Слайд 1Лекция 6.
Анатомия стебля
(продолжение)
Эволюционное усложнение первичной структуры стебля. Стелярная теория.
Вторичное утолщение
стебля и работа камбия.
Анатомия многолетних стеблей с длительным вторичным утолщением.
Особенности
конуса нарастания и анатомия стеблей различных систематических групп растений.
Слайд 21. Эволюционное усложнение первичной структуры стебля
К 70 гг 19 века
сформировалось представление о том, что стебель состоит из 3-х систем
тканей:
эпидермы,
основной паренхимы,
проводящих пучков.
Но изучение всего многообразия в строении и распределении проводящих пучков на основе этих представлений не могло дать четкой картины эволюции разных типов строения стебля (т. е. его стелы).
Это затруднение было преодолено стелярной теорией, основы которой заложил в конце 19 века французский ботаник Ван Тигем.
Слайд 3Стелярная теория
Были установлены стелярные типы, характерные для крупных групп высших
растений и эволюционная преемственность этих типов.
Слайд 41. Гаплостела
«Гаплос» (греч.) - простой
Представляет сплошной тяж Кс, покрытый
слоем Фл.
Свойственна теломам риниофитов
Слайд 52. Актиностела
«Актинос» (греч.) - луч
Кс на поперечном срезе –
в форме звезды, закладывается экзархно, развивается центростремительно.
Переход от гапло- к
актиностеле обусловлен появлением пучков, идущих в боковые органы побега.
Характерна для плауновидных.
Слайд 63. Сифоностела
«Сифон» - трубка.
Появляется сердцевина, что дает возможность существования
более крупных организмов, т. к. перемещение прочной ксилемы на периферию
стебля и образование трубчатой конструкции сделали стебель более прочным.
Паренхимная сердцевина обеспечивает запас в-в.
Пример: подмаренник.
Слайд 74. Диктиостела
«Диктион» - сеть.
Усложнение связано с развитием крупных листьев
и боковых побегов: сифоностела рассекается паренхимой на крупные отдельные пучки.
На поперечном срезе – прерывистое кольцо.
Пример: папоротники.
Слайд 85. Эустела
«Эу» - истинный
Составлена коллатеральными открытыми пучками с эндархной
ксилемой.
Пример: двудольные растения
Слайд 96. Атактостела
«а» - отрицание; «тактос» - расположение в порядке
Пучки
закрытые, распределены по всему поперечному сечению стебля.
Пример: однодольные растения.
Слайд 112. Вторичное утолщение стебля и работа камбия
Камбий может возникать как
непрерывный слой (или кольцо) в прокамбии и длительно откладывать сплошные
слои вторичной Кс и Фл.
Если камбий закладывается в прокамбиальных пучках, он называется пучковый камбий. Между его прослойками закладывается межпучковый камбий.
Пучковый и межпучковый камбий могут впоследствии сливаться и образовывать общий камбиальный слой (у деревьев и кустарников)
У некоторых травянистых растений пучковый камбий откладывает только вторичные Кс и Фл, а межпучковый – только механические элементы и паренхиму.
Слайд 12Деление клеток камбия происходит тангенциально (параллельно плоским сторонам клеток)
Вторичная Кс
– древесина. Вторичная Фл – луб.
В сторону Кс обычно откладывается
больше клеток, чем в сторону Фл. Поэтому вторичная древесина нарастает быстрее луба.
Камбий состоит из тонкостенных клеток, заостренных на концах и вытянутых вдоль оси стебля.
Плоские широкие стороны обращены к Фл (наружу) и Кс (внутрь). Остальные клетки смыкаются с соседними клетками камбия.
Совокупность похожих на клетки камбия клеток – это камбиальная зона.
инициальная клетка
камбия
вн
нар
Слайд 13Среди основных клеток камбия возникают группы коротких инициальных клеток, дающих
начало лубодревесинным лучам (вторичным сердцевидным лучам). Это – лучевые инициали
(ЛИ).
ЛИ возникают путем поперечного деления веретеновидных инициальных клеток камбия (ВИ).
Камбий может быть неярусным (напр. у грецкого ореха – рис. 1) и ярусным (у белой акации – рис. 2).
Слайд 143. Анатомия многолетних стеблей с длительным вторичным утолщением
У древесных семейств
растений камбиальное утолщение идет длительные годы.
В центре ствола – древесина
(до 90 % всего объема стебля).
На поверхности древесины – тончайшая камбиальная зона и один слой инициальных клеток камбия.
Наружу от камбия – вторичная кора: вторичная Фл (луб) + остатки первичной Фл и первичной коры + перидерма.
Из наружных слоев вторичной коры развивается третичная ткань – корка.
Слайд 16Слои тканей на поперечном срезе молодой ветки
древесного растения
Слайд 17Массовый транспорт веществ идет по молодым слоям луба и древесины
(около камбия). Луб теряет проводящую способность через год, древесина –
через несколько лет.
Т. о. около камбия – тонкий слой постоянной толщины – жизнедеятельные проводящие ткани.
Значение мертвых тканей:
древесина – опорная функция;
кора – защита внутренних тканей.
Слайд 18Строение древесины
Главная масса древесины составлена клетками без живого содержимого (сосуды,
трахеиды, волокна).
Среди них – живые элементы лучевой и вертикальной парехнимы.
Образуется связная система для запасания и передвижения запасных веществ.
