Дырочка в стебле растения. Стебель

Стебель - это часть растения, выполняющая важнейшие функции. Именно он соединяет в единое целое все структурные части побега: почки, листья и цветки. В нашей статье мы рассмотрим особенности строения этого органа.

Побег и его строение

Надземную часть растений называют побегом. Стебель является его осевой частью, а листья - боковой. Место крепления последних называется узлом. Листья осуществляют процессы фотосинтеза, газообмена, вегетативного размножения, а также транспирации - испарения воды. Расстояние между ними называют междоузлием.

На стебле располагаются и почки. Они являются зачаточными побегами с укороченными междоузлиями. В зависимости от строения из почки развиваются либо листья, либо цветки.

Стебель растения

Даже невооруженным глазом видно, что оси побега разных растений отличаются своим строением. Так, поперечный срез стебля березы будет округлой формы, осоки - трехгранным, валерианы - ребристым.

Отличаются они и характером поверхности, которая может быть гладкой, шероховатой, голой или покрыта шипами и колючками. Такие особенности обеспечивают приспособление определенных видов растений к окружающей среде.

Разнообразие стеблей

По направлению роста и расположению в пространстве также различают несколько типов стеблей. Большинство из них являются прямостоячими. Такая особенность обеспечивает наиболее выгодное листорасположение для осуществления фотосинтеза.

Стебли бобовых обвиваются вокруг опоры и цепляются за нее с помощью видоизмененных листьев. А вот у клубники и земляники они ползучие. После плодоношения эти растения формируют усы. Это ползучие стебли с длинными междоузлиями. Их основной функцией является вегетативное размножение растений.

По продолжительности жизни различают одно- и многолетние растения. Все они являются травянистыми. Однолетние живут на протяжении только нескольких месяцев. Особенностью строения их стеблей является то, что вегетативные и генеративные органы они формируют уже на первом году жизни.

У двухлетних растений в течение первого года развиваются только побег и стебель. К осени в них накапливается значительный запас воды и питательных веществ. За их счет растения переносят неблагоприятные условия. Весной двухлетние растения зацветают, формируя затем плоды и семена.

Среди многолетних растений встречаются травянистые жизненные формы, кустарники и деревья. Все молодые стебли имеют зеленый цвет и осуществляют процесс фотосинтеза. Далее у древесных форм в покровной ткани накапливаются вещества, придающие им прочность.

Что такое ствол?

Отличаются растения также количеством и расположением стеблей. У кустарников он начинает ветвиться от самой поверхности почвы. В результате формируется сразу несколько боковых побегов. Типичными примерами кустарников являются смородина, японская вишня, шиповник, крыжовник.

У полыни и шалфея от многолетней нижней части каждый год отрастают травянистые побеги. Таким образом, они одревесневают лишь частично. Такие структуры называются полукустарниками.

А вот у деревьев есть только один главный стебель. Он называется ствол. На нем из вегетативных почек развиваются боковые побеги, совокупность которых называется крона.

Внутреннее строение стебля

Стебель - это вегетативный орган, выполняющий сразу несколько функций. Это возможно благодаря тому, что его внутренняя структура представлена несколькими частями.

Внешний слой стебля называется кора. Он расположен снаружи от боковой образовательной ткани - камбия. Кора состоит из двух структур: пробки и луба. Снаружи стебля располагается покровная ткань. Это и есть пробка. Она образована мертвыми клетками, которые защищают внутреннюю часть стебля от механических повреждений и чрезмерного испарения воды.

Под пробкой находится слой основной ткани, а далее - луб. Он является совокупностью сразу нескольких типов тканей. Проводящая представлена ситовидными трубками, по которым осуществляется нисходящий ток. Элементы механической ткани обеспечивают прочность стебля. Они называются лубяные волокна. В состав луба входит и основная ткань, которая составляет его основную массу.

Под корой находится камбий. Это боковая образовательная ткань, за счет которой стебель растет в толщину. У травянистых растений этот слой отсутствует. Изнутри к клеткам камбия прилегает древесина. В ее состав также входит несколько типов тканей. Механическая и проводящая представлена мертвыми клетками с одревесневшими стенками. Основная ткань выполняет запасающую функцию. В ее живых клетках откладываются смолы, масла и крахмал.

Центральная часть стебля называется сердцевиной. Ее крупные клетки имеют тонкие стенки. Они рыхло располагаются из центра стебля в виде лучей. Такая особенность обеспечивает передвижение веществ между различными частями стебля.

Образование годичных колец

Каждый из нас замечал на поперечном срезе стеблей многолетних растений концентрические кольца. Причем темные и светлые полосы на них четко чередуются. Как и почему стебель "создает" такие рисунки?

Каждая такая пара кругов (темное и светлое) - это годичное кольцо. Эта структура является результатом деятельности камбия. Его клетки начинают активно делиться весной, формируя древесину. На срезе она представлена белыми полосками. Летом интенсивность этого процесса значительно снижается. Камбий формирует элементы механической и проводящей ткани. На срезе это темные полоски. Зимой деление клеток образовательной ткани полностью прекращается. Поэтому следующая белая полоса появится только весной.

Функции стебля

Являясь осевой частью, стебель соединяет растение в единое целое. Его можно назвать главной "транспортной магистралью". Стебель осуществляет восходящий и нисходящий ток в растении. В первом случае вода с растворенными в ней минеральными веществами движется от корня к листьям. Нисходящий ток происходит в обратном направлении. Углеводы, которые образовались в результате фотосинтеза, передвигаются от листьев к корню и остальным частям растения.

