Основные органы растений
Излагая здесь описание органов растений, мы сочли необходимым, для большой наглядности, иллюстрировать его рисунками, которые гг. читатели найдут в начале книги, на страницах, носящих заглавие: «Органы растений»,
Семянное или цветковое растение обладает обыкновенно вегетативными органами (корень, стебель, листья), о которых было говорено выше, и органами размножения (цветы, плоды и семена).
Первое время семянное растение состоит только из вегетативных органов; иногда (напр., у деревьев) проходит несколько лет, прежде чем появятся органы размножения, т. е. растение зацветет.
Обратимся к описанию вегетативных органов, или органов питания, которые можно свести к четырем основным: корень, стебель, лист, волосок.
Корень. Зачаток корня в виде корешка находится уже в семени. При прорастании этот корешок растет всегда вниз, углубляется в землю, разветвляется и развивается там в корень.
Корень имеет двоякое назначение: 1) он служит для укрепления растения и 2) извлекает из почвы воду и растворы минеральных солей, служащих пищей для растения.
В соответствии с этим двояким назначением находятся все его внешние и внутренние свойства.
Корень отличается от стебля следующими свойствами: 1) он всегда растет вниз. Это есть общее свойство корней, хотя проявляется оно лишь в главных корнях, второстепенные же разветвления их могут иметь любое направление; 2) на корне мы никогда не находим листьев и никаких подобных образований; 3) корень никогда не представляет узлов и 4) корень не производит непосредственно стеблей, но лишь только корни.
Кроме того, корни удлиняются не на всем своем протяжении, но исключительно лишь своими концами. «Точка роста» их, т. е. та группа молодых клеточек, которая своим размножением производит удлинение корня, находится не на самом конце корневых разветвлений, но прикрыта особым колпачком из старой, снаружи отмирающей ткани, образующей «корневой чехлик». Молодые разветвления корней недалеко от их окончаний обыкновенно покрыты обильными нежными волосками, называемыми «корневыми волосками», служащими для извлечения воды и растворов минеральных солей из почвы. Есть также много и чисто анатомических особенностей, отличающих корень от стебля.
По наружному виду отличают «главный корень», т. е. тот, который получается от развития корешка зародыша и составляет как бы непосредственное продолжение стебля, от «боковых или придаточных корней», относящихся к первому, как ветви к главному стеблю.
Главный корень называется «ветвистым» (фиг. 1), если он разделяется на крупные ветви, и «простым» (фиг. 2), если отходящие от него корешки сравнительно малы.
Иногда главный корень делается очень мясистым, цилиндрической, веретенообразной или реповидной формы, как у моркови, свеклы и репы. Однако далеко не всегда можно отличить главный корень. У многих растений, напр., у ржи, пшеницы и проч., корешок зародыша замирает в самом начале, а развиваются лишь второстепенные корешки. Весь корень тогда состоит из пучка длинных простых иди ветвистых корешков; такой корень называется «мочковатым» (фиг. 3).
Иногда некоторые из мочек, т. е. отдельных корешков, наполняются питательными веществами и сильно разрастаются в толщину, образуя клубни (фиг. 4).
Такой корень называется «шишковатым». По продолжительности жизни корни бывают однолетние, двулетние и многолетние. У однолетних и двулетних растений корень отмирает вместе с засыханием всего растения, у многолетних – корень делается деревянистым и существует многие годы одинаково со всем растением. Но у многолетних травянистых растений главный корень может отмирать прежде смерти самого растения и заменяться новыми придаточными корнями. В корнях мочковатых и шишковатых отдельные мочки и клубни постепенно отмирают, заменяясь новыми, не нарушая жизни всей корневой системы.
Молодые корни образуются не только на корнях, но могут развиваться также и на любом месте стебля. У растений с ползучими стеблями наблюдается очень часто образование корней на стебле, преимущественно в узлах его. Укоренившиеся части стебля отделяются и могут вести самостоятельную жизнь. Стебли прямостоящие в нормальном состоянии не пускают корней, но если привести их в соприкосновение с сырой землей (пригибая ветви к земле или приделывая вокруг ветви складной горшок с сырой землей), то они, спустя некоторое время, развивают корни в соответствующем месте. Этим пользуются в садоводстве для «отводок».
Корни растут не всегда лишь в земле. У водяных растений они погружены в воду. У некоторых растений, особенно в южных влажных странах, корни висят свободно в воздухе и называются воздушными. Иногда воздушные корни, развивающиеся на стебле, играют побочную роль: напр., у плюща они служат для прикрепления его к камням и другим предметам. Наконец, к корням надо отнести и те «присоски», посредством которых паразиты укореняются и извлекают питательные соки из других растений.
