БИОЛОГИЯ Том 3 - руководство по общей биологии - 2004

21. РАЗМНОЖЕНИЕ

21.1. Бесполое размножение

21.1.3. Царство растений

Наиболее обычная форма бесполого размножения у растений носит название вегетативного размножения. При вегетативном размножении от растения отделяется относительно большая, обычно дифференцированная часть, которая развивается в самостоятельное растение. Нередко растения образуют специальные органы, предназначенные для вегетативного размножения, однако в любом случае все они должны иметь почки, а поскольку почки образуются только на стеблях, во всех этих органах должен присутствовать по крайней мере небольшой участок стебля. Примерами таких органов служат луковицы, клубнелуковицы, корневища, столоны и клубни. Некоторые из этих органов служат также для запасания питательных веществ; кроме того, они помогают растению выжить в неблагоприятных условиях, например в холодное или засушливое время года. При наступлении подходящих условий растение использует запасные питательные вещества для роста. Запасающие органы дают возможность растению пережить зиму или выживать в течение ряда лет. К таким органам, называемым зимующими, относятся луковицы, клубнелуковицы, корневища и клубни. Во всех случаях запасы питательных веществ создаются главным образом в процессе фотосинтеза, происходящего в листьях текущего года.

Некоторые зимующие органы и органы вегетативного размножения описаны ниже, а искусственному размножению посвящен раздел 21.3.

ЛУКОВИЦА. Видоизмененный побег, имеющийся, например, у лука (Allium), нарцисса (Narcissus) и тюльпана (Tulipa). Служит как зимующим органом, так и органом вегетативного размножения.

Луковица состоит из очень короткого стебля и мясистых листьев, содержащих питательные вещества. Снаружи она покрыта бурыми пленчатыми листьями — остатками прошлогодних листьев, запасенные вещества которых были израсходованы. Луковица содержит одну или несколько почек. Каждая из них может образовать побег, который к концу вегетативного периода дает новую луковицу. Корни у луковиц придаточные, т. е. отходят непосредственно от стебля, а главного корня у них нет.

Типичная луковица представлена на рис. 21.2.

Рис. 21.2. Схематический продольный разрез через покоящуюся луковицу.

КЛУБНЕЛУКОВИЦА. Короткий вздутый вертикальный подземный стебель, как, например, у шафрана (Crocus) или гладиолуса (Gladiolus). Клубнелуковицы служат зимующими и запасающими органами, а также органами вегетативного размножения.

Клубнелуковица состоит из вздутого основания стебля, окруженного защитными пленчатыми листьями; в отличие от луковицы здесь нет мясистых листьев. Пленчатые листья представляют собой остатки прошлогодних надземных листьев. Корни придаточные. К концу вегетационного периода они укорачиваются и втягивают новую клубнелуковицу в почву. Клубнелуковица содержит одну или несколько деток, которые могут обеспечить вегетативное размножение (ср. с луковицей).

Типичная клубнелуковица изображена на рис. 21.3.

Рис. 21.3. Схематический продольный разрез через покоящуюся клубнелуковицу.

КОРНЕВИЩЕ. Подземный стебель, растущий горизонтально, как, например, у ириса (Iris), пырея ползучего (Agropiron repens), мяты (Mentha) и астры (Aster). Служит обычно зимующим органом и органом вегетативного размножения.

Корневище несет листья, почки и придаточные корни. Листья могут быть либо пленчатые (мелкие тонкие, беловатого или коричневатого цвета), как у пырея, либо только надземные зеленые, как у ириса.

На рис. 21.4 изображено корневище ириса.

Рис. 21.4. Схема строения корневища ириса.

СТОЛОН. Ползучий горизонтальный стебель, стелющийся по поверхности почвы, как, например, у ежевики (Rubus), крыжовника (Ribes grossularia), черной и красной смородины (Ribes spp.). Столон не служит зимующим органом. Корни придаточные, отходящие от узлов.

Схема строения типичного столона представлена на рис. 21.5.

Рис. 21.5. Обобщенная схема строения столона.

УСЫ (ПЛЕТИ). Это разновидность столонов, которые быстро растут в длину, как, например, у земляники (Fragaria) или у лютика ползучего (Ranunculus repens).

Ус несет пленчатые листья с пазушными почками, которые дают начало придаточным корням и новым растениям. После укоренения новых растений прежние усы в конце концов отмирают. В роли уса может выступать главный стебель; ус может также расти от одной из нижних пазушных почек на главном стебле, как показано на рис. 21.6. У земляники пленчатые листья и пазушные почки имеются на каждом узле, но корни и подземные листья образует лишь каждый второй узел. Все пазушные почки могут давать начало новым усам.

Рис. 21.6. Схема строения уса земляники.

КЛУБЕНЬ. Подземный запасающий орган, раздутый в результате накопления питательных веществ и способный перезимовывать. Клубни живут только один год, а затем, после того как их содержимое будет использовано во время вегетационного периода, они ссыхаются. К концу вегетационного периода образуются новые клубни, но они возникают не из старых клубней (в отличие от клубнелуковиц, возникающих из прежних клубнелуковиц).

Стеблевые клубни представляют собой структуры, образующиеся на концах тонких корневищ, как у картофеля (Solanum tuberosum). На их стеблевое происхождение указывает наличие пленчатых листьев и почек в пазухах (рис. 21.7). В следующем вегетационном периоде каждая такая почка может дать начало новому растению. Поскольку у каждого растения бывает по несколько клубней, а у одного клубня — по несколько почек, размножение происходит очень быстро.

Рис. 21.7. А. Стеблевой клубень картофеля. Б. Растение картофеля в начале вегетационного периода.

Корневые клубни — это вздувшиеся придаточные корни, как, например, у георгины (Dahlia) (рис. 21.8). Новые растения развиваются из пазушных почек у основания старого стебля.

Рис. 21.8. Корневые клубни георгины.

МЯСИСТЫЕ СТЕРЖНЕВЫЕ КОРНИ. Стержневой корень — это главный корень, развивающийся из первичного корня зародыша. Корневая система стержневого типа характерна для двудольных растений. У некоторых растений, таких как морковь (Daucus), пастернак (Pastinaca), брюква (Brassica napus) и редька (Raphanus sativus), главный корень может утолщаться за счет развития ткани, содержащей запасные питательные вещества. Вместе с почками, расположенными у основания старого стебля, такие корни образуют зимующие органы и органы вегетативного размножения. На рис. 21.9 показаны мясистые стержневые корни двух типов.

Мясистые стержневые корни характерны для двулетних растений, у которых в первый год происходит только вегетативный рост. Затем они переживают зиму за счет подземного запасающего органа, а на второй год образуют цветки и семена и к концу года отмирают.

Рис. 21.9. Стержневые корни моркови и репы.

ПОБЕГИ. До начала цветения злак представляет собой пучок побегов (см. рис. 2.41). Каждый побег состоит из нескольких листьев, развивающихся на очень коротком стебле из узлов у основания листьев. То, что выглядит на нецветущем злаке как стебель, образовано в основном из небольшого числа листовых влагалищ, свернутых в цилиндры, находящиеся один в другом. В месте прикрепления каждого листа к стеблю имеется пазушная почка. Из нее может вырасти еще один побег, что частично зависит от таких факторов, как наличие минеральных веществ и температура. Каждый побег генетически и структурно идентичен исходному побегу. Иногда побеги появляются в виде столонов или корневищ (как у пырея ползучего), которые в конце концов дают начало новым побегам, независимым от исходного растения; иными словами, происходит вегетативное размножение. Однако обычно группа побегов рассматривается как одно растение.