Что делает стебель еще? Он выполняет также и опорную функцию, поскольку на нем развиваются листья, почки, цветы и плоды. У некоторых растений в клетках его основной ткани накапливается вода. Ярким примером такого явления являются кактусы - типичные обитатели пустынь.

Видоизменения побега

Для выполнения дополнительных функций и приспособления к необычным условиям существования стебель и его части видоизменяются. Одним из примеров такой модификации является луковица. Ее стебель тонкий и плоский. Визуально он совсем непохож на этот орган растения. Но это стебель, поскольку на нем расположены почки и придаточные корни.

У пырея, вороньего глаза, валерианы и ландыша стебель располагается под землей. Внешне он напоминает корень. Однако, на стебле этих растений можно отчетливо выделить узлы, на которых находятся редуцированные листья - чешуйки. Такой видоизмененный стебель называется корневище. Он лишен зеленой окраски, поскольку развивается под землей. Поэтому функцию фотосинтеза выполняют листья. Они развиваются весной из почек корневища и являются надземной частью этих растений.

Если междоузлия стебля утолщаются, то формируются стеблевые клубни. У кольраби они надземные. В них откладываются запасные питательные вещества. А вот примером растений с подземными стеблевыми клубнями является всем хорошо известный картофель. Они используются не только как источник углеводов, но и для вегетативного размножения. На каждом клубне расположено несколько почек, которые называются глазки.

У винограда, дыни и огурца развиваются усики. Это вьющиеся стебли, с помощью которых растение обвивается вокруг опоры и крепится к ней. В результате стебель удерживается в определенном положении, которое наиболее благоприятно для протекания фотосинтеза.

Совсем другая функция у усов клубники и земляники. Их тонкие стебли имеют удлиненные междоузлия. Они способны укореняться в узлах и давать начало новым растениям.

Самые-самые

Среди стеблей разных растений можно выделить настоящих рекордсменов. Самым высоким из них является эвкалипт, который достигает невероятного показателя - 100 метров. А вот стебель баобаба славится своей толщиной. Некоторые экземпляры этого растения имеют 9 м в диаметре. Самым маленьким является стебель ряски с длиной 0,5 мм.

Есть среди стеблей и долгожители. К примеру, это танзанский баобаб, которому уже 5 тысяч лет, а также более молодой индийский фикус (баньян) - 3 тысячи лет.

В Америке произрастает удивительное дерево Пандо. Визуально оно выглядит как роща и насчитывает 47 тысяч стеблей. На самом деле, это одно дерево с общей корневой системой.

Итак, стебель - это осевая часть побега. Этот орган является вегетативным и выполняет следующие функции:

опорная - соединяет в единый организм все части растения;
транспортная - осуществляет движение воды от корня к листьям и в обратном направлении;
запасающая - обеспечивает наличие веществ, необходимых для того, чтобы растение смогло пережить неблагоприятные условий и дальнейшем нормально развиваться;
репродуктивная - реализует вегетативное размножение.

С точки зрения биологии, это часть растения, на которой располагаются листья и цветки, которая является продолжением сосудистой системы, берущей свое начало в корнях. Главной функцией стебля является доставка воды и необходимых минералов из почвы в листья и остальные части растения. Зеленые стебли также отвечают за питание и участвуют в фотосинтезе.

Стебель: его строение и значение

Ткани на конце стебля, способные к делению клеток и вызывающие его удлинение, называются верхушечными меристемами. Слои стебля включают эпидермис - это наружный слой из покрытых специальным растительным воском клеток, которые обеспечивает защиту от внешней среды. Первичные ткани связывают эпидермис и внутренние флоэмы, отвечающие за распределение продуктов фотосинтеза по всему растению. Ткани ксилемы распределяют воду и минеральные вещества от корней до самой верхушки, таким образом обеспечивая структурную поддержку в растениях. Ткани камбия являются слоем делящихся тканей, их рост позволяет стволу расти в ширину. Значение стебля заключается, прежде всего, в обеспечении веществами всего растения. Если его повредить или туго перевязать, то со временем ткани, лишенные питания, начинают медленно высыхать. Полная гибель наступает с отмиранием корневой системы. Части стебля включают также сердцевину, которая в старых древесных растениях заполнена жесткой ксилемой древесных волокон и используется для идентификации растений. Она может быть сплошной или полой. Ее сечение может быть округлым, треугольным или в форме звезды.

Внешние характеристики

Что такое стебель и как он выглядит? Вершина стебля является его основной точкой роста. Расположенные там рецепторы могут быть представлены в вегетативных почек и репродуктивных бутонов. Во многих растениях особый верхушечный гормон ауксин подавляет развитие боковых почек, тем самым ориентируя растение вверх, а не в сторону. Если верхушечную почку удаляют во время обрезки, то растущие из пазух листьев боковые почки будут развиваться активней, и стебель примет кустистую форму. Как правило, вершину прикрывают видоизмененные листы - почечные чешуйки, которые служат для защиты. Кора является внешней защитной тканью и развивается с возрастом.

