Растительный мир – одно из самых удивительных и необычных чудес на нашей планете. Растения отличаются друг от друга порой настолько сильно, насколько они различны по отношению к животным. Единственное, что объединяет некоторые из них – стебель. Разумеется, что это достаточно сложная и разнородная структура, функции которой весьма разнообразны. А потому в рамках этой статьи мы рассмотрим строение стебля.
Общие сведения
Это основная стержневая часть растения. На ней крепятся листья, которые на стебле выносятся к свету, по его каналам к ним поступают растворы питательных веществ, вода и минеральные соли. Следует помнить, что именно в нем может осуществляться откладывание питательных веществ «про запас». Помимо этого, строение стебля предполагает развитие на нем плодов, семян и цветов, которые служат для размножения растительного организма.
Основными структурными единицами являются узел и междоузлие. Узлом называется тот участок, прямо на котором располагаются листья или почки. Таким образом, между двумя соседними узлами расположено междоузлие. Пространство, которое образуется в промежутке между узлом и черешком листа, называется пазухой. Соответственно, те почки, которые располагаются в этой области, называются пазушными. На самой вершине растущего стебля имеется почка, которую называют верхушечной.
Если немного отступить от основного направления статьи, то можно рассказать кое-что интересное. Знаете ли вы, что междоузлия каких растений достаточно велики, чтобы из них можно было делать даже небольшие бочонки? Некоторых видов бамбука, разумеется! Эта гигантская трава обладает настолько прочными стеблями, что из них делают не только посуду, но также отличные плоты. Стебли у бамбука полые, прочные, почти не гниют, что и обусловило выбор многих мореплавателей еще в далекой древности.
Продолжительность жизни
Всем известно, что стебли деревянистых и травянистых растений сильно отличаются по продолжительности жизни. Так, у разнообразных трав, которые распространены в зоне умеренного климата, он живет не больше одного сезона. Стебель же деревянистых растений может сохраняться не один век. Во всем мире известна сосна остистая Прометей, которая произрастала на территории нынешних Соединенных Штатов (индекс WPN-114). Срублена она была в 1964 году. Согласно данным радиоуглеродного анализа, ее возраст составлял… 4862 года! Даже Рождество Христово это дерево встретило, будучи уже в весьма «почтенном» возрасте!
Какие еще особенности стоит знать, изучая строение стебля? Стволом называется главный стебель, у кустарников, которые имеют сразу несколько точек роста, такие образования называются стволиками. Напомним, что существует сразу несколько их типов. Приведем ту классификацию видов стеблей, которая принята на сегодняшний день.
Основная классификация
У некоторых трав имеется ползучий стебель. Его характерная черта – способность узлового укоренения. Прекрасный пример – лесная земляника.
Лазающий и вьющийся тип, который во многом является разновидностью предыдущего, широко распространен среди лиан. Среди этих растений также имеются травянистые и деревянистые виды. Все они отличаются огромной скоростью роста, за счет чего армирующая механическая часть попросту не успевает развиваться, а потому лиана крайне нуждается в опоре.
Вьющиеся, согласно своего названия, обвивают основу. Любопытно, что у каких-то видов усики обвивают основу по часовой стрелке, а у каких-то – в противоположном направлении. Бывают и такие растения, стебли которых с равным успехом могут изгибаться во все стороны. В отличие от них, цепляющиеся разновидности поднимаются по опоре, вцепляясь в мельчайшие трещины и неровности на ее поверхности своими усиками (хмель, плющ).
Наиболее распространенные формы стеблей
Если взять растение и разрезать его, то на вид строение стебля в этом случае чаще всего будет напоминать окружность. Разумеется, природа этим не ограничивается:
- Трехгранный срез у осоки.
- Четырехгранный у крапивы.
- Прекрасные и невероятно сложные многогранники кактусов.
- Опунции имеют сплющенный, почти плоский на вид срез.