Древесина выполняет свою водопроводящую функцию только до тех пор, пока в ней содержатся живые элементы.
Горизонтальные ленточки древесинных лучей образуются лучевыми инициалями камбия. Все остальные элементы – из веретеновидных клеток камбия.
Слайд 19Весной камбий образует преимущественно водопроводящие элементы – сосуды (1) и
проводящие трахеиды (2).
Летом образуются узкие элементы с толстыми стенками –
волокнистые трахеиды (3) и древесинные волокна (4).
Переход от весенней древесины к летней – постепенный,
а от летней к весенней следующего года – резкий. Обра-
зуется годичное кольцо.
Слайд 20У некоторых растений образуются тилы – выросты живых клеток, внедряющиеся
в полость сосуда и закупоривающие его.
В тилах накапливаются смолы
и дубильные вещества. Это предохраняет многолетние стебли, содержащие много мертвых элементов, от гниения.
Слайд 21Особенности строения древесины голосеменных растений
Основная масса древесины – трахеиды длиной
до 4 мм. Располагаются правильными радиальными рядами.
В ранней древесине трахеиды
тонкостенные, с хорошо выраженными порами (водопроводящие), в поздней – толстостенные с узкими полостями и порами (опорные).
Граница между годичными слоями выражена очень резко.
Слайд 22Среди трахеид проходят лучи, составленные клетками двух типов:
1 –
Верхний и нижний ярусы состоят из мертвых клеток с окаймленными
порами – лучевые трахеиды. Функция – водопроведение.
2 – Средний ярус – живые клетки. В них накапливаются и передвигаются пластические вещества.
В древесине также имеется система вертикальных и горизонтальных смоляных каналов.
В стволах хвойных деревьев вода движется медленнее, чем у лиственных пород (т. е. покрытосеменных). → Быстрый расцвет п/семенных и расселение их на больших пространствах.
Слайд 23Строение луба
Луб также состоит из элементов двух систем – вертикальной
и горизонтальной.
Вертикальная система – это
ситовидные элементы,
клетки-спутницы,
вертикальные тяжи лубяной паренхимы,
лубяные волокна
→ твердый луб
Горизонтальная (радиальная) система – это лубяные лучи.
мягкий луб
Слайд 24Кора по мере утолщения стебля деформируется в двух направлениях:
Растягивается по
окружности → разрастание клеток паренхимы первичных лучей.
Сдавливается в радиальном направлении
→ перестает через год проводить вещества.
На поверхности коры формируются вторичные и третичные покровные ткани.
Слайд 254. Особенности конуса нарастания и анатомия стеблей различных систематических групп
растений
1. Однодольные растения.
Отсутствует камбий.
Проводящие пучки закрытого типа, возникающие из проводящих
пучков.
Листья сильно развиты.
Камбиального утолщения нет.
Тип стелы – атактостела.
Если в стебле есть воздушная полость, пучки располагаются по периферии. Стебель – соломина. В нем хорошо развита склеренхима.
Слайд 26Хорошо выражен рост усиления: апикальная меристема проростка по мере роста
сильно увеличивается в диаметре → форма стебля обратно-конусовидная, затем становится
цилиндрической. (Хорошо выражено у старых пальм).
Часто на стеблях возникают дополнительные придаточные корни. (Кукуруза).
У некоторых растений – значительное вторичное утолщение, но не за счет камбия (у драцен, алоэ и др.). На периферии стебля формируется зона клеток меристемы. Наружу откладывается покровная ткань, внутрь – основная паренхима и пучки закрытого типа.
Слайд 27Споровые растения
У большинства высших споровых растений на верхушке апекса есть
одна инициальная клетка меристемы (у мхов и хвощевидных) или несколько
(до 5) инициальных клеток (у плауновидных и папоротниковидных).
II далее делится:
периклинально
( ║ поверхности апекса) → рост в длину
антиклинально
( ┴ поверхности апекса) → рост в толщину
Слайд 282. Стебли плауновидных
Типы стел обусловлены микрофилией: актиностела и плектостела (производная
от актиностелы).
Плектостела: флоэма не только окружает тяжи ксилемы снаружи,
но и есть в промежутках между ними → слоистая структура на поперечном срезе.
Ксилема экзархная, развивается центростремительно. Состоит из трахеид, поры их боковых стенок расположены в лестничном порядке.
Флоэма – из ситовидных клеток с мелкими ситовидными полями, расположенными неупорядоченно.
Слайд 293. Стебли папоротниковидных
Типы стел – сифоностела и диктиостела, обусловлены макрофилией
(крупные листья). Многочисленны листовые следы и листовые лакуны. Внутри –
сердцевина.
Ксилема закладывается мезархно (в центре прокамбиального слоя) или эндархно. Представлена трахеидами.
При сифоностеле: Фл может быть снаружи от Кс, либо – и снаружи, и внутри (дополнительный слой внутренней Фл).
Флоэма представлена ситовидными клетками с угловатыми ситовидными полями.
Слайд 30Стебли хвощевидных
Стебли полые, с воздухоносной полостью в центре и мелкими
воздушными полостями в ложбинах между ребрами стебля.
Вдоль ребер – закрытые
коллатеральные пучки.
Тип стелы – модификация эустелы – артростела (arthrus – членистый):
В узле каждый пучок расщепляется на 3 веточки:
1 – в лист,
две другие – соединяются в следующем
узле с соседними веточками →
членистая сеть.