Стебло

Стебло - осьова частина втечі рослини, він проводить поживні речовини і виносить листя до світла. У стеблі можуть відкладатись запасні поживні речовини. На ньому розвивається листя, квітки, плоди з насінням.

У стебла є вузли та міжвузля. Вузол - ділянка стебла, на якому знаходиться лист (листя) та нирка (нирки). Ділянка стебла між сусідніми вузлами є міжвузлям. Кут, утворений листом і стеблом вище за вузл, називають листовою пазухою. Нирки, що займають бічне положення на вузлі, в пазусі листа, називають бічними або пазушними. На верхівці стебла знаходиться верхівкова брунька.

Стебла деревних та трав'янистих рослин відрізняються за тривалістю життя. Надземні пагони трав помірного клімату живу, як правило, один рік (тривалість життя пагонів визначається тривалістю життя стебла, листя може змінюватися). У деревних рослин стебло існує багато років. Головне стебло дерева називається стволом, у чагарників окремі великі стебла називають стволиками.

Існує кілька типів стебел.

Прямостоячі стебла є у багатьох деревних та трав'янистих рослин (у них зростання пагонів зазвичай спрямоване вгору, до сонця). Вони мають добре розвинену механічну тканину, вони можуть бути здерев'янілими (береза, яблуня) або трав'янистими (соняшник, кукурудза).

Повзучі стебла стелиться по землі і можуть укорінюватися у вузлах (живучка повзуча, суниця).

Велике поширення мають стебла, що лазять і кучеряві, що об'єднуються в групу ліан. Серед ліан є дерев'янисті та трав'янисті. Внаслідок недостатнього розвитку арматурних елементів, обумовленого швидкістю зростання, вони потребують опор.Кучеряві пагони спірально обвивають опору своїми стеблами, причому в одних рослин витки спіралі направлені за годинниковою стрілкою, а в інших - проти годинникової стрілки. Існують і нейтральні рослини, стебла яких в'ються і праворуч, і ліворуч.

Кучеряві стебла, піднімаючись вгору, обвивають опору (голуб польовий, хміль).

Чіплячі стебла піднімаються нагору, чіпляючись за опору вусиками (мишачий горошок, виноград).

Форми стебел

Якщо розрізати стебло поперек, то ми побачимо, що на поперечному зрізі стебло в контурі найчастіше округле, з гладким або ребристим краєм. Але може бути і інший: тригранний (у осоки), чотиригранний (у кропиви), багатогранний (у багатьох кактусів), сплющений або плоский (у опунцій), крилатий (у запашного горошку).

Широкі плоскі стебла, сильно борозенчасті, нерідко є ненормальним розростанням тканин. У злаків стебло (надземна частина) називається соломиною. Він зазвичай порожнистий у середині (крім вузлів). Порожнисті стебла поширені в родинах парасолькових, гарбузових та ін.

Внутрішня будова стебла

Молоді (однолітні) стебла зовні покриті шкіркою, яка потім заміщається пробкою, що складається з мертвих клітин, заповнених повітрям. Шкірка та пробка – покривні тканини.

Корок - Багатошарова покривна тканина. Вона виникає вже на першому році життя втечі. З віком товщина пробкового шару зростає. Клітини пробки мертві, заповнені повітрям, що щільно прилягають один до одного. Надійно захищає внутрішні тканини стебла від несприятливих умов.

Шкірка і пробка захищають розташовані глибше клітини стебла від зайвого випаровування, різних пошкоджень, від проникнення всередину атмосферного пилу з мікроорганізмами, що викликають захворювання рослин.

У шкірці стебла є продихи, через які відбувається газообмін. У пробці розвиваються чечевички - маленькі горбки з отворами. Сочевічки утворені великими клітинами основної тканини з великими міжклітинниками.

Кора - Під покривною тканиною знаходиться кора, внутрішня частина якої представлена ​​лубом. До складу лубу, крім ситоподібних трубок і клітин-супутниць, входять клітини, в яких відкладаються запасні речовини.

Луб'яні волокна, Витягнуті клітини з зруйнованим вмістом і здерев'янілими стінками, представляють механічну тканину стебла. Надають стеблині міцність і підвищують опір на зламі.

