За счет чего происходит рост стебля в длину
Рост стебля
Рост стебля в длину
Стебель вырастает из зачаточного стебля почки. Если это главный стебель растения, то он развивается из зародышевой почечки семени.
После того, как почки набухают и у них раздвигаются защитные чешуйки, начинает расти стебель и разворачиваться листочки. У растущего из почки стебля постепенно увеличивается длина междоузлий.
На самом верху побега находится так называемая верхушечная почка. В ней есть конус нарастания. Деление клеток конуса нарастания приводит к росту стебля в длину.
Конус нарастания состоит из образовательной ткани. Ее клетки способны к постоянному делению.
На более нижних клетках конуса нарастания появляются зачаточные листья, клетки стебля перестают делится и начинают расти. В результате растет сам стебель, и получается что он растет своей верхней частью. Так если нанести на всю длину стебля метки, то через некоторое время расстояние между метками на его верхушке увеличится, так как здесь клетки продолжают расти в длину. В то время как ниже по стеблю расстояние между метками может не измениться.
Однако стебли растут в длину не всегда только за счет конуса нарастания. У многих растений наблюдается вставочный рост, при котором удлиняются междоузлия побега. Обычно при этом делятся и растут клетки оснований междоузлий.
Если у стебля удалить его верхушку вместе с конусом нарастания, то прекратится его рост в длину. Но при этом стебель начнет ветвится, т. е. начнут вырастать боковые побеги.
Рост стебля в толщину
Рост стебля в толщину обеспечивается за счет деления клеток камбия. Рост в толщину наблюдается у деревьев и кустарников, а также у многолетних трав. У деревьев камбий находится под корой. Камбий состоит из образовательной ткани.
Рост стебля в толщину происходит в благоприятный период года. В умеренных широтах это происходит в теплый период. В это время клетки камбия активно делятся.
У деревьев те клетки камбия, которые находятся ближе к коре, становятся клетками луба. Те, что ближе к древесине, становятся древесиной. При этом за вегетационный сезон у дерева клеток древесины образуется больше, чем клеток луба.
В древесине, которая нарастает весной, развиваются достаточно толстые сосуды с тонкими стенками. Сосуды же осенней древесины, наоборот, тонкие с более толстыми оболочками.
Поскольку зимой стебель в толщину не растет, а весной начинают образовываться снова крупные клетки, то на спиле ствола видны отчетливые переходы от мелких клеток к крупным. Клетки древесины одного года называются годичным кольцом. По количеству годовых колец можно определить возраст дерева.
Годичные кольца разных лет могут отличаться между собой. Одни могут быть более узкие, другие — более широкие. Такое различие обусловлено разными погодными условиями. Если год был хороший, дерево получало достаточно влаги и света, то годовое кольцо будет широким. Также ширина каждого отдельно взятого годового кольца не одинакова. С южной стороны кольца обычно шире, чем с северной. Это связано с тем, что с северной стороны камбий обычно меньше прогревается, и поэтому хуже делятся его клетки.
Рост стебля
Что такое рост стебля
Это изменения объёма растения, увеличение его массы, размера по длине или по ширине.
Понятие стебля. Что такое стебель растения
Стебель – это опора побега, на котором есть почки и листья. Он состоит: из пробки, луба, камбия, древесины и сердцевины.
Пробка – это кожица растения, защищающая его от внешних воздействий, заболеваний и испарения влаги.
Луб – это клетки расположенные под пробкой белого цвета.
Камбий – это промежуточный слой клеток, находящийся между наружным и внутренним слоями. Без него невозможен рост растений.
Древесина – это основа стебля, очень твёрдая его часть.
Сердцевина – это средняя составляющая стебелька.
Росту стебля можно уделить особое внимание.
Виды роста стебля
Растение может увеличиваться либо в ширину, либо в длину. Существует боковой, вставочный, верхушечный рост.
Особенности роста стебля
Когда клетки делятся, растягиваются и изменяются, получаются различные органы, ткани. Рост стеблей растений берёт своё начало в образовательных тканях.
Делящиеся ткани находятся на зачаточном этапе. Такие клетки всё время растягиваются и образуют участок удлинения стебля. Как завершение, возникает отрезок сильного прироста органа. Это важное отличие вырастания растений от роста животных. У растений двудольных нет разделения на отдельные участки. Клетки делящиеся растягиваются, и разделение часто совпадает с растяжкой.