- У душистого горошка строение стебля растения напоминает крыло.
Как по стеблю передвигается вода и растворы минеральных солей?
Как мы знаем, растение для нормальной жизни обязательно должно обеспечиваться водой и растворами минеральных солей. Одной из наиболее важных функций стебля как раз и является их транспорт. Если срезать ветвь березы или клена в самом начале сокодвижения, то в этом можно легко убедиться, так как с поверхности среза будет обильно стекать древесный сок.
Практически все тело растений пронизано проводящими тканями. Причем все они дифференцированы: вода и водные растворы поднимаются по одним, а органические вещества – по другим каналам. В растениях эти структуры нередко пронизаны пучками механических тканей, которые обеспечивают необходимую им прочность.
Как по стеблю перемещаются органические вещества? Где они могут запасаться?
Все органические питательные вещества откладываются в специализированных клетках, которые играют запасающую роль. Собственно, именно ради этих веществ человек и приручил растения: он добывает из них масла и жиры, ценнейшее сырье для химической, перерабатывающей и пищевой промышленности.
Как правило, все эти соединения откладываются в молодых побегах, семенах и плодах растений. Думаем, что всем известен картофель, батат или арахис, в случае которых все происходит именно так. Что же касается деревьев, то органические вещества чаще всего накапливаются в сердцевине. Так, именно из этой части некоторых видов пальм добывают ценное сырье для химической промышленности (парафины, масла).
Что находится внутри?
Самые молодые, недавно выросшие стволики растений сначала покрыты нежной кожицей. Впоследствии она полностью замещается пробкой. Ее клетки полностью отмирают, от них остаются только пустые «футляры», заполненные воздухом. Таким образом, кожица и пробка относятся к категории покровных тканей, причем пробка является многослойной структурой.
Вопреки общераспространенному мнению, она образуется уже на первом году жизни растения. С увеличением его возраста растет и толщина пробкового слоя. Все покровные ткани предназначены природой для защиты растительного организма от неблагоприятных воздействий и явлений внешней среды.
Так, эти ткани предотвращают излишнее испарение, что особенно важно в зонах с суровым и жарким климатом, защищают растение от проникновения в его толщу пыли и вредоносных микроорганизмов, которые могут вызвать болезнь и гибель организма. Для газообмена на поверхности покровных тканей имеются крошечные устьица, через которые растение «дышит».
На пробке же можно заметить крошечные бугорки с отверстиями, которые называются чечевичками. Они образуются из особенно крупных клеток основной ткани, которые отличаются впечатляющим размером межклеточного пространства.
Под покровной оболочкой (а не на поверхности) находится кора, внутренний слой которой называется лубом. Кроме того, внутреннее строение стебля включает в себя ситовидные структуры и клетки-спутницы. Помимо них, там же находятся специальные клетки, в которых запасаются питательные вещества.
Строение коры
Лубяные волокна вытянуты в длину, с отмершим в процессе развития содержимым и одеревеневшими стенками, выполняют несущую, механическую роль. От них зависит прочность стебля, его сопротивление на излом. Ситовидные структуры – это вертикально расположенные ряды живых клеток, с разрушенными ядрами и цитоплазмой, которая плотно прилегает к внутренней оболочке. Их стенки пронизаны сквозными отверстиями. Ситовидные клетки относятся к проводящей системе растения, по которой проходит вода и растворы питательных веществ.
Во внутреннее строение стебля входит также камбий, отличающийся длинными, вытянутыми и плоскими клетками. Они активно делятся в весенний и летний периоды. Основной частью стебля является непосредственно древесина. Очень похожа по своему строению на луб, также образована клетками различной формы и функционального назначения, которые образуют несколько тканей (множество проводящих структур, механические и основные ткани). Годовые кольца деревьев образованы всеми этими клетками и тканями.
