном сантиметре листа - до нескольких десятков тысяч таких образований.
Растения без устьиц
А некоторые растения лишены устьиц. Например, листья элодеи погружены в воду полностью, поэтому не могут их содержать. А даже если устьица и находились бы там, осуществление их функции было бы просто невозможным. Все дело в том, что вода поступает в щели, не давая осуществляться процессу газообмена.
Значение устьиц
Устьица расположены в покровной ткани, поэтому их главной функцией является обмен веществ организмом с окружающей средой. Одним из них является вода, процесс испарения которой называется транспирацией. Его осуществление является очень важным для того, чтобы растения не перегревались в жаркое время года, ведь это может привести к их гибели. Когда испарение нежелательно, устьица практически прекращают транспирацию, тем самым удерживая необходимую влагу.
А вот Голосеменные растения имеют особое устройство устьиц. Они закупориваются во время зимы специальной смолой. Поэтому все представители данного отдела растений являются вечнозелеными. Им не нужно сбрасывать листву, чтобы защитить себя от потери излишней влаги в зимний период. В отличие от них все Покрытосеменные сохраняют в этот период жизнеспособными лишь побег и корень. А вот их листья опадают, чтобы не потерять запас воды на зиму. Поэтому елочка "зимой и летом одним цветом".
Что такое устьица, как они устроены и осуществляют свои функции, мы достаточно подробно рассмотрели. Однако стоит еще сказать, что кроме транспирации они служат также специализированным устройством для поступления кислорода, чтобы был возможен процесс дыхания и поступления углекислого газа для осуществления фотосинтеза. Кроме того, устьица способны контролировать интенсивность всех этих процессов, которая зависит от внешних факторов, и проявляется в способности к адаптации всех живых организмов к быстро изменяющимся условиям окружающей среды.
Итак, в покровной ткани листа находятся специализированные образования, которые называются устьицами. Они состоят из бинарных замыкающих клеток и щели между ними. Благодаря деятельности этой структуры в растительном организме осуществляются важнейшие процессы испарения воды, фотосинтеза и дыхания.