Рост стеблей растений осуществляется во время всей жизни или онтогенеза. Онтогенез — это весь период жизни от зарождения зиготы и до смерти растения.
Произрастание стебельков осуществляется в основном верхушками.
У них рост бесконечен и происходит на протяжении всего существования растений. Деревья могут расти сто лет.
Что обеспечивает рост стебля
Стебелёк растёт из почки, и у него происходит увеличение размера междоузлий.
Вверху побега есть почка верхушечная. У неё образуется конус нарастания. Когда его клетки делятся, стебель вырастает по длине.
Этот конус включает в себя меристемы. Они постоянно делятся.
После этого на конусе образуются зародышевые листочки, клетки самого стебля прекращают деление и растут. Наконец, увеличивается в размерах стебель, то есть происходит рост верхней его части. После того, как будут поставлены по всему стеблю пометки, через некоторый промежуток времени можно увидеть, что расстояние между пометками на верхушке станет больше, потому что здесь происходит рост. А в нижнем отрезке увеличения может и не будет.
Виды стеблей по направлению роста
Существуют стебли ползучие, прямостоячие, вьющиеся, цепляющиеся, стелющиеся и другие.
1)При образовании на побегах стелющихся придаточных корней получаются ползучие стебли, например, чай луговой, ползучий клевер, плющ. Лапка гусиная, земляника, ползучая живучка и большое количество других растений обладают ползучими стеблями, на которых есть длинные междоузлия. Эти побеги получили название усы. На их узелках растут листья, имеющие вид чешуек. Из почек, расположенных на верху, формируются короткие побеги в виде розеток с листочками. Таким образом, эта разновидность растений распространяется и заселяет большие площади.
2)Стебли прямостоячие вытягиваются в вертикальном положении в высоту. Им не нужна никакая опора. Они есть у многих травянистых и древесных растений. Побеги у них обычно произрастают вверх по направлению к солнышку. Такие растения можно встретить повсюду: на лугу, в лесах, в полях. Примерами являются: яблоня, ива, клён и много других.
3)Если у растений имеются побеги вьющиеся, то это лианы. В тропиках растёт множество разных лиан. Их можно встретить и в России. Известными представителями лиан являются хмель, огурцы, клематис, виноград, фасоль, плющ, вьюнки и горох. Их также относят к цепляющимся культурам. В квартирах некоторые люди занимаются выращиванием таких лиан, как пассифлора, монстера, клеродендрон и циссус.
Чтобы зацепиться на опорах лиана применяет разные средства – крючки, щетинки, прицепки, усики. Такие приспособления видоизменились со временем из листьев, корней или боковых побегов. Почти все лианы обвиваются вокруг опоры с помощью своих длинных непрямых стеблей.
4)Стебли стелющиеся формируются у отдельных разновидностей кедрового стланика, можжевельника, у некоторых из трав (традесканция, очиток). У них есть маленькие междоузлия, листья. На основном стебле вырастает множество дополнительных побегов. У растений такого типа очень быстро нарастают боковые отростки. Тем самым они занимают немаленькие территории и обеспечивают для себя достойную жизнь.
Рост стебля в толщину
Когда клетки камбия делятся, происходит утолщение кустарников и деревьев. Стволы некоторых деревьев за счёт такого деления очень сильно разрастаются в ширину. Примерами таких огромных деревьев могут служить столетние дубы, диаметр стволов которых иногда бывает до десяти метров.
В толщину стебли вырастают, когда тепло, в это время происходит интенсивное деление клеток камбия. При этом образуются молодая древесина и кора. Но клеток коры нарастает гораздо меньше, чем клеток древесины. Поэтому кора представляет собой только узенькую полосочку, а древесина – это широкая часть стебля.
В последних числах осени рост камбия прекращается. Весной начинается бурное движение сока, и камбий производит большие клетки с тонюсенькими оболочками. В начале осени у многих деревьев молодые клетки древесины маленькие, но оболочки у них становятся более толстыми.
Слои древесины, которые формируются весной, летом и осенью, образуют часть, именуемую годичным кольцом прироста.
Небольшие клетки, сформировавшиеся осенью, очень разнятся с огромными клетками, которые образовались весной следующего года.
Количество колец годичных считают при помощи лупы и определяют сколько лет было дереву или спиленной ветви. В Калифорнии, например, растут секвойи которым около четырёх тысяч лет.