Сосудистая система

Сосудистая система представлена сетью труб, по которым вода и питательные вещества транспортируются по всему растению, соединяя корни, стебель и листья. Не все представители флоры могут этим похвастаться, например мхи и водоросли получают питание диффузным путем. Сосудистые растения включает цветковые и шишконосные растения, а также папоротники. Система состоит из двух флоэмы и ксилемы. Ксилема представляет собой сеть труб, которая транспортирует воду и минеральные вещества по всему растению. Кроме этого, она также обеспечивает вторичную функцию - структурную поддержку, ее можно сравнить с позвоночником, который помогает держать вертикальное положение. Текстура стебля часто зависит от количества этой ткани, например ее очень много содержится в древесных стволах, в цветах ее намного меньше.

Распространенные разновидности стеблей

Древесные. Сюда относят вертикально растущие деревья с относительно большой сердцевиной, а также кустарники (розы, виноград, ежевика, малина).
Видоизмененные. Например, тюльпаны, лилии и лук имеют утолщенный подземный стебель с мясистыми листьями. У гладиолуса короткий, утолщенный подземный стебель с укороченными чешуйчатыми листьями. Сжатый стержень, с растущими над и под корнями листьями и цветами имеют клубника, одуванчик, африканская фиалка.
Горизонтальные. Например, надземные побеги клубники, ириса.
Вьющиеся стебли (хмель, жимолость, фасоль).
Виды стеблей включают в себя также клубень, например у картофеля.
Бугристый ствол, короткий и уплощенный, имеется у бегонии, георгины. В отличие от клубней, которые имеют рассеянные рецепторы, клубневидные стебли имеют только листовые почки на вершине.

Функции стебля

1. Он поддерживает листья, цветки и плоды, связывая их с корнями. У деревьев и кустарников главный стебель или ствол характеризуется прочной столбчатой структурой.

2. Он является проводником воды, питательных веществ и продуктов фотосинтеза. Его транспортная система устроена таким образом, что становится возможным вертикальное и латеральное передвижение внутри растительного организма.

3. Способность сохранять воду и продукты фотосинтеза является жизненно важной функцией стеблей таких растений, как кактусы и пальмы.

4. Молодой зеленый стебель играет второстепенную роль в производстве продуктов питания за счет процесса фотосинтеза, но у некоторых видов (например, кактусов) стержень является главным фотосинтезирующим органом.

5. Он служит средством бесполого размножения у многих видов растений, в том числе черенкованием.

Части стебля

Все стебли покрытосеменных растений, в том числе тех, которые сильно изменены, имеют узлы, междоузлия, почки и листья. Узел - это точка, из которой растут листья или бутоны. Участок между ними называется междоузлием. Бутон - это эмбриональный ствол, который имеет потенциал для роста и развития. Он может перерасти в лист или цветок. Такие почки именуются как листовые почки, бутоны и смешанные почки. Многие из них остаются в состоянии покоя в течение определенного периода, потом вырастают в отдельные части или встраиваются естественным образом в стволовые ткани и являются малозаметными. Деревья и кустарники, помимо основного стебля, как правило, имеют также боковые ветви, к которым прилагаются более мелкие веточки. Кроме листьев и бутонов, могут присутствовать другие структуры в виде волосков, являющихся выростами эпидермальных клеток, шипов и прилистников.

Размеры стебля

Отвечая на вопрос о том, что такое стебель, важно учитывать также и его размеры. Применительно ко всем растениям он чаще всего является надземной частью, которая обеспечивает структурную поддержку и служит посредником и проводником между корневой системой и листьями. Стебли различаются по размеру, начиная с небольшого росточка лозы до 15-метрового в диаметре дерева!

Значение

Что такое стебель? Можно сказать, что это центральная ось, к которой крепятся все остальные детали. У большинства растений они расположены над поверхностью, но у некоторых видов может быть скрыт под землей стебель. Его строение и значение неразрывно связаны между собой. Благодаря уникальной и питательные вещества доставляются как к листьям, так и к корням. Значимость стебля переоценить невозможно, перекрытие этой жизненно важной артерии приводит к гибели растения. Существует большое количество возможностей промышленного применения, включая деревообработку (бревна, дрова, пиломатериалы). Это также богатый источник целлюлозы для изготовления бумаги, отдельные виды стеблей могут быть источником питания. Его волокна в обработанном виде входят в состав лекарств, латекса, дубильных веществ, красок и многого другого. Некоторые типы стеблей используются для бесполого или вегетативного размножения растений.

Огромное количество сфер применения

Существуют тысячи видов растений, чьи стебли имеют огромное значение для сельского хозяйства, например картофель. Стебли являются основным источником сахара. получают из стволов кленов. Из овощей используются стебли спаржи, кольраби и водяной орех. Пряная корица - это кора. Гуммиарабик является пищевой добавкой, полученной из стволов акации. Чикле - это основной ингредиент жевательной резинки, добывается из дерева чикле. Из бамбука делают бумагу, мебель, лодки, музыкальные инструменты, удочки, водопроводные трубы и даже строят дома. Пробка получается из коры пробкового дуба. Ротанг, используемый для мебели и корзин, сделан из стеблей тропической пальмы. Самым ранним примером использования этой важной части растения является папирус, популярный в Древнем Египте. Янтарь - это окаменевший сок из стволов деревьев, используется для украшений и может содержать останки древних животных. Смолы из хвойной древесины используются для производства скипидара и канифоли.

Стебель.

В типичных случаях это - осевой полисимметричный орган неограниченного роста, несущий листья и почки; увеличение в длину происходит путем верхушечного и вставочного роста, ветвление и из наружных тканей (экзогенно).