Ситоподібні трубки - Це вертикальний ряд витягнутих живих клітин, у яких поперечні стінки пронизані отворами, ядра в цих клітинах зруйнувалися, а цитоплазма прилягає до оболонки. Це провідна тканина лубу, якою переміщуються розчини органічних речовин.

Камбій - Вузькі довгі клітини освітньої тканини з тонкими оболонками. Навесні та влітку клітини камбію активно діляться – відбувається зростання стебла у товщину.

Щільний, найширший шар – деревина – основна частина стебла. Як і луб, складається з різних клітин різної форми та величини: судинами провідної тканини, деревинними волокнами механічної тканини та клітинами основної тканини.

Усі шари клітин деревини, що утворилися навесні, влітку та восени, становлять річне кільце приросту.

Серцевина - Клітини великі, тонкостінні, нещільно прилягають один до одного і виконують функцію, що запасає.

Від серцевини у радіальному напрямку через деревину та луб проходять серцеві промені. Вони складаються з клітин основної тканини і виконують функції, що запасає і проводить.

Загальні риси анатомічної будови стебла

Анатомічна будова стебла відповідає його головним функціям: провідна — у стеблі добре розвинена система провідних тканин, яка пов'язує всі органи рослини; опорної - за допомогою механічних тканин стебло підтримує всі надземні органи та виносить лист у сприятливі умови освітлення; ростовий - у стеблі є система меристем, що підтримують наростання тканин у довжину і товщину (верхівкові, бічні, вставні).

Верхівкова меристема дає початок первинній бічній меристемі – прокамбію – та вставковим меристемам. Внаслідок діяльності первинних меристем формується первинна структура стебла. Вона може зберігатися у деяких рослин тривалий час. Вторинна меристема - камбій - формує вторинне стан будови стебла.

Первинна структура. У стеблі розрізняють центральний циліндр (стелу) та первинну кору.

Первинна кора зовні покрита епідермою (покривна тканина), під нею знаходиться хлоренхіма (асиміляційна тканина). Вона може утворювати чергуються смуги, що тягнуться вздовж стебла, з механічними тканинами (коленхімою і склеренхімою).

Центральний циліндр оточений шаром ендодерми. Основна частина центрального циліндра зайнята провідними тканинами (флоемою і ксилемою), що утворюють разом з механічною тканиною (склеренхімою) судинно-волокнисті пучки. Всередину від провідних тканин розташовується серцевина, що складається з неспеціалізованої паренхіми. Часто у серцевині утворюється повітряна порожнина.

Вторинна структура - Камбій формує всередину вторинну ксилему, назовні - вторинну флоему. Первинна кора відмирає і замінюється на вторинну — це сукупність усіх вторинних тканин, розташованих зовні від камбію.

Будова стебла залежить від умов проживання та відображає особливості будови тієї чи іншої систематичної групи рослин.

Внутрішня будова стебла (частина поперечного зрізу стебла трирічної втечі липи)

Перідерма. Первинна покривна тканина (епідерму) функціонує недовго. Замість неї утворюється вторинна покривна тканина - перидерма, яка складається з трьох шарів клітин - пробки (зовнішній шар), коркового камбію (середній шар) та фелодерми (внутрішній шар). Для обміну з навколишнім середовищем на перидермі є чечевички.

Первинна кора складається з двох шарів: коленхіми (шар під перидермою) - механічна тканина - і паренхіми первинної кори (може виконувати функцію, що запасає).

Вторинна кора (або луб, флоема). Типова будова лубу: ситоподібні трубки, клітини супутники, луб'яна паренхіма та луб'яні волокна. Луб'яні волокна утворюють шар, званий твердим лубом; решта елементів утворюють м'який луб.

Камбій - освітня тканина. За рахунок поділу та диференціації його клітин зовні утворюються клітини лубу (вторинна кора), а всередині – клітини деревини. Як правило, клітин деревини утворюється значно більше, ніж клітин кори (співвідношення 4:1). Зростання стебла у товщину відбувається завдяки діяльності клітин камбію. Діяльність камбію припиняється взимку, навесні відновлюється.