Чтобы узнать, в каких природных условиях произрастали деревья, надо посмотреть на величину их колец. Если они тонкие, то растению было недостаточно воды, лето стояло сухое, дерево росло в тени, либо ему не доставало питания.
Годичные кольца также используют, как компас и определяют, где север, юг, запад, восток.
Они более широкие на южной части дерева и узкие на северной. Это происходит из-за того, что камбий на северном краю растёт плохо. На эту часть дует холодный ветер и почти не греет солнце.
Рост стебля в длину
В весенний период все кустарники и деревья начинают активно расти. У них раскрываются почки, потом развиваются листочки, дополнительные побеги, цветы. Образовательные ткани, которые могут делиться, хранятся всю зиму под чешуями в почках растения. В начале весны начинается их деление, и происходит отрастание новых побегов, в основном из почек, расположенных наверху. На молодых ветках появляются листочки, а в их углублениях –почки боковые.
Если разрезать точку роста вдоль, то даже в зимнее время уже можно увидеть места, где заложены листы и будут формироваться почки в углублениях. Они выглядят, как выпуклости. Растения продолжают развиваться и области, находящиеся между точками образования листочков, расширяются. Формируются междоузлия. Отрезки между расположенными рядом узлами увеличиваются.
От того, как расположены почки во время вегетации, зависит, какие потом сформируются ветки короткие или длинные. К началу осеннего сезона произрастание новых веточек завершается. После этого закладывается почка верхушечная. Она бывает либо цветочной либо листовой.
Плодовые деревья во время всей своей жизни растут не одинаково. Они могут разрастаться по-разному, то медленно, то быстро. Начиная с даты, когда распустятся все почки, где то до первой декады июня, происходит интенсивное формирование и активный рост стеблей. Потом, после пятнадцатого июня, начинается стадия, во время которой наблюдается очень слабый прирост, а то и вообще его не происходит. В последних числах июля побеги опять принимаются отрастать, и заканчивается эта фаза в конце лета.
Когда кустарники и деревья обрезают неправильно, то в начале осени осуществляется 3-я стадия роста. Она крайне нежеланна, потому что формирующиеся в этот период ответвления не успеют в полной мере отвердеть и приобрести все древесные свойства. Более древние деревья могут вырастать именно с такой периодичностью, в отличие от молодняка.
Вставочный рост стебля
Он совершается например, у злаковых, имеющих пустой внутри стебелёк, называемый соломинкой. Такие растения обладают узлами с вставочной образовательной тканью, у их стеблей вырастают и верхушки, и все узлы. Вследствие этого растения семейства злаковых, вырастают за короткое время. Есть злаки, обладающие стеблями, которые заполнены тканью. Это сахарный тростник, кукуруза и многие другие.
Множество злаков увеличиваются посредством такого роста, но растягивающиеся части у них разделены отрезками, закончившими расти. Существуют такие растения, которые в высоту почти не вырастают. Расстояния между местами, где крепятся их листочки в основном не увеличиваются, листочки размещаются в одной связке. Эти растения имеют маленькие побеги и их именуют бесстебельными. Наряду с верхушечными почками, имеются также придаточные, которые образуются на поверхности стеблей, в местах между узлами, на листьях, корнях.
Развитие побега происходит на протяжении двух периодов. Первый период называют эмбриональным. В течении него формируется ветка, как зародыш. Когда развёртывается почка, начальный жизненный этап отростка заканчивается и начинается последующее его развитие и рост. Когда приходит весна, осуществляется дальнейший рост почек, вырастают новые ветки с почками и листочками. Если поместить в конце зимы веточки в воду, то можно дома понаблюдать за тем, как происходит процесс развития побега.
Сначала набухает почка, потом чешуйки у неё расходятся, зародыши листочков постепенно растут и становятся большими. На стеблях появляются углубления после пророста почек и отпадения чешуек, которые формируют круг. Сколько лет ветке кустарника или дерева можно посчитать по числу колец, которые очень долго остаются заметными. Вместе с этим удлиняются расстояния между узлами из-за интенсивно разделяющихся клеток интеркалярной образовательной системы.
При этом осуществляется активное развитие листов наверху, они отклоняются от побегов. Вследствие интеркалярного (вставочного) роста, промеж пластинки и основания листа развивается стебелёк. Образование зачатков отростков сбоку осуществляется либо на этапе, когда ветвь вырастает вне почки, либо в почке материнской.
Верхушечный рост стебля
Важным является рост верхушечный. Он очень много значит в жизни растений.