Стебель обеспечивает связь между листьями и корнями, обусловливает образование мощной ассимиляционной поверхности листьев и наилучшее размещение их по отношению к свету, служит вместилищем запасных продуктов. Стебли (как и корни) древесных растений могут достигать возраста 4 - 6 тыс. лет (мамонтово и драконово деревья). У некоторых трав возраст стебля ограничен всего 30 - 45 днями (растения-эфемеры).

Макроскопическое строение.

Форма поперечного сечения стебля чаще всего бывает цилиндрической, но у травянистых растений встречаются стебли трехгранные (осоки), четырехгранные (яснотковые), крылатые (чина лесная), плоские (рдест).

Длина стеблей колеблется в больших пределах: от 280 - 300 м (лазящие стебли ротанговых пальм) до 1,5 мм (водное растение вольфия).

Микроскопическое строение.

Наземные условия обитания, более разнообразные и контрастные, чем почвенные, обусловили более сложное и многообразное строение стебля по сравнению с корнем.

Первичное строение . На верхушке стебля расположена первичная меристема (конус нарастания). На уровне зачаточных листьев закладывается прокамбий, формирующий первичную флоэму и ксилему. Наружу от прокамбия обособляется первичная кора, внутрь - сердцевина. Поверхностный слой клеток конуса нарастания дифференцируется в эпидерму. Так возникает первичное строение. При первичном строении ткани стебля, как и корня, делят на два комплекса: первичную кору, покрытую эпидермой, и центральный цилиндр.

Первичную кору составляют следующие ткани: механическая, расположенная под эпидермой; паренхима, значительная часть клеток которой содержит хлоропласта; эндодерма - внутренний слой первичной коры, клетки которого часто содержат крахмальные зерна, и тогда его называют крах мало поеным влагалищем.

Наружный слой центрального цилиндра называют перициклом. Он состоит из одного или нескольких рядов паренхимных клеток, из которых могут возникать вторичные меристемы - камбий и феллоген, придаточные корни и почки. Иногда перицикл наряду с паренхимой содержит и склеренхиму (перициклические волокна). Внутрь от перицикла располагаются проводящие ткани, возникающие из прокамбия. В центре расположена сердцевина, состоящая из крупноклеточной тонкостенной паренхимы, где могут откладываться запасные продукты.

У голосеменных и двудольных покрытосеменных прокамбий закладывается отдельными тяжами, расположенными по окружности. Следовательно, проводящие ткани при первичном строении также располагаются отдельными пучками по окружности и разделены участками паренхимы, образующими первичные сердцевинные лучи. У однодольных тяжи прокамбия, а также дифференцирующиеся из него сосудисто-волокнистые пучки располагаются произвольно по всей толще центрального цилиндра, включая сердцевину.

Вторичное строение . Как и у корня, оно связано с возникновением вторичной меристемы - камбия, поэтому бывает только у голосеменных и двудольных покрытосеменных. Камбий закладывается в центральном цилиндре между первичной флоэмой и первичной ксилемой. Он образуется из прокамбия и паренхимы первичных сердцевинных лучей. В центробежном направлении камбий дифференцируется во вторичную кору, состоящую из вторичной флоэмы (вторичного луба) с типичными для нее элементами: ситовидными трубками, сопровождающими клетками, лубяными волокнами, лубяной паренхимой, а также из паренхимы сердцевинных лучей. В центростремительном направлении камбий откладывает вторичную древесину, состоящую из сосудов, трахеид, древесинных волокон, древесинной паренхимы, а также паренхимы сердцевинных лучей. Элементов вторичной древесины обычно откладывается намного больше, чем элементов вторичной коры. В результате деятельности камбия стебель разрастается в толщину. При переходе во вторичное строение первичная кора стебля продолжает функционировать и отмирает не сразу, как у корня. Таким образом, при вторичном строении стебель состоит из эпидермы, или пробки, первичной и вторичной коры, камбия, вторичной и первичной древесины, сердцевины.

Структурное разнообразие вторичного строения стеблей обусловлено разнообразием первичной структуры, а также особенностями деятельности камбия. Наиболее широко распространены следующие типы вторичного строения стебля: непучковое, переходное, пучковое.

При непучковом строении прокамбий закладывается цилиндром и вскоре преобразуется в камбий. Следовательно, и при первичном, и при вторичном строении элементы флоэмы и ксилемы располагаются также сплошным цилиндром. Этот тип строения свойствен древесным растениям (хвойным и лиственным), а также некоторым травянистым (подмаренник, ипомея, лен и др.).

У сосны в центре стебля находится небольшой участок тонкостенных паренхимных клеток - сердцевина. К периферии от нее располагается древесина (ксилема), занимающая большую часть стебля. Она состоит из трахеид, образующих концентрические, слои — годичные кольца. Годичное кольцо возникает из-за периодичности функционирования камбия, который весной дифференцируется в тонкостенные трахеиды с большой полостью, выполняющие проводящую функцию, а летом и осенью - в толстостенные трахеиды с малой полостью, выполняющие в основном механическую функцию. В древесине повсюду, но преимущественно в осенних участках годичных колец, расположены смоляные ходы. Массив трахеид пересекают по радиусу сердцевинные лучи, состоящие из одного ряда живых паренхимных клеток. По ним осуществляется передвижение веществ в горизонтальном направлении.