Деревина (ксилема) - Основна частина стебла. Вона утворюється рахунок діяльності камбію з його боку. Складається з судин (трахей), трахеїд, паренхіми деревини, деревних волокон (механічна тканина). За рік утворюється одне кільце деревини.Кордон між річні кільця добре помітна, тому що весняна деревина, яка утворилася після пробудження діяльності камбію, складається з великих тонкостінних клітин, осіння - з менших, більш товстостінних клітин. Перехід від весняної деревини до осінньої поступовий, від осінньої до весняної - завжди раптовий (тут і утворюється межа між річними кільцями). По річним кільцям деревини можна дізнатися вік рослини. У тропічних рослин, які ростуть безперервно протягом року, річні кільця зовсім непомітні.

Серцевина - Центральна частина стебла. Зовнішній її шар (перимедулярна зона) складається з живих паренхімних клітин, центральна з великих клітин, часто відмерлих. Між клітинами серцевини можуть бути міжклітинні простори. У живих клітинах серцевини відкладаються запасні поживні речовини.

Серцевий промінь - ряд паренхімних клітин, які починаються від серцевини і проходять у радіальному напрямку через деревину та луб у первинній корі. Функція їх — провідна та запасна.

Зростання стебла завтовшки

Між лубом та деревиною в стеблі знаходиться шар клітин камбію. Камбій – це освітня тканина. Клітини камбію діляться, утворюючи нові клітини, що входять до складу деревини та лубу. При цьому у бік деревини камбій відкладає клітин більше, ніж у бік кори. Тому приріст деревини йде швидше, ніж луб. Внаслідок діяльності камбію збільшується товщина стебла.

Умови, що впливають на зростання дерева в товщину

За товщиною річних кілець можна дізнатися, в яких умовах росло дерево у різні роки життя. Вузькі річні кільця свідчать про нестачу вологи, про затінення дерева та погане харчування.

Річне кільце - Це приріст деревини за рік. У внутрішній зоні цього кільця, ближче до серцевини, судини більші і їх більше. Це рання деревина. У зовнішній зоні кільця, ближче до кори, клітини дрібніші та товстісті. Це пізня деревина. Взимку клітини камбію не діляться, вони перебувають у стані спокою. Навесні із розпусканням бруньок відновлюється діяльність камбію. Виникають нові клітини деревини і, отже, формується нове річне кільце. Великоклітинна деревина (рання) виявляється поряд з дрібноклітинною (пізньою) минулого року. Завдяки такому сусідству стає добре помітна межа річними приростами деревини.

Пересування поживних речовин стеблом

Для нормальної життєдіяльності рослини вода та поживні речовини повинні надходити до всіх органів. Одна з найважливіших функцій стебла – транспортна. Вона полягає у передачі розчинів від органів ґрунтового живлення – коренів та органів повітряного живлення – листя до всіх органів рослини. У цьому легко переконатися, зробивши поздовжній та поперечний зрізи стебла рослини, як показано на малюнку.

Вся рослина пронизана провідними тканинами. За одними провідними тканинами рухається вода з розчиненими у ній мінеральними речовинами, за іншими — розчин органічних речовин. Провідні тканини поєднуються в судинно-волокнисті пучки, часто оточені міцними волокнами механічної тканини.

Судинно-волокнисті пучки проходять по всьому стеблі, з'єднуючи кореневу систему з листям. Але щоб остаточно переконатися в цьому, бажано зробити наступний досвід.

Ціль: переконатися, що судинно-волокнисті пучки з'єднують кореневу систему з листям.

Що робимо: гілочку рослини поставити на деякий час у підфарбовану воду. У досліді вона замінить мінеральні речовини. Через 2-3 години зробити поперечний та поздовжній розріз.

Що спостерігаємо: змінила своє забарвлення та стала червоною деревина. Кора і серцевина залишилися незабарвленими.

Результат: розчини мінеральних речовин, як і підфарбована вода, піднімаються від кореня всередині стебла судинами деревини. Судини проходять через стебло, відгалужуються в листя і розгалужуються там. По цих судинах вода з розчиненими в ній мінеральними речовинами і надходить у листя. Це добре видно на поздовжньому та поперечному зрізі стебла.

Велике значення для підняття води в стебло має кореневий тиск та випаровування води листям. На місце води, що випарувалася, в листя постійно надходить нова.

