33. Основные метаморфозы надземных побегов (кладодии, колючки, усики, филлокадии, шипы) и листьев (колючки, усики, филлодии, ловчие органы хищных растений)
Надземные (воздушные) побеги являются ассимилирующими, по оси которых расположены листья. Ассимилирующие побеги очень разнообразны по внешнему облику. Во многих случаях, помимо основной функции фотосинтеза, такие побеги выполняют роль запасающего и опорного органа растения, а также функцию вегетативного размножения.
К видоизменениям надземных побегов относят:
- колючки,
- усики,
- кладодии,
- филлокладии,
- шипы.
В некоторых случаях у растения видоизменяется не весь побег, а только его листья, а метаморфозы внешне похожи на таковые побега в целом (усики, колючки).
Колючка является одревесневшим укороченным побегом без листьев с острой верхушкой. Роль колючек происхождения из побега, в основном, защитная. Такие колючки есть у дикой яблони, крушины слабительной, дикой груши. У гледичии толстые ветвистые колючки появляются на стволах из спящих почек. Колючки боярышника также формируются из пазушных почек листьев и находятся там, где у других растений располагаются боковые побеги.
Усик – это побег метамерной структуры без листьев, имеющий жгутовидную форму с разветвлениями или без них. Благодаря наличию стеблевых усиков, растение получает дополнительную опору. Выпрямленный участок усика без разветвлений является первым междоузлием пазушного побега, а закрученный более тонкий участок является видоизмененным листом. Усики развиваются у растений, которые не способны самостоятельно находиться в вертикальном положении. Усики есть у страстоцвета голубого, винограда, у многих представителей семейства Тыквенные (тыква, арбуз, дыня, огурец).
Кладодий представляет собой боковой побег, подвергшийся видоизменению, который способен к продолжительному росту и имеющий зеленые уплощенные длинные стебли, берущие на себя функции листьев. Кладодий выполняет функцию фотосинтеза, так как под эпидермой расположены отлично развитые хлорофиллоносные клетки. К группе растений, имеющих кладодий, относят кактус-декабрист, опунцию, мюленбекию плоскоцветочную, кармихелию южную.
Филлокладий является видоизмененным плоским листовидным боковым побегом, который имеет ограниченный рост и выполняет роль листа в жизни растения. Боковые почки побега дают начало филлокладиям, в связи с чем, филлокладии всегда расположены в пазухах маленьких чешуевидных или пленчатых листьев. Такие видоизмененные побеги выполняют функцию фотосинтеза, поэтому внешне выглядят как листья. Их рост ограничен, а метамерной структуры строения нет. Филлокладии присущи таким растениям, как филлантус, смела, иглица, некоторым представителям рода Спаржа.
Встречается и такое видоизменение побега, как колючки (шипы) (например, у дикой груши, терна, боярышника, облепихи). Они расположены в пазухах листьев и защищают растение от выедания животными.
Видоизменения (метаморфозы) листьев - выработанные в ходе эволюции необратимые изменения формы листьев в результате приспособления органов растения к условиям среды обитания (т. е. с выполнением листьями новых функций).
Колючки - одно из наиболее часто распространенных видоизменений; они служат защитой от поедания животными. При этом лист либо целиком превращается в колючку (кактусы, молочаи, барбарис, белая акация, верблюжья колючка), либо в колючку превращается его часть (бодяк, чертополох, падуб).
Усики (у сложных листьев некоторых видов растений) цепляются за опору, вынося весь побег к свету. При этом в усик могут превращаться либо верхние листочки сложного листа (горох, вика), либо весь лист целиком, а функцию фотосинтеза выполняют прилистники (некоторые виды чины).
Запасающую функцию выполняют сочные чешуи луковиц (лук, чеснок), листья алоэ, кочана капусты.
Кроющие чешуи почек защищают нежные зачаточные листья и конус нарастания от неблагоприятных условий внешней среды.
Ловчие аппараты обеспечивают жизнь насекомоядных растений на болотах в условиях недостатка азота и других элементов минерального питания. Листья таких растений изменились до неузнаваемости, превратившись в ловушки (венерина мухоловка), кувшинчики (непентес). Листья некоторых растений своими блестящими, ярко окрашенными капельками на волосках привлекают муравьев, мух, комаров, других мелких насекомых; выделяющийся при этом сок содержит пищеварительные ферменты (росянка).
Специалисты утверждают, что колючки у разных растений могут образовываться из самых разных органов и тканей.
Колючки следует отличать от шипов
- твёрдых массивных заострённых выростов эпидермы и подлежащих тканей, которые образуются на стеблях и черешках (реже - на листьях) многих растений - например, видов розоцветных из родов малина (Rubus), шиповник (Rosa), хотя они морфологически и сходны с колючками, но не имеют строго порядка в расположении, то есть не привязаны к узлам, пазухам листьев и т. п. То есть у колючек можно наблюдать строгое соответствие их наличия и расположения другим частям растения, а у шипов такого нет.