Таким образом, древесина сосны, как и других хвойных, имеет достаточно однородную и поэтому примитивную организацию: ни сосудов, ни древесинных волокон нет, а древесинная паренхима представлена только клетками сердцевинных лучей и эпителиальными клетками смоляных ходов.

Между древесиной и вторичной корой расположен камбий. Вторичная кора состоит из вторичной и первичной флоэмы и перициклической зоны. Между ситовидными клетками находятся более крупные округлые клетки лубяной паренхимы. Сердцевинные лучи и во флоэме состоят из одного ряда клеток, однако более крупных, чем в ксилеме. Снаружи от вторичной коры располагаются крупные клетки паренхимы первичной коры, среди которых заметны большие смоляные ходы.

Пробку составляют слои клеток с тонкими опробковевающими стенками, чередующиеся со слоями клеток с толстыми одревесневающими стенками.

Стебель липы имеет типичное для древесных двудольных растений строение. В центре расположен небольшой участок сердцевины, состоящий из тонкостенной паренхимы. Сердцевина окружена толстым слоем древесины. На границе с сердцевиной древесина образует небольшие выступы. Это участки первичной древесины, состоящие в основном из кольчатых и спиральных сосудов. Вторичная древесина, как и у сосны, имеет годичные кольца, весенние участки которых состоят из сосудов преимущественно с большим диаметром, летне-осенниеиз сосудов малого диаметра с преобладанием трахеид и древесинных волокон.

Вокруг древесины находится камбий, за которым располагаются участки флоэмы в виде трапеций, состоящие из слоев ситовидных трубок с сопровождающими клетками и лубяной паренхимы, чередующихся со слоями лубяных волокон. Между участками флоэмы находятся широкие сердцевинные лучи, сужающиеся в древесине до одного ряда клеток. За флоэмой и сердцевинными лучами - перициклическая зона из чередующихся по кругу групп лубяных волокон (против участков флоэмы) и паренхимы (против сердцевинных лучей). Участки флоэмы, паренхима сердцевинных лучей и перициклическая зона составляют вместе вторичную кору.

Снаружи от вторичной коры начинается первичная кора. К перициклической зоне примыкает эндодерма, которая у древесных растений выражена слабо и почти не отличается от следующей за ней паренхимы, состоящей из крупных клеток, в которых нередко имеются друзы оксалата кальция. Снаружи от паренхимы расположены пластинчатая колленхима и перидерма.

У некоторых растений (дуб, тис и др.) с возрастом в более старой части древесины накапливаются продукты обмена веществ - дубильные соединения, смолы, камеди, соли, в связи с чем она приобретает темный цвет. Это так называемая ядровая древесина. Светлый же слой древесины, расположенный ближе к коре, называют заболонью.

У стебля льна на поверхности расположены крупные клетки эпидермы, покрытые кутикулой. За эпидермой лежит небольшой слой мелких клеток хлорофиллоносной паренхимы коры. Первичная кора заканчивается волнистым рядом более крупных клеток эндодермы. Внутрь от эндодермы находятся плотные группы толстостенных крупных клеток, округлых или многогранных. Это лубяные волокна перициклического происхождения, ради которых и возделывают лен. Далее к центру расположен тонкий слой флоэмы, а за ней - камбий. Вторичная ксилема состоит из крупных пористых сосудов, трахеид и древесинных волокон. На границе с сердцевиной расположены мелкие кольчатые и спиральные сосуды первичной ксилемы. Ксилему пересекают сердцевинные лучи из паренхимных клеток с одревесневающими стенками. Сердцевина состоит из крупноклеточной паренхимы, которая в центре разрушается, образуя полость.

При переходном строении прокамбий закладывается отдельными тяжами, первичное строение пучковое. Камбий образуется из прокамбия и паренхимы первичных сердцевинных лучей. Пучковый камбий дифференцируется в элементы вторичной флоэмы и ксилемы. Межпучковый камбий дифференцируется, так же как и пучковый, в элементы флоэмы и ксилемы и образует новые пучки, расположенные между прежними. Постепенно те и другие разрастаются и могут сливаться. В результате деятельности межпучкового камбия в более старой части стебля появляется сплошной слой древесины и луба. Такое строение имеют травянистые растения (подсолнечник, топинамбур, бодяк и др.).

У стебля подсолнечника снаружи расположена эпидерма с крупными многоклеточными волосками, под ней находится механическая ткань - колленхима, а под колленхимой - небольшой слой паренхимы первичной коры, заканчивающийся извилистым слоем эндодермы. В паренхиме имеются схизогенные смоляные ходы. Таким образом, первичная кора состоит из колленхимы, основной паренхимы, эндодермы.

Внутрь от первичной коры расположен центральный цилиндр. Он начинается перициклической зоной, состоящей из участков склеренхимы, чередующихся по кругу с тонкостенной паренхимой. Тяжи склеренхимы расположены не произвольно, а в комплексе с коллатеральными проводящими пучками, они прилегают к флоэмной части пучка. Пучки открытые, расположены равномерно по окружности стебля. Несколько вогнутая зона пучкового камбия, выходя за пределы пучка, формирует выпуклую дугу межпучкового камбия. Широкая зона камбия - свидетельство активной его деятельности. Действительно, за два месяца стебель подсолнечника утолщается в 8 - 10 раз. Межпучковый камбий возникает из паренхимы сердцевинных лучей после того, как из прокамбия сформируются проводящие пучки и начинается деятельность пучкового камбия. Межпучковый камбий образует элементы нового проводящего пучка: ксилему к центру стебля и флоэму к его периферии. Постепенно новые и старые пучки разрастаются и сливаются. В результате деятельности межпучкового камбия образуются сплошной слой ксилемы с острыми выступами, вдающимися в сердцевину, и сплошной слой флоэмы. Крупноклеточная паренхима сердцевины составляет основную массу стебля.