Пересування стеблом органічних речовин

Органічні речовини відкладаються в спеціальних тканинах, що запасають, з яких одні накопичують ці речовини всередині клітин, інші - всередині клітин і в їх оболонках. Речовини, що відкладаються у запас: цукру, крохмаль, інулін, амінокислоти, білки, олії.

Органічні речовини можуть накопичуватися в розчиненому (в коренеплодах буряків, лусочках цибулі), твердому (зерна крохмалю, білка - бульби картоплі, зерна злаків, бобових) або напіврідкому стані (краплі олії в ендоспермі рицини). Особливо багато органічних речовин відкладається у видозмінених підземних пагонах (кореневищах, бульбах, цибулинах), а також у насінні та плодах. У стеблі органічні речовини можуть відкладатися в паренхімних клітинах первинної кори, серцевинних променях, живих клітинах серцевини.

Ми знаємо, що крохмаль, що утворився в листі, потім перетворюється на цукор і надходить у всі органи рослини.

Ціль: з'ясувати, як цукор із листя проникає у стебло?

Що робимо: на стеблі кімнатної рослини (драцени, фікуса) обережно зробимо кільцевий надріз. Видалимо з поверхні стебла кільце кори і оголимо деревину. На стеблі зміцнимо скляний циліндр із водою (дивися малюнок).

Що спостерігаємо: через кілька тижнів на гілці, вище за кільце з'являється потовщення у вигляді напливу. На ньому починає розвиватися придаткове коріння.

Результат: ми знаємо, що в лубі розташовані ситоподібні трубки, а оскільки, окольцевавши гілку ми їх перерізали, то органічні речовини, що відтікають з листя, дійшли до кільцевої вирізки і скупчилися там.

Незабаром з напливу починає розвиватися придаткове коріння.

Висновок: таким чином, досвід доводить, що органічні речовини пересуваються лубом.

Відкладення органічних речовин

Вода та мінеральні солі, що всмоктуються корінням, пересуваються по стеблі до листя, квіток та плодів. Це — висхідний струм, він здійснюється по деревині, основним елементом якої є судини (мертві порожні трубки, що утворюються з живих паренхімних клітин) і трахеїди (мертві клітини, які з'єднуються між собою за допомогою облямованих пор).

Органічні речовини, що утворюються у листі, відтікають у всі органи рослини. Це - низхідний струм, він здійснюється по лубу, основним провідним елементом якого є ситоподібні трубки (живі клітини, що з'єднуються між собою ситечками - тонкими перегородками з отворами, вони можуть бути в поперечних і поздовжніх стінках).

У деревних рослин пересування поживних речовин у горизонтальній площині здійснюється за допомогою серцеподібних променів.

Значення запасної тканини у тому, що рослина за необхідності харчується цими органічними речовинами, а й у тому, що останні є продуктом харчування людини і тварин, і навіть можуть використовуватися як сировину.

Фізико-механічні принципи будови стебла

Тіло рослини являє собою систему, яка сильно залежить від впливу на неї різних метеорологічних факторів, а також від тиску та ваги власних органів, які при цьому постійно змінюються у зв'язку із зростанням та розвитком. Рослина постійно піддається впливу навантажень як статичних, і динамічних. Йому доводиться відчувати дію сил ударного характеру за різної їх тривалості. До таких сил відносяться вітри різної сили та інтенсивності, дощ, град, сніг та ін. - оберігає від поломки її тимчасовими навантаженнями. Гнучкість забезпечує опір на вигин, на розрив. Жорсткість виявляється у тому, що форма істотно не змінюється від дії механічних навантажень.

Механічні тканини відіграють головну роль міцності рослини. Заякорювання досягається в основі черешків, гілок та в місцях прикріплення коренів. Покривна тканина має міцні та потовщені стінки епідермісу.

Пружна стійкість дає опір при навантаженні зверху на рослину.Стебло гілки рослини може нагинатися, але не ламатися; наприклад, вертикальні гілки, обтяжені плодами, нагинаються, дають вигин у вигляді дуги, але не ламаються, якщо мають достатню пружну стійкість. зерном.

Будучи єдиним організмом, рослина може жити лише при поєднанні цих протилежних принципів (статичний - вимагає розподілу тканин на периферії, а опір динамічного навантаження вимагає розподілу матеріалу в центрі) розподілу тканин міцності.