А ведь они играют важнейшую роль! Именно по этим тяжам, которые являются крупными скоплениями проводящих структур, питательные вещества идут в луб и прочие части растительного организма. Чтобы вы лучше себе представляли строение стебля (двудольных растений в том числе), мы приведем основные данные в форме таблицы.
Название структурной единицы | Характеристика |
Кожица | Ей снаружи покрыты молодые побеги растения. Выполняет защитную функцию, подготавливает место для образования пробки, которая состоит из мертвых клеток, заполненных воздухом. Является покровной тканью. |
Устьице для газообмена | Они имеются в кожице, через отверстия устьиц происходит активный газообмен растения с окружающей средой. В пробковом слое ту же функцию выполняют чечевички, небольшие бугорки с отверстиями. Они образованы из крупных клеток основной ткани. |
Пробковый слой | Основная покровная структура, которая появляется уже на первом году жизни дерева. Чем растение старше, тем толще становится пробковый слой. Он образован слоем мертвых клеток, внутреннее пространство которых полностью заполнено воздухом. Защищает стебель растения от неблагоприятных воздействий окружающей среды. |
Кора | Расположена под защитой покровного слоя, внутренняя ее часть называется лубом. В его состав входят ситовидные структуры, клетки-спутницы, а также запасающие клетки, в которых откладывается запас питательных веществ. |
Камбиальный слой | Образовательная ткань, клетки длинные и узкие. Весной и летом наступает период интенсивного деления. Собственно, за счет камбия и растет стебель растения. |
Сердцевина | Центрально расположенная функциональная структура. Ее клетки отличаются крупными размерами, тонкостенные. Выполняют запасающую и питательную функции. |
Усики (лучи) сердцевины | Расходятся от сердцевины в радиальном направлении, проходят через все слои дерева до луба. Их основной являются клетки основной ткани, служат в качестве транспортных путей для питательных веществ. |
Эта таблица «Строение стебля растения» поможет вам запомнить основные составные части, разобраться в их функциональной значимости. Как ни странно, но сведения из нее могут пригодиться и в повседневной жизни.
Общие черты анатомического строения стебля
А сейчас мы разберем анатомическое строение стебля. Как ни странно, но эта тема чрезвычайно часто вызывает затруднения у тех учащихся, которые изучают курс ботаники. В общем-то, если вы хотя бы в общих чертах знаете функциональное назначение различных структур стебля, то и со строением сможете разобраться без каких-то особенных усилий. Проще говоря, строение и функции стебля неразрывно связаны, так что их следует изучать вместе.
В проводящих тканях развиты проводящие структуры (ситовидные клетки), при помощи которых питательные вещества доставляются во все части растения. В основной части ствола имеется большое количество механических тканей, которые отвечают за прочностные характеристики. В молодых побегах содержится развитая система меристем.
При помощи обычного светового микроскопа можно увидеть, что верхушечные меристемы дают начало прокамбию, а также вставочным меристемам. Именно за счет них начинает формироваться первичная структура стебля. У некоторых растений она сохраняется на протяжении длительного времени. Камбий, который является вторичной структурой, формирует вторичное же строение стебля.
Особенности первичной системы
Рассмотрим особенности строения стебля. Точнее, его первичной структуры. Следует различать центральный стержень (стелу), а также кору первичного порядка. Снаружи эта кора покрыта покровной тканью (перидерм), а под ней имеется ассимиляционная ткань (хлоренхима). У нее очень важная роль, так как она играет роль своего рода мостика между корой и механическими тканями (колленхимой и склеренхимой).
Центральный стержень со всех сторон защищен слоем эндодермы. Большую его часть занимают проводящие тяжи, образовавшиеся в результате слияния проводящих и механических тканей, о которых мы только что говорили. Сердцевина состоит из практически неспециализированной паренхимы. За счет того, что ее клетки плохо прилегают друг к другу (о чем неоднократно писалось выше), в ней нередко образуются воздушные полости, объем которых может быть весьма значительным.