При пучковом строении различие заключается в деятельности камбия. Пучковый камбий преобразуется в элементы вторичных флоэмы и ксилемы, межпучковый - только в паренхиму, образующую сердцевинные лучи. Таким образом, и при вторичном строении сохраняется пучковое расположение проводящих тканей. Такое строение можно наблюдать у ряда травянистых растений (кирказон, тыква, чистотел и др.).

У стебля кирказона эпидерма покрыта слоем кутикулы. Под ней расположена колленхима, чаще пластинчатая, иногда уголковая. Паренхима состоит из крупных тонкостенных клеток. В некоторых из них имеются кристаллы оксалата кальция в виде друз. Заканчивается первичная кора эндодермой.

Клетки наружного слоя центрального цилиндра - склеренхимы перициклического происхождения - на поперечном разрезе многоугольные, плотно прилегают друг к другу, стенки их толстые, пронизаны простыми порами. Внутренняя граница кольца склеренхимы волнистая, над пучками она приподнимается, между пучками опускается.

Коллатеральные проводящие пучки расположены в один ряд по кругу. Флоэма отличается от окружающей ее паренхимы более мелкими клетками. Она состоит из ситовидных трубок, сопровождающих клеток и тонкостенной лубяной паренхимы. Первичная флоэма, расположенная в наружной части пучка, деформирована. Вторичная ксилема, образованная камбием, включает сосуды большого диаметра (сетчато-пористые), древесинные волокна и древесинную паренхиму. Первичная ксилема, расположенная на границе с сердцевиной, состоит из небольшого числа кольчатых и спиральных сосудов малого диаметра и трахеид.

В пучке между ксилемой и флоэмой лежит камбиальная зона. Пучки разделены первичными сердцевинными лучами. На более поздних фазах роста в паренхиме сердцевинных лучей также образуется камбий. Тяжи межпучкового камбия примыкают к пучковому камбию, образуя сплошной камбиальный цилиндр. Межпучковый камбий дифференцируется только в паренхиму сердцевинных лучей.

Сердцевина состоит из рыхло расположенных паренхимных клеток. В некоторых из них также есть друзы.

Структура стеблей у травянистых двудольных растений более разнообразная, чем у деревьев и кустарников, что служит показателем их высокой специализации. К особенностям строения стеблей травянистых растений в отличие от древесных надо отнести: отсутствие или слабое развитие феллогена, значительную паренхиматизацию, ослабление деятельности камбия, редукцию механических и отчасти проводящих тканей.

Особенности строения стебля однодольных покрытосеменных . Как и корень, стебель имеет лишь первичное строение. Тип строения пучковый. Сосудисто-волокнистые пучки закрытые. На поперечных срезах они как бы беспорядочно рассеяны по всей основной паренхиме. Отчетливая граница между первичной корой и центральным цилиндром часто отсутствует. Для обеспечения механической прочности стебля наряду со склеренхимой пучков служат утолщенные и одревесневающие стенки клеток эпидермы и паренхимы. Хотя у однодольных камбий не образуется, некоторые из них (в основном древесные лилейноцветные) имеют вторичное утолщение за счет возникшего из перицикла кольца утолщения.

У стебля ржи под эпидермой расположен слой механической ткани, прерываемый участками хлорофиллоносной паренхимы. Над ней в эпидерме можно заметить устьичные аппараты. В более старых участках стебля стенки клеток хлорофиллоносной паренхимы одревесневают, как и стенки клеток эпидермы. В механической ткани, ближе к границе с основной паренхимой, находятся небольшие проводящие пучки. В основной паренхиме более крупные закрытые коллатеральные проводящие пучки располагаются в шахматном порядке в два, реже в три ряда. Первичная кора не выражена. В центре стебля сердцевина не сохраняется. При увеличении толщины стебля за счет роста клеток она разрывается и образуется полость, свойственная стеблям большинства злаков. Такой стебель называют соломиной.

Стебель кукурузы не имеет полости. Он заполнен основной паренхимой, по всей толщине пронизанной проводящими пучками. Под эпидермой расположен тонкий слой механической ткани. Первичная кора, как и у ржи, не выражена. Проводящие пучки закрытые коллатеральные. Во флоэме нет лубяной паренхимы, ситовидные трубки и сопровождающие клетки на поперечном срезе имеют вид сеточки. Ксилема содержит 3 - 5 сосудов, из них два крупных. Под сосудами имеется полость. Ксилема полуобъемлет флоэму. Пучок окружен слоем склеренхимы.

Библиография:

Конспект лекций кандидата биологических наук Суркова Виктора Александровича.

Можно назвать следующие основные функции стеблей растений:

перемещение воды и растворенных минеральных веществ от корней к листьям;

перемещение органических веществ от листьев ко всем другим органам растения (корням, цветкам, плодам, почкам и побегам);

вынос листьев к солнечному свету и опорная функция.

В связи с выполняемыми функциями стебли высших растений, особенно покрытосеменных, приобрели свое характерное внутреннее строение.