Существует способ для определения, в какой части стебля наблюдается наиболее ускоренный рост. Он состоит в нанесении маркером штрихов равными отрезками по всему стебельку какого-либо растения двудольного – гороха, фасоли, картофеля. При вырастании стебля отрезки между штрихами будут более широкие наверху, потому что здесь происходит интенсивное деление клеток и увеличение их в размере.
Если есть отличные условия, а именно, благоприятная температура, хорошее питание, весной растения могут подрасти в сутки примерно на один сантиметр.
Быстрее всех вырастает стебель у эвкалипта, который растёт в тропиках. Он достигает за пять лет до десяти метров в высоту. На родине этих огромных деревьев в Австралии множество эвкалиптов до ста пятидесяти метров длинной. Если сравнить с нашими елями, то самая большая ель в четыре раза меньше этих великанов.
Можно осуществлять контроль за ростом растения. Это делают, удаляя верхнюю часть побегов. При этом почки по бокам превратятся во множество ветвей, и будут очень быстро расти. В начале весеннего периода обрезают деревья и кустарники, например, виноград. Этот способ способствует развитию у кустарников дополнительных веток, и они становятся более объёмными, густыми. С этой же целью обрезают верхушки у деревьев на улицах и аллеях. Люди так же делают обрезку в своих садах яблонь и других деревьев.
Для того чтобы груша не росла в высоту, её верхушку обрезают. В результате появляется множество побегов сбоку, дерево начинает расти по высоте медденнее. Бывают случаи, когда отрастает огромное количество веток. Они начинают затенять друг друга, поэтому лишние отростки, которые растут в сторону стволов деревьев удаляют. Устраняют поврежденные, истонченные, сухие побеги у самого ствола деревьев.
Быстрое развитие растения обусловлено наличием необходимого тепла, воды. Теплолюбивое растение должно расти в теплице или парнике и его надо периодически поливать. В некоторых случаях надо, чтобы рост растения замедлился, и тогда прибегают к охлаждению места, в котором они произрастают, начинают меньше их орошать водой. В реальности это обеспечивается путём открытия в теплицах окошек, дверей. Растение начнёт расти медленнее, если будет размещено в затенённом месте. На более светлой территории растения будут быстро увеличиваться в росте. В заключении можно сделать вывод, что для ускоренного вырастания растений, надо создать для них комфортную среду.
Боковой рост стебля
Это расширение частей растения за счёт образовательной ткани, расположенной сбоку – камбия.
Боковые почки также осуществляют рост растений за счёт отрастания из них боковых ветвей и листочков.
Почки пазушные или боковые появляются в углублениях листьев. Из них формируются боковые ветки. Они обладают одинаковым строением с верхушечной почкой. Поэтому ветви боковые тоже отрастают сверху, и на них последняя почка тоже верхушечная.
Вторичный рост стебля
Он начинается, когда у растений заканчивается рост первичный, как результат деятельности боковых образовательных тканей. В конце концов утолщается стебель. Такой рост обусловлен чаще всего образованием множества древесины. Она абсолютно меняет начальный состав и является отличительной чертой кустарников и деревьев.
Травы вторично растут слабо, а некоторые из них вообще не обладают вторичным ростом. В зонах с умеренным климатом побеги такого типа растут только один сезон.
Зона роста стебля
Это часть стеблей, где основой являются образовательные ткани. Она может быть либо верхушечной, либо боковой, либо вставочной. Эта зона состоит из разных видов образовательных тканей (меристем), которые обеспечивают увеличение растения.
Люди могут сами корректировать рост различных растений, как им нужно. Существует много способов это сделать. Можно завершить вырастание в высоту, убрав верхнюю почку. Это называют прищипыванием.
Рост стебля обеспечивает изменение размера растений, их формы, то есть они живут и развиваются.
Стебель
Разнообразие стеблей
Стебель — осевая часть побега растения, он проводит питательные вещества и выносит листья к свету. В стебле могут откладываться запасные питательные вещества. На нём развиваются листья, цветки, плоды с семенами.
У стебля есть узлы и междоузлия. Узел — участок стебля, на котором находится лист (листья) и почка (почки). Участок стебля между соседними узлами представляет собой междоузлие. Угол, образованный листом и стеблем выше узла, называют листовой пазухой. Почки, занимающие боковое положение на узле, в пазухе листа, называют боковыми или пазушными. На верхушке стебля находится верхушечная почка.
