БИОЛОГИЯ. ОБЗОР ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

 

 

Лист. Функции и строение листа

 

В процессе эволюции листья возникли в результате уплощения боковых веточек древних растений типа риниофитов. Превращение веточек в плоские органы резко увеличило поверхность надземной части растений, при вело к интенсификации фотосинтеза и испарения воды и послужило важным шагом на пути прогрессивной эволюции растений.

 

 

Лист осуществляет три основные функции — фотосинтез, газообмен и испарение воды (транспирацию) Строение листа в полной мере обеспечивает выполнение этих функций.

 

Лист включает две основные части — листовую пластинку и черешок. Листья, не имеющие черешка, называются сидячими. У некоторых видов при основании черешка развиваются прилистники.

 

По форме листья бывают округлыми, ланцетовидными, стреловидными и т. д. Листья подразделяют на простые и сложные. Простой лист состоит из листовой пластинки и черешка, сложный имеет несколько листовых пластинок, расположенных на одном черешке ( 102). Простые листья могут быть цельными и лопастными. Цельные листья свойственны многим деревьям — березе, тополю, липе, груше, вишне и др. У лопастных листьев пластинка рассечена, в результате чего возникают лопасти (листья клена, дуба). У сложных листьев несколько листовых пластинок могут прикрепляться в одной точке (пальчатосложные листья у каштана, люпина). Различают также перисто- сложные листья, у которых листовые пластинки прикрепляются по всей длине черешка. Перистисложные листья бывают двух видов: парноперистые и непарноперистые. Парноперистые заканчиваются парой листовых пластинок (например, у гороха), непарноперистые—одним листком (рябина).

 

Листовые пластинки пронизаны жилками ( 103), которые представляют собой проводящие пучки. Помимо проведения растворов жилки придают листьям прочность. Жилкование может быть перистым или сетчатым (у двудольных растений), параллельным или дуговым (у однодольных). Край листовой пластинки может быть ровным или изрезанным.

 

Листья располагаются на стеблях в определенном порядке. Если они сидят на стебле по одному, чередуясь друг с другом, такое расположение называется очередным (береза, яблоня, роза). При супротивном расположении листья находятся по два друг против друга, при мутовчатом — прикрепляются к стеблю пучками — мутовками.

 

Характер расположения листьев на стебле и их неодинаковые размеры обеспечивают примерно одинаковую освещенность всех листьев.

 

Строение листа

 

Сверху и снизу лист покрыт эпидермисом — клетками кожицы, защищающей лист от высыхания, механических и других повреждений, от проникновения микроорганизмов в ткань листа. Между верхним и нижним эпидермисом находится хлорофиллонос- ная паренхима. Ее клетки различны по строению ( 104). Клетки, примыкающие к верхнему эпидермису, образуют столбчатую ткань. Они располагаются перпенди кулярно поверхности листа и плотно примыкают друг к другу. У большинства растений столбчатая ткань однослойная, иногда двухслойная. Ее клетки содержат множество хлоропластов, осуществляющих фотосинтез.

 

 

К нижнему эпидермису примыкает губчатая ткань, состоящая из клеток неправильной формы с пространствами между ними — межклетниками. Хлоропластов в клетках губчатой ткани меньше; помимо фотосинтетической функции эта ткань осуществляет функцию газообмена.

Газообмен и испарение воды осуществляются через специальные образования — устьица ( 105). Усть ице состоит из двух клеток эпидермиса, которые называются замыкающими. Между замыкающими клетками имеется щель, которая открывается или закрывается в зависимости от величины тургорного давления в них. Щель ведет в воздушную полость, кр 1я которой составляют паренхимные клетки. На 1 мм' поверхности листа располагается от 40 до 300 устьиц. При этом у наземных растений устьица находятся на нижней стороне листа, у водных — на верхней. Через устьица в межклетники фотосинтезирующей паренхимы поступает СО? и выходят Ог и Н20.

 

Процесс испарения воды листьями имеет большое значение в жизни растения. Испарение способствует передвижению воды и растворенных в ней веществ от корней к листьям, охлаждению растения и служит защитой от перегрева. У видов, интенсивно испаряющих воду, разнииа между температурой воздуха и температурой листа может достигать 15 °С. Интенсивность испарения pe^HpveTCH при помощи устьиц. Освещение листа приводит к открыванию устьиц, в темноте они закрыты. Устьица закрываются также днем, в сильную жару. Происходит это следующим образом. Замыкающие клетки устьиц содержат хлоропласты. При освещении листа в них начинается фотосинтез, образуются сахара и осмотическое давление в клетках возрастает. Вследствие усиленного притока воды тургор замыкающих клеток увеличивается, их стенки растягиваются и устьичная щель раскрывается. При отсутствии фотосинтеза (в темноте) и при усиленном испарении воды в жаркий день тургор замыкающих клеток ослабевает и устьица закрываются.

 

В состав листа входит и механическая ткань, наряду с жилками обеспечивающая его упругость и эластичность. Механическая прочность листа у ряда растений увеличивается благодаря восковидному налету, покрывающему эпидермис.

 

Влияние экологических факторов на строение листа. Строение листьев в большой мере зависит от условий обитания растений. Например, у водных растений листья тонкие, механическая ткань и сосудисто-волокнистые пучки слабо развиты. Слабое развитие проводя щих пучков обусловлено тем, что водные растения по глощают СОг и минеральные соли непосредственно из воды через клетки эпидермиса, а почти полное отсутствие механических тканей — тем, что листья поддерживаются водой. В тканях водных растений хорошо развиты межклетники, воздушные полости, что улучшает газообмен и повышает их плавучесть. У плавающих листьев устьица расположены только на верхней стороне листа, у погруженных листьев устьиц нет. Особенностью водных растений является и нахождение хлоро- пластов в клетках эпидермиса. У наземных растений- в эпидермисе хлоропластов нет, за исключением замыкающих клеток устьиц.

 

В засушливых местообитаниях листья могут служить для запасания воды (алоэ), которую они очень медленно расходуют. У таких растений воды испаряется очень мало благодаря малому числу устьиц и сильному развитию кутикулы. Приспособлениями к существованию в засушливых местах служат также утолщения стенок эпидермиса и образование покровными клетками воскового налета, густое опушение листьев. У некоторых растений устьица находятся в углублениях листа, что также уменьшает испарение. Листья многих злаков в жаркое время дня свертываются в трубку. Устьица оказываются на внутренней поверхности трубки и изолируются от окружающего сухого воздуха. В полости трубки концентрация водяных паров повышается, что приводит к ослаблению транспирации.

 

Видоизменения листьев. В процессе приспособления к условиям окружающей среды листья помимо основных приобретают дополнительные функции. Защитную и влагосберегающую роль играет преобразование листьев в колючки у барбариса и кактуса. У гороха видоизменением листьев являются усики, с помощью которых растение цепляется за опору. У репчатого лука листья превратились в сочные чешуи, запасающие питательные вещества. Тонкие наружные чешуи играют защитную роль.

 

Обитание растений на почвах, бедных азотистыми веществами, привело к формированию из листьев ловчих аппаратов, служащих для захвата и переваривания насекомых (росянки, некоторые лианы).

 

 

К содержанию книги: Мамонтов. Биология, пособие

 

Смотрите также:

 

Тимирязев. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ  ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ  Самые древние растения

 

появление семенных растений на Земле. СЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