Как известно, у растений стебли бывают древесные и травянистые. По внутреннему строению они отличаются друг от друга более сильным развитием одних тканей и недоразвитием других. Наиболее ясную картину внутреннего строения стебля можно увидеть на поперечном спиле дерева.

Стебель древесного растения обычно состоит из четырех слоев: коры, камбия, древесины и сердцевины . При этом каждый слой может включать клетки разных тканей. Так в состав коры входят кожица, пробка, лубяные волокна, ситовидные трубки и другие ткани.

У молодых стеблей древесных растений на поверхности сохраняется кожица . Как и у кожицы листьев она имеет устьица через которые происходит газообмен. Под кожицей или, если ее нет, на поверхности находится пробка . У ряда деревьев пробка образует достаточно мощный слой. В пробке для газообмена есть чечевички , представляющие собой бугорки с отверстиями. Клетки кожицы и пробки относятся к покровной ткани. Они предохраняют внутренние части стебля от повреждения, проникновения болезнетворных микроорганизмов, высыхания.

Под пробкой может находиться так называемая первичная кора , а уже под ней находится луб , который состоит в основном из ситовидных трубок и лубяных волокон . Ситовидные трубки представляют собой пучки живых клеток. По ним перемещаются органические вещества, которые были синтезированы в листьях в процессе фотосинтеза. Клетки лубяных волокон имеют толстые стенки. Лубяные волокна достаточно прочные, они выполняют механическую опорную функцию.

Под корой находится тонкий слой камбия , который представляет собой образовательную ткань. Его мелкие клетки активно делятся в период вегетации дерева (с весны по осень) и обеспечивают утолщение стебля. Образовавшиеся клетки камбия, которые находятся ближе к коре дифференцируются в клетки луба. Те клетки камбия, которые оказываются ближе к древесине, становятся древесиной. Клеток древесины за лето образуется больше, чем клеток луба. На спиле дерева клетки древесины каждого года отделены друг от друга более темными мелкими осенними клетками древесины. Таким образом, видны годичные кольца.

Под камбием находится древесина , которая обычно составляет основной объем стебля древесного растения. В древесине находятся сосуды . По ним от корней передвигается водный раствор. Клетки сосудов мертвые. Кроме сосудов в древесине есть другие типы тканей. Так есть клетки с утолщенными прочными стенками.

Сердцевину обычно составляет рыхлая запасающая ткань, состоящая из крупных клеток с тонкими стенками.

Высшие растения делятся на травяные и древесные, соответственно выделяют два типа строения стебля. Отличительной чертой древесных растений является постоянный рост в толщину, который останавливается только при гибели организма. Травянистые растения ограничены в росте из-за особенностей жизненного цикла. Существенных же различий в строении стеблей растений нет.

Стебель – это ось побега, с расположенными на нем листьями, почками. Строение стебля может быть первичным — при формировании нового растения, когда клетки еще не дифференцированы (у однодольных остается на всю жизнь). Для двудольных и голосеменных характерно быстрое изменение первичного стебля, как следствие образуется вторичное строение стебля (из-за действия камбия и феллогена).

Стебель

Из чего состоит стебель

Строение стебля древесного растения включает 5 отделов:

Пробка;
камбий;
древесина;
сердцевина.

Пробка

У только проросших растений внешний слой представлен кожицей, которая, за определенное время, заменяется на пробку. Кожица защищает стебель от испарений влаги и действия вредоносных микроорганизмов, которые приводят к заболеваниям растений.

На поверхности расположены устьица , необходимые для эффективного газообмена. Непосредственное поглощение кислорода осуществляется благодаря чечевичкам – небольшие бугорки на коре, оснащены отверстием. Образуются из клеток с большим межклеточным пространством. Под кожицей располагаются зеленые клетки (в них находятся хлоропласты). После формирования пробки преобразуются в белые и относятся уже к лубу.

Функции клеток наружного покрова стебля: фотосинтезирующая, защитная, газообмена.

Луб

Луб делится на мягкий (включает проводящую систему и паренхиматозные структуры) и твердый . Окрас – белесоватый, выделяют такие единицы строения луба: ситовидные трубки, лубяные волокна, клетки основной ткани.

Ситовидные трубки – это совокупность клеток, имеющих не поверхности множество отверстий, через которые протекают органические вещества.

Лубяные волокна – это механическая ткань, имеет клетки вытянутой формы, с плотной стенкой. Придает растениям гибкости и прочности.

Камбий

Между наружным и внутренним шаром клеток находится образовательная сосудистая ткань – камбий . Прекамбий первичной структуры растения служит основой для формирования ткани.

Клетки камбия имеют вытянутую форму, цитоплазма окрашена в зеленый цвет, ядро веретенообразное. На срезе можно увидеть циркулярный слой образовательной ткани, но истинные камбиальные клетки образуют однослойный шар, потому что после деления только одна клетка сохраняет свойства исходной.

Древесина

Древесина – это главная составляющая стебля . Плотная, широкая, в ее составе видны клетки разного типа и размера. Выделяют такие части: сосудистую ткань, трахеиды, древесные волокна.

Сосуды сформировались из соединенных трубчатых клеток размещенных друг на друге, стенки между ними частично растворились, поэтому жидкость может свободно передвигаться. Основные функции сосудов стебля – это перемещение растворенных солей, питательных веществ из корня в листья, новые побеги .

Трахеиды представляют собой систему отмерших клеток с межклеточными порами, по которым идет ток жидкости. Скорость движения растворенных веществ ниже, чем в проводящих тканях.