Считается, что колючки - это результат эволюционного изменения частей растений. В колючки постепенно превратились (у разных растений) побеги (боярышник), листья (барбарис), части листьев, почечные чешуйки (кактус) и даже корни (у некоторых видов пальм).
Растения с колючками наиболее часто встречаются в регионах с жарким или засушливым климатом.
Классификация колючек
По строению:
- простые
- разветвленные
- радиальные
- центральные
Функции колючек
Обычно выделяют следующие функции колючек:- Снабжение водой . В этом случае колючки служат для конденсации водяного пара. Вода по ним стекает на стебли и поглощается растением.
- Защита растения . Это может быть защита от поедания животными, от слишком ярких лучей солнца, от повреждений и т.д.
- Размножение . У некоторых растений колючки предназначены для распространения семян. Такие семена имеют загнутый конец, который цепляется к шерсти животных, которые и разносят семена. Такой вид распространения семян называется зоохорией. Некоторые виды кактусов имеют колючки, которые выделяют нектар и привлекают насекомых для опыления (корифанта, ферокактус)
Примеры колючек у растений
У облепихи колючки – короткие веточки, у кактуса – видоизмененные листья, у чертополоха – производные края листа, у розы – выросты кожицы эпидермиса.
Легче всего привести доказательства для облепихи. В течение вегетационного периода колючка покрыта листьями, а после листопада на колючках можно увидеть почки, которые заложились в пазухах опавших листьев. Листья могут прикрепляться только к стеблям, поэтому колючки облепихи – это короткие острые стебли, то есть веточки.
Несколько сложнее доказать листовую природу колючек кактусов . Во-первых, на колючках никогда не бывает почек, листьев или боковых побегов. Это говорит о том, что стеблевая природа колючек маловероятна. Во-вторых, если присмотреться, где закладываются боковые побеги или цветки кактусов, можно увидеть, что они всегда находятся в пазухах колючек. У некоторых видов кактусов на месте колючек развиваются рано опадающие листья (некоторые опунции) либо хорошо развитые листья (род переския). Все это подтверждает листовую природу колючек кактусов.
Рассматривая колющий край листа чертополоха , легко увидеть, что колючки составляют единое целое с проводящими жилками листа – жилки как бы вырастают дальше края листа.
Отличие шипов и колючек на примере розы
Шипы розы разбросаны по стеблю и по листьям, а иногда и по ложным плодам растения. Если бы шипы были листьями, то они не смогли бы расти на черешках листьев. То, что в пазухах шипов никогда не развиваются боковые побеги, еще раз говорит против листовой природы шипов. Это и не боковые веточки, которые могут вырасти только в пазухах листьев, а у роз шипы разбросаны по стеблю.
Согласно учению Чарльза Дарвина в условиях естественного отбора выживает самый приспособленный. Следовательно, именно отбор – основная причина возникновения разнообразных приспособлений живых организмов к среде обитания. Покажем это на примере формирования приспособлений у тетеревиных птиц к жизни в нижнем ярусе леса. Для этого вспомним некоторые особенности внешнего строения и образа жизни этих птиц: короткий клюв, позволяющий склевывать ягоды и семена с лесной подстилки, а зимой с поверхности снега; роговые бахромки на пальцах обеспечивающие хождение по снегу, способность спасаться от холода, зарываясь на ночь в снег; короткие широкие крылья, дающие возможность быстро и почти отвесно взлетать с земли.
Допустим, что у предков тетеревиных птиц описанные выше приспособления не были развиты. Однако при изменении среды обитания (в связи с похолоданием или в силу каких-то других обстоятельств) они были вынуждены зимовать в лесу, гнездится и кормится на лесной подстилке.
Непрерывный процесс возникновения новых мутаций, их комбинация при скрещивании, волны численности обеспечивали генетическую гетерогенность популяции. Поэтому птицы отличались друг от друга рядом наследственных признаков: отсутствием или наличием бахромок на пальцах, размерами крыльев, длиной клюва и т.п.
Внутривидовая борьба за существование способствовала выживанию особей, у которых признаки внешнего строения больше соответствовали условиям обитания. В процессе естественного отбора именно эти птицы оставляли плодовитое потомство и численность их в популяции возрастала.
Птицы нового поколения вновь несли разнообразные мутации. Среди мутаций могли быть и такие, которые усиливали проявление отобранных ранее признаков. Обладатели этих признаков вновь имели больше шансов выжить и оставит потомство. И так из поколения в поколение на основе усиления, накапливания полезных наследственных изменений совершенствовались черты приспособленности тетеревиных птиц к жизни в нижнем ярусе леса.