Стебли древесных и травянистых растений отличаются по продолжительности жизни. Надземные побеги трав умеренного климата живу, как правило, один год (продолжительность жизни побегов определяется продолжительностью жизни стебля, листья могут сменяться). У древесных растений стебель существует много лет. Главный стебель дерева называется стволом, у кустарников отдельные крупные стебли называют стволиками.
Существует несколько типов стеблей.
Прямостоячие стебли имеются у многих древесных и травянистых растений (у них рост побегов обычно направлен вверх, к солнцу). Они имеют хорошо развитую механическую ткань, они могут быть одревесневшими (берёза, яблоня) или травянистыми (подсолнечник, кукуруза).
Ползучие стебли стелются по земле и могут укореняться в узлах (живучка ползучая, земляника).
Большое распространение имеют лазающие и вьющиеся стебли, объединяемые в группу лиан. Среди лиан имеются деревянистые и травянистые. Вследствие недостаточного развития арматурных элементов, обусловленного быстротой роста, они нуждаются в опорах. Вьющиеся побеги спирально обвивают опору своими стеблями, причём у одних растений витки спирали направлены по часовой стрелке, а у других — против часовой стрелки. Существуют и нейтральные растения, стебли которых вьются и направо и налево.
Вьющиеся стебли, поднимаясь вверх, обвивают опору (вьюнок полевой, хмель).
Цепляющиеся стебли поднимаются вверх, цепляясь за опору усиками (мышиный горошек, виноград).
Формы стеблей
Если разрезать стебель поперёк, то мы увидим, что на поперечном срезе стебель в очертании чаще всего округлый, с гладким или ребристым краем. Но может быть и другой: трёхгранной (у осоки), четырёхгранной (у крапивы), многогранной (у многих кактусов), сплющенная или плоская (у опунций), крылатая (у душистого горошка).
Широкие плоские стебли, сильно бороздчатые, нередко представляют собой ненормальное разрастание тканей. У злаков стебель (надземная часть) называется соломиной. Он обычно полый в середине (кроме узлов). Полые стебли распространены в семействах зонтичных, тыквенных и др.
Внутреннее строение стебля
Молодые (однолетние) стебли снаружи покрыты кожицей, которая затем замещается пробкой, состоящей из мёртвых клеток, заполненных воздухом. Кожица и пробка — покровные ткани.
Пробка — многослойная покровная ткань. Она появляется уже на первом году жизни побега. С возрастом толщина пробкового слоя увеличивается. Клетки пробки мёртвые, заполнены воздухом, плотно прилегающие друг к другу. Надёжно защищает внутренние ткани стебля от неблагоприятных условий.
Кожица и пробка защищают расположенные глубже клетки стебля от излишнего испарения, различных повреждений, от проникновения внутрь атмосферной пыли с микроорганизмами, вызывающими заболевания растений.
В кожице стебля имеются устьица, через которые происходит газообмен. В пробке развиваются чечевички — маленькие бугорки с отверстиями. Чечевички образованы крупными клетками основной ткани с большими межклетниками.
Кора — под покровной тканью находится кора, внутренняя часть которой представлена лубом. В состав луба, кроме ситовидных трубок и клеток-спутниц, входят клетки, в которых откладываются запасные вещества.
Лубяные волокна, вытянутые клетки с разрушенным содержимым и одревесневшими стенками, представляют механическую ткань стебля. Придают стеблю прочность и повышают сопротивление на изломе.
Ситовидные трубки — это вертикальный ряд вытянутых живых клеток, у которых поперечные стенки пронизаны отверстиями, ядра в этих клетках разрушились, а цитоплазма прилегает к оболочке. Это проводящая ткань луба, по которой перемещаются растворы органических веществ.
Камбий — узкие длинные клетки образовательной ткани с тонкими оболочками. Весной и летом клетки камбия активно делятся — происходит рост стебля в толщину.
Плотный, самый широкий слой — древесина — основная часть стебля. Как и луб, состоит из разных клеток разной формы и величины: сосудами проводящей ткани, древесинными волокнами механической ткани и клетками основной ткани.
Все слои клеток древесины, образовавшиеся весной, летом и осенью, составляют годичное кольцо прироста.
Сердцевина — клетки крупные, тонкостенные, неплотно прилегают друг к другу и выполняют запасающую функцию.