Древесные волокна состоят из паренхиматозных клеток, которые накапливают питательные вещества и толстостенных, выполняющих опорную функцию.

Сердцевина

Сердцевина – располагается в центре ствола, формируется из крупных живых и омертвевших клеток. Живая ткань содержит дубильные вещества. Мелкие клетки, расположенные возле древесины, накапливают сахара, крахмал.

Какую функцию выполняет сердцевина стебля?

Основная функция сердцевины стебля – запасание питательных веществ, необходимых для роста растений. В сердцевине есть эфирные масла (бук), смолы, дубильные вещества (чайный куст). В некоторых растений (в корневище, клубнях) клетки сердцевины сохраняют функцию меристемы (образовательной ткани, способной к делению всю жизнь).

Какие функции выполняет стебель

Опорная – стебель это стержень растения, осуществляет его поддержку; место для роста листьев, цветков;
проводящая – транспорт растворенных веществ от корневой системы к листьям и веткам, новым побегам;
запасающая – обеспечивает постоянное наличие внутри стебля воды и питательных веществ;
защитная – защищает от действия опасных агентов, поедания животными (развиваются колючки, шипы);
вегетативного размножения – для отдельных растений (цитрусовые, ананас) единственный способ получения потомства;
фотосинтез – наличие хлоропластов в зеленых клетках дает возможность участвовать в процессах преобразования энергии;
ассимиляция органических веществ , пример кактусы, у которых стебель на себя берет функцию листьев;
осевая (механическая) – выносит растение к солнцу (листья — для фотосинтеза, цветки – для опыления).

Рост стебля

Рост стебля в толщину происходит за счет наличия образовательной ткани (камбия).

Благоприятными условиями для утолщения ствола являются наличие тепла и достаточной влаги, в зимний период размножение клеток не происходит. Толщина кадмия не изменяется в процессе деления, так как из двух новообразованных клеток только одна остается в структуре образовательной ткани, а другая переходит к древесине или лубу. Число клеток отошедших к центральной части стебля превышает численность клеток доставшихся лубу в четыре раза.

Годичные кольца , которые видны на поперечном срезе стебля, формируются из-за разной формы клеток образованных в весенний период и осенний. После весеннего пробуждения кадмий начинает активно делиться, образуя крупные клетки с тонкими стенками. С наступлением лета, а особенно осени клетки становятся мельче. Зимой деление образовательной ткани не происходит, а весной снова включается процесс размножения клеток крупных размеров. Такое клеточное чередование легко прослеживается на срезах деревьев. Таким образом, подсчитывают их возраст.

С помощью годичных колец судят о погоде в определенный год . Если кольцо широкое, то дерево получало много влаги и солнечного тепла, если – узкое, то в весенне-осенний период было мало дождей. Также с южной стороны наблюдается более широкая часть кольца, потому что дерево здесь получало больше тепла.

Рост стебля в высоту осуществляется с помощью меристемы конуса нарастания (верхушечной почки). Клетки нижней части конуса дают начало образованию листьев. После чего клетки начинают свой рост, прекращая деление. Увеличение размеров клеток идет за счет разрастания вакуолей.

Если стебель будет сломан или искусственно лишен верхушечной почки, рост в высоту прекращается, начинают развиваться боковые побеги.

Участки стебля, на которых развиваются листья, называются узлами. С одного узла может расти несколько листьев, этим определяется их расположение.

Очередное – из одного узла прорастает один лист, размещены они на стебле спирально, не препятствуют поступлению солнечного света на нижерасположенные листья (береза).

Супротивное – два листа находятся в одном узле, противоположно друг другу (мята).

Мутовчатое – один узел имеет три или больше листьев, такое расположение встречается довольно редко (вороний глаз).

Типы расположения почек на стебле

Верхушечное – почка находится на верхушке побега.

Боковое расположение делится на пазушное и придаточное.

Пазушные почки образуются в пазухах листьев, их количество соответствует числу листьев на стебле, а придаточные почки расположены на междуузелковых участках, корне, листьях. С их помощью осуществляется вегетативное размножение растений.

Типы роста стебля

Встречаются растения с прямостоячими стеблями – растут перпендикулярно относительно почвы (подсолнух, береза);

Ползучими – распространяются по земле, укореняясь в узлах (земляника);

Вьющимися – также стелются по субстрату, но не укореняются в узлах (хмель);

Лазающими , имеющие усики (вспомнить можно фильм «Джек и бобовый стебель» и характерный вид стебля бобового растения, который, разветвляясь, достигал небес);

Укороченными у одуванчика, подорожника.

Форма стебля бывает:

цилиндрической;
трехгранной;
многогранной;
сплющенной.

Ветвление стебля

Увеличение размеров растение увеличивает его потребности в питательных веществах, энергии. Поэтому стебель начинает ветвление, чтобы увеличить количество листьев и выполнять больше фотосинтезирующих процессов. На стволе формируются стебли второго порядка, из них – третьего, и так дальше. По типу ветвления растения делятся на:

Дихотомические – при этом основной ствол дает два побега, которые также делятся на два, и так происходит многократное деление.

Ложнодихотомические – ветви начинают рост от боковых почек, которые расположены на противоположной стороне стебля.

Моноподиальные – выделяется основная массивная ось растения, от которой идут боковые ответвления.

Симподиальные – стебель первого порядка отмирает или его ось заканчивается цветком, тогда рост продолжается за счет побега от нижерасположенной почки.