Объяснение возникновения приспособленности, данное Чарльзом Дарвином, в корне отличается от понимания этого процесса Жаном Батистом Ламарком , который выдвинул идею о врожденной способности организмов изменятся под влиянием среды только в полезную для них сторону. У всех известных ежей острые колючки надежно защищают их от большинства хищников. Трудно представить, что образование таких колючек вызвано прямым влиянием среды. Только действием естественного отбора можно объяснить возникновение такого приспособления: далеким предкам ежа могло бы помочь выжить даже незначительное огрубление волос. Постепенно, в течение миллионов поколений, оставались в живых только те особи, которые случайно оказывались обладателями все более и более развитых колючек. Именно им удалось оставить потомство и передать ему свои наследственные особенности. По этому же пути возникновения иголок вместо волос пошли мадагаскарские «щетинистые ежи» - тенреки и некоторые колючешерстные виды мышей и хомяков.
Рассматривая другие примеры адаптации в живой природе (появление колючек у растений, различных зацепок, крючков, летучек у семян растений в связи с распространением их животными), мы можем предположить, что механизм их возникновения общий: во всех случаях приспособления возникают не сразу в готовом виде как нечто данное, а длительно формируются в процессе эволюции посредством отбора особей, имеющих признак в наиболее выраженной форме.
Стебля, листа, корня или их частей. К. внутри имеют древесину, соединяющуюся с древесиной производящего их органа. В К. листового происхождения превращается весь лист (у барбариса, цитрусовых и др.), его средняя жилка (перистый лист у некоторых астрагалов, караган и др.) или прилистники (у белой акации, держи-дерева и др.). Если К. - видоизменённые побеги (у боярышника, гледичии, терновника, диких яблонь, груш), то они безлистные или несут несколько слаборазвитых листьев. К. могут образоваться также из придаточных корней на нижней части ствола (у пальм Acanthorhiza, Iriartea). К. чаще встречаются у растений сухих, жарких областей. Биологическое значение К., как и шипов, - защита растений от животных; кроме того, замена ветвей и листьев К. уменьшает испаряющую поверхность растений и тем самым их транспирацию (См. Транспирация). О К. у животных см. в ст. Иглы .
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Синонимы :Смотреть что такое "Колючки" в других словарях:
Сущ., кол во синонимов: 4 ежевая трава (3) ежовая трава (5) растение (4422) … Словарь синонимов
Схематические продольные срезы побеговой колючки (А) и шипа (В). Древесина колючки является продолжением древесины несущей её ветви, колюч … Википедия
КОЛЮЧКИ - Видеть во сне колючки на каких то растениях – значит наяву встретить препятствия в делах. Уколоться или исцарапаться колючками – утратите завоеванные позиции и с трудом будете их возвращать. Упасть в колючие заросли – влюбитесь с первого… … Сонник Мельникова
КОЛЮЧКИ - ♠ Ваше чувство останется без ответа. Представьте себе верблюда, который пожирает приснившиеся колючки (см. Верблюд) … Большой семейный сонник
колючки - одревесневшие заостренные на концах метаморфозы побегов, листьев, корней. К. бывают простые, напр. у боярышника (Crataegus), и разветвленные, напр. у гледичии (Gleditschia) … Анатомия и морфология растений
КОЛЮЧКИ - (spina) , твёрдые остроконечные образования р ний, развивающиеся из побегов или их частей (иногда корней). Нередко К. формируются целиком из боковых побегов (боярышник, гледичия) или только из верхушки побега “острия” (яблоня лесная дикорастущая … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
КОЛЮЧКИ - твердые, деревянистые, заостренные на концах образования, являющиеся результатом метаморфозов различных органов: побегов, листьев, придаточных корней. Различают К. простые (виды рода Crataegus) и ветвистые (виды рода Gleditschia) … Словарь ботанических терминов
колючки - (spina), твёрдые остроконечные образования растений, развивающиеся из побегов или их частей (иногда корней). Нередко К. формируются целиком из боковых побегов (боярышник, гледичия) пли только из верхушки побега «острия» (яблоня лесная… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
Колючки, находящиеся на стебле и представляющие недоразвитые укороченные ветви … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Прил., кол во синонимов: 1 колючий (26) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Книги
- Зачем ежу колючки , Росин Вениамин Ефимович. Эта книжка - с секретом! В ней собраны весёлые и поучительные рассказы про животных и птиц, которые своими характерами так похожи на людей! А ещё в ней живёт хорошее настроение, ведь…
- Колючки иголки , Несахар. Это книга – о тех, кто плакал и не стеснялся этого. О тех, кто терял и совершал ошибки, кричал от боли и выл от бессилия. О тех, кто не разучился говорить и слышать, верить и любить, видеть и…