От сердцевины в радиальном направлении через древесину и луб проходят сердцевинные лучи. Они состоят из клеток основной ткани и выполняют запасающую и проводящую функции.
| Кожица |  | Молодые (однолетние) стебли снаружи покрыты кожицей, которая затем замещается пробкой, состоящей из мёртвых клеток, заполненных воздухом. Кожица и пробка – покровные ткани. |
| Устьице |  | В кожице стебля имеются устьица, через которые происходит газообмен. В пробке развиваются чечевички – маленькие бугорки с отверстиями. Чечевички образованы крупными клетками основной ткани с большими межклетниками. |
| Пробка |  | Многослойная покровная ткань. Она появляется уже на первом году жизни побега. С возрастом толщина пробкового слоя увеличивается. Клетки пробки мёртвые, заполнены воздухом, плотно прилегающие друг к другу. Надёжно защищает внутренние ткани стебля от неблагоприятных условий. |
| Кора |  | Под покровной тканью находится кора, внутренняя часть которой представлена лубом. В состав луба, кроме ситовидных трубок и клеток-спутниц, входят клетки, в которых откладываются запасные вещества. |
| Камбий |  | Узкие длинные клетки образовательной ткани с тонкими оболочками. Весной и летом клетки камбия активно делятся – происходит рост стебля в толщину. |
| Сердцевина |  | Центральная часть стебля. Клетки крупные, тонкостенные, неплотно прилегают друг к другу и выполняют запасающую функцию. |
| Сердцевинные лучи |  | От сердцевины в радиальном направлении через древесину и луб проходят сердцевинные лучи. Они состоят из клеток основной ткани и выполняют запасающую и проводящую функции. |
Общие черты анатомического строения стебля
Анатомическое строение стебля соответствует его главным функциям: проводящей — в стебле хорошо развита система проводящих тканей, которая связывает все органы растения; опорной — с помощью механических тканей стебель поддерживает все надземные органы и выносит лист в благоприятные условия освещения; ростовой — в стебле имеется система меристем, поддерживающих нарастание тканей в длину и толщину (верхушечные, боковые, вставочные).
Верхушечная меристема даёт начало первичной боковой меристеме — прокамбию — и вставочным меристемам. В результате деятельности первичных меристем формируется первичная структура стебля. Она может сохраняться у некоторых растений длительное время. Вторичная меристема — камбий — формирует вторичное состояние строения стебля.
Первичная структура. В стебле различают центральный цилиндр (стелу) и первичную кору.
Первичная кора снаружи покрыта эпидермой (покровная ткань), под ней находится хлоренхима (ассимиляционная ткань). Она может образовывать чередующиеся полосы, тянущиеся вдоль стебля, с механическими тканями (колленхимой и склеренхимой).
Центральный цилиндр окружён слоем эндодермы. Основная часть центрального цилиндра занята проводящими тканями (флоэмой и ксилемой), образующими вместе с механической тканью (склеренхимой) сосудисто-волокнистые пучки. Внутрь от проводящих тканей располагается сердцевина, состоящая из неспециализированной паренхимы. Часто в сердцевине образуется воздушная полость.
Вторичная структура — камбий формирует внутрь вторичную ксилему, наружу — вторичную флоэму. Первичная кора отмирает и заменяется вторичной — это совокупность всех вторичных тканей, расположенных снаружи от камбия.
Строение стебля зависит от условий обитания и отражает особенности строения той или иной систематической группы растений.
Внутреннее строение стебля (часть поперечного среза стебля трёхлетнего побега липы)
Перидерма. Первичная покровная ткань (эпидерма) функционирует недолго. Вместо неё образуется вторичная покровная ткань — перидерма, которая состоит из трёх слоёв клеток — пробки (внешний слой), пробкового камбия (средний слой) и феллодермы (внутренний слой). Для осуществления обмена с окружающей средой на перидерме имеются чечевички.
Первичная кора состоит из двух слоёв: колленхимы (слой под перидермой) — механическая ткань — и паренхимы первичной коры (может выполнять запасающую функцию).
Вторичная кора (или луб, флоэма). Типичное строение луба: ситовидные трубки, клетки спутники, лубяная паренхима и лубяные волокна. Лубяные волокна образуют слой, называемый твёрдым лубом; все остальные элементы образуют мягкий луб.
Камбий — образовательная ткань. За счёт деления и дифференциации его клеток снаружи образуются клетки луба (вторичная кора), а внутри — клетки древесины. Как правило, клеток древесины образуется значительно больше, чем клеток коры (соотношение 4:1). Рост стебля в толщину происходит благодаря деятельности клеток камбия. Деятельность камбия прекращается зимой, весной возобновляется.
