Строение растений очень разнообразно и отличаются даже в пределах одного вида. Древнейшие представители флоры, многие из которых вымерли, не имели чётко дифференцированного на специализированные органы тела, у них отсутствовали корни, листья, стебли и др. Среди современных сосудистых растений наличие тех или иных органов отражает степень их приспособления, особенно в отношении к требованиям наземно-воздушной среды. Главная проблема здесь – получение воды, для её решения у наземных растений появились корни. Листья, корни, стебли, цветы и плоды демонстрируют значительную изменчивость в размерах и количестве от таксона к таксону. Форма и структура этих частей контролируется генами, но некоторые их характеристики (размер, окраска) достаточно гибки в своём изменении.
Сосудистые растения состоят из корневой системы и системы побега
Строение растений не так уж и сложно, первое, что надо запомнить, что они делятся на корень и побег, а уже эти части подразделяются на более мелкие органы. Корни и побеги растут своими окончаниями, на которых развиваются верхушечные меристемы – апексы. Корневая система закрепляет растение, проникая в почву, из которой она поглощает воду и ионы, имеющие решающее значение для жизни всего организма. Корни эволюционировали позже побегов, как адаптация к жизни на суше.
Система побегов состоит из стеблей и листьев. Стебли служат местом размещения листьев – основных участников фотосинтеза. Расположение, размер и другие особенности листьев имеют критически-важное значение для продуктивного производства органических веществ. Цветы, плоды и семена – репродуктивные органы растения, они тоже образуются на побеге.
Повторяющийся узел вегетативного побега состоит из междоузлия, узла, листа и пазушной почки. Пазушная почка – это боковая вершина побега, которая позволяет растению ветвиться или заменять главный побег, если он был съеден травоядным животным. Когда растение переходит на цветочную фазу, пазушные почки могут производить цветы.
Корни и побеги состоят из трёх основных типов тканей
Покровные, проводящие и механические. Кроме них, в теле содержатся основные, секреторные и образовательные ткани. Типы их клеток можно отличить по размеру, расположению относительно друг друга, по тому, живые они или мёртвые, в зрелом возрасте по толщине их целлюлозной клеточной стенки. Некоторые клетки содержат только одну основную клеточную стенку, синтезированную протопластом возле плазмалеммы. Микротрубочки выравниваются внутри цитоплазмы и определяют направление волокон целлюлозы. Клетки механической ткани, которые поддерживают растение, имеют более прочные клеточные стенки с множеством слоёв целлюлозы и другими усиливающими молекулами, включая лигнин и пектин. Слои целлюлозы укладываются в них друг на друга под углом.
Покровные и сосудистые ткани проходит через корень и стебель, поэтому они называются тканевыми системами. Главная покровная ткань – это эпидермис, у большинства растений она толщиной в один клеточный слой. Она создаёт внешнюю защиту. Клетки основной ткани главным образом осуществляют фотосинтез, механические придают растению прочность, сосудистые проводят растворы, а образовательные клетки делятся и пополняют другие ткани организма.
Новый рост происходит за счёт меристем
Когда семя прорастает, в нём существует только крошечное зачаточное растение. Хотя эмбриональные клетки могут подвергаться делению и дифференцировке, судьба большинства будущих взрослых клеток уже предопределена.
Дальнейшее развитие растения зависит от деятельности меристем, находящихся в верхушках побегов и корней, а также в других частях растений. Изначально клетки меристемы недифференцированы, её клетки могут делиться бесконечно и давать начало многим типам тканей.
Строение растений: обзор меристем
Меристемы представляют собой скопление мелких клеток с плотной цитоплазмой и крупным ядром, которые действуют как стволовые клетки животных. То есть одна клетка делится, чтобы дать начало двум клеткам, из которых одна остаётся меристематической, а другая подвергается изменению и становится частью какой-либо ткани растения. Таким образом, популяция клеток меристемы постоянно обновляется. Меристемы в растении находятся в апексах побега и корня, под корой (камбий). Первые два позволяют ему расти в высоту и углубляться в почву, подкорковый камбий способствует утолщению стебля.
Ткани, полученные из апикальных меристем, называются первичными растительными тканями, а образованное ими тело известно как первичное строение корня или стебля. Как корневые, так и апикальные меристемы состоят из нежных легкоранимых клеток, которые нуждаются в защите. Меристему корня защищает корневой чехлик, который сам появляется из корневой меристемы. Апекс побега прикрыт примордием (нерасчленённый зачаток листа), который прикрывает растущий побег, особенно подверженный высыханию потому что на него воздействует солнце и воздух.
Верхушечные меристемы дают начало трём системам тканей: протодерме, которая позже образует эпидермис, прокамбию, который производит первичные сосудистые ткани (первичную ксилему и первичную флоэму) и основной меристеме, которая дальше дифференцируется в механические и основные ткани.
Строение растений: боковые меристемы
Многие травянистые растения, с мясистым недревесным стеблем проявляют только первичный рост, но другие также приобретают и вторичное утолщение, которое может привести к существенному увеличению диаметра стебля и корня голосеменных и покрытосеменных растений.
Это осуществляет камбий – образовательная ткань корня и стебля, расположенная под их корой. Она образует вторичную ксилему, являющуюся основным компонентом древесины и вторичную флоэму, находящуюся близко к поверхности корня и стебля. Поэтому удаление коры может привести к гибели дерева. Ткани, образованные из боковых меристем, из которых состоит большая часть ствола, ветвей и старых корней деревьев и кустарников, известны как вторичные ткани и в совокупности образуют вторичное строение растения.