Древесина (ксилема) — основная часть стебля. Она образуется за счёт деятельности камбия с внутренней его стороны. Состоит из сосудов (трахей), трахеид, древесной паренхимы, древесных волокон (механическая ткань). За год образуется одно кольцо древесины. Граница между годичными кольцами хорошо заметна, потому что весенняя древесина, которая образовалась после пробуждения деятельности камбия, состоит из больших тонкостенных клеток, осенняя — из меньших, более толстостенных клеток. Переход от весенней древесины к осенней постепенный, от осенней к весенней — всегда внезапный (здесь и образуется граница между годичными кольцами). По годичным кольцам древесины можно узнать возраст растения. У тропических растений, которые растут непрерывно в течение года, годичные кольца совсем незаметны.
Сердцевина — центральная часть стебля. Внешний её слой (перимедулярная зона) состоит из живых паренхимных клеток, центральная — из больших клеток, часто отмерших. Между клетками сердцевины могут быть межклеточные пространства. В живых клетках сердцевины откладываются запасные питательные вещества.
Сердцевинный луч — ряд паренхимных клеток, которые начинаются от сердцевины и проходят в радиальном направлении через древесину и луб в первичной коре. Функция их — проводящая и запасающая.
Рост стебля в толщину
Между лубом и древесиной в стебле находится слой клеток камбия. Камбий — это образовательная ткань. Клетки камбия делятся, образуя новые клетки, которые входят в состав древесины и луба. При этом в сторону древесины камбий откладывает клеток больше, чем в сторону коры. Поэтому прирост древесины идёт быстрее, чем луба. В результате деятельности камбия увеличивается толщина стебля.
Условия влияющие на рост дерева в толщину
По толщине годичных колец можно узнать, в каких условиях росло дерево в разные годы жизни. Узкие годичные кольца свидетельствуют о недостатке влаги, о затенении дерева и о плохом питании.
Годичное кольцо — это прирост древесины за год. Во внутренней зоне этого кольца, ближе к сердцевине, сосуды более крупнее и их больше. Это ранняя древесина. В наружной зоне кольца, ближе к коре, клетки более мелкие и более толстостенные. Это — поздняя древесина. Зимой клетки камбия не делятся, они находятся в состоянии покоя. Весной с распусканием почек возобновляется деятельность камбия. Возникают новые клетки древесины и, следовательно, формируется новое годичное кольцо. Крупноклеточная древесина (ранняя) оказывается рядом с мелкоклеточной (поздней) прошлого года. Благодаря такому соседству становится хорошо заметна граница годичными приростами древесины.
Передвижение питательных веществ по стеблю
Для нормальной жизнедеятельности растения вода и питательные вещества должны поступать во все органы. Одна из важнейших функций стебля — транспортная. Она заключается в передаче растворов от органов почвенного питания — корней и органов воздушного питания — листьев ко всем органам растения. В этом легко убедиться, сделав продольный и поперечный срезы стебля растения как показано на рисунке.
Всё растение пронизано проводящими тканями. По одним проводящим тканям движется вода с растворёнными в ней минеральными веществами, по другим — раствор органических веществ. Проводящие ткани объединяются в сосудисто-волокнистые пучки, часто окружённые прочными волокнами механической ткани.
Сосудисто-волокнистые пучки проходят по всему стеблю, соединяя корневую систему с листьями. Но чтобы окончательно убедиться в этом, желательно проделать следующий опыт.
Цель: убедиться, что сосудисто-волокнистые пучки соединяют корневую систему с листьями.
Что делаем: веточку растения поставить на некоторое время в подкрашенную воду. В опыте она заменит минеральные вещества. Через 2-3 часа сделать поперечный и продольный разрез.
Что наблюдаем: изменила свою окраску и стала красной древесина. Кора и сердцевина остались неокрашенными.
Результат: растворы минеральных веществ, как и подкрашенная вода, поднимаются от корня внутри стебля по сосудам древесины. Сосуды проходят через стебель, ответвляются в листья и разветвляются там. По этим сосудам вода с растворёнными в ней минеральными веществами и поступает в листья. Это хорошо видно на продольном и поперечном срезе стебля.
Большое значение для поднятия воды в стебель имеет корневое давление и испарение воды листьями. На место испарившейся воды в листья постоянно поступает новая.
Передвижение по стеблю органических веществ
Органические вещества откладываются в специальных запасающих тканях, из которых одни накапливают эти вещества внутри клеток, другие — внутри клеток и в их оболочках. Вещества, которые откладываются в запас: сахара, крахмал, инулин, аминокислоты, белки, масла.
Органические вещества могут накапливаться в растворённом (в корнеплодах свеклы, чешуйках лука), твёрдом (зёрна крахмала, белка — клубни картофеля, зёрна злаков, бобовых) или полужидком состоянии (капли масла в эндосперме клещевины). Особенно много органических веществ откладывается в видоизменённых подземных побегах (корневищах, клубнях, луковицах), а также в семенах и плодах. В стебле органические вещества могут откладываться в паренхимных клетках первичной коры, сердцевинных лучах, живых клетках сердцевины.
Мы знаем, что крахмал, образовавшийся в листьях, превращается затем в сахар и поступает во все органы растения.
Цель: выяснить, как сахар из листьев проникает в стебель?
Что делаем: на стебле комнатного растения (драцены, фикуса) осторожно сделаем кольцевой надрез. Удалим с поверхности стебля кольцо коры и обнажим древесину. На стебле укрепим стеклянный цилиндр с водой (смотри рисунок).
Что наблюдаем: через несколько недель на ветке, выше кольца появляется утолщение в виде наплыва. На нём начинают развиваться придаточные корни.
Результат: мы знаем, что в лубе расположены ситовидные трубки, а так как, окольцевав ветку мы их перерезали, то органические вещества, оттекающие из листьев, дошли до кольцевой вырезки и скопились там.
Вскоре из наплыва начинают развиваться придаточные корни.
Вывод: таким образом, опыт доказывает, что органические вещества передвигаются по лубу.
Отложение органических веществ
Вода и минеральные соли, всасываемые корнями, передвигаются по стеблю к листьям, цветкам и плодам. Это — восходящий ток, он осуществляется по древесине, основным проводящим элементом которой являются сосуды (мёртвые пустые трубки, образующиеся из живых паренхимных клеток) и трахеиды (мёртвые клетки, которые соединяются между собой с помощью окаймлённых пор).
Органические вещества, образующиеся в листьях, оттекают во все органы растения. Это — нисходящий ток, он осуществляется по лубу, основным проводящим элементом которого являются ситовидные трубки (живые клетки, соединяющиеся между собой ситечками — тонкими перегородками с отверстиями, они могут быть в поперечных и в продольных стенках).
У древесных растений передвижение питательных веществ в горизонтальной плоскости осуществляется с помощью сердцевидных лучей.
Значение запасающей ткани заключается не только в том, что растение при необходимости питается этими органическими веществами, но и в том, что последние являются продуктом питания человека и животных, а также могут использоваться как сырьё.
Физико-механические принципы строения стебля
Тело растения представляет собой систему, которая сильно зависит от воздействия на неё различных метеорологических факторов, а также от давления и веса собственных органов, которые при этом постоянно изменяются в связи с ростом и развитием. Растение постоянно подвергается действию нагрузок как статических, так и динамических. Ему приходится испытывать действие сил ударного характера при различной продолжительности их. К таким силам относятся ветры разной силы и интенсивности, дождь, град, снег и др. надземная часть растения во время ветров, особенно бурь, представляет собой большую парусную поверхность, и легко ломалась бы, если бы не существовали в теле приспособления для сопротивления: прочность — предохраняет от поломки её временными нагрузками. Упругость обеспечивает сопротивление на изгиб, на разрыв. Жёсткость выражается в том, что форма не изменяется существенно от действия механических нагрузок.
Механические ткани играют главную роль в прочности растения. Заякоривание достигается в основании черешков, ветвей и в местах прикрепления корней. Покровная ткань имеет крепкие и утолщённые стенки эпидермиса.
Упругая устойчивость даёт сопротивление при нагрузке сверху на растение. Стебель ветки растения может нагибаться, но не ломаться; например, вертикальные ветки, отягчённые плодами, нагибаются, дают изгиб в виде дуги, но не ломаются, если обладают достаточной упругой устойчивостью. Соломины ржи, пшеницы, ячменя дают дуговые изгибы, если колосья налиты полноценным зерном.
Будучи единым организмом, растение может жить лишь при сочетании этих противоположных принципов (статический — требует распределения тканей на периферии, а сопротивление динамической нагрузки требует распределения материала в центре) распределения тканей прочности.