Стебель. Стебель есть орган, возрастающий верхушкой и приносящий листья. Зачаток его скрыт еще в зародыше семени; при прорастании последнего молодой стебелек начинает расти вверх в то время, как корень устремляется вниз. Это свойство расти вверх есть характерная черта стебля вообще, хотя в частности встречаются и исключения из этого правила.
Кроме вышеназванного свойства, стебель отличается от корня тем, что несет листья и может давать начало новым стеблям и корням; затем он нередко представляет на своем протяжении узлы, как у пшеницы, ржи и проч. (фиг. 5).
Стебель растет не только своей верхушкой, но удлиняется во всех молодых частях; его точка роста находится на самом конце и не имеет чехлика, но покрыта или молодыми листиками, или совсем голая.
По наружному виду, строению и продолжительности жизни стебли представляют большое разнообразие. У деревьев они делаются очень твердыми и живут в течение многих сотен и тысяч лет. У травянистых растений продолжительность жизни ограничивается несколькими месяцами.
Некоторые растения имеют столь короткий стебель, что их называют бесстебельными, тогда как у других он достигает до нескольких сот метров длины. Нормальным положением стебля можно считать прямостоящее, что чаще всего и встречается у самых разнообразных растений. Однако оно сохраняется далеко не всегда. У некоторых растений стебель имеет стремление расти вверх, но слишком слаб, чтобы самостоятельно сохранить вертикальное положение.
Такие растения имеют стебель или вьющийся (фиг. 6), или цепляющийся за посторонние предметы усиками, особыми прицепками, изгибающимися черешками и т. п. Такие стебли называются лазящими. У других растений стебель прямо стелется по земле и при этом нередко укореняется. Такой стебель называется ползучим (фиг. 7).
Как было замечено выше, у многолетних трав часть, остающаяся в земле, зимует и весной дает вновь стебель, отмирающий к осени.
Эти подземные части стебля имеют у различных растений разное происхождение, строение, наружный вид и потому носят различные названия. В общем отличают:
Корневище, т. е. более или менее удлиненную часть стебля, растущую горизонтально или косо под землей (фиг. 8, 9).
Развитие корневища проще всего совершается таким образом, что у растения, выросшего из семени, сохраняет жизненность в течение зимы главный корень и основание стебля, находящееся в земле. Весной эта часть стебля развивает из боковой или верхушечной почки цветущий стебель, отмирающий к осени. Постепенно отмирает, спустя несколько лет, и главный корень, эта же часть стебля продолжает жить, непрерывно отмирая с одного конца и развиваясь с другого. Таким путем, образуются вертикальные или косорастущие корневища. Они обыкновенно бывают довольно коротки и усеяны придаточными корнями. От корней их можно отличить по следам прикрепления листьев, в виде рубцов или гниющих черешков. В других случаях подземная часть стебля начинает расти самостоятельно под землей в горизонтальном направлении. Такие корневища могут достигать иногда очень большой длины, как у осок, камыша и др. На них всегда можно найти зачаточные листья в виде небольших чешуи, у растений же с узловатым стеблем корневище также всегда представляет ясные узлы. Цветущие стебли такого корневища образуются двояко: 1) или конец корневища весной изменяет направление своего роста, изгибаясь кверху и вырастая в цветущий стебель, корневище продолжается боковым побегом, продолжающим расти горизонтально; или же, наоборот, корневище удлиняется непрерывно в горизонтальном направлении, а цветущие стебли выходят в виде боковых побегов в местах прикрепления листьев.
Первые называются корневищами «конечными» (определенными), вторые «бесконечными» (неопределенными).
К типу корневищ близки подземные побеги. Они отличаются тем, что растут гораздо быстрее корневищ и имеют кратковременное существование. Пробегая под землей известное расстояние, они обыкновенно приближаются к поверхности земли и здесь развивают розетку листьев или просто утолщаются на конце, отлагая в нем питательные вещества.
Затем самый побег на всем протяжении отмирает, зимует же только его окончание, развивающее следующим летом цветущий стебель, а также новые побеги.
К типу таких побегов относятся и те подземные разветвления стебля, которые у картофеля несут клубни. Эти клубни суть утолщенные окончания побегов и снабжены «глазками», т. е. почками, из которых развиваются затем надземные стебли.
Иной тип представляют нам луковицы (фиг. 11).
Это тоже подземная зимующая часть стебля; но самый стебель очень укорочен и представляет так называемое «донце» луковицы; на нем сидят многочисленные чешуи (т. е. измененные листья), которые и образуют главную массу луковицы. В них отлагается много питательных веществ, идущих потом на образование цветущего стебля. Луковицы точно так же могут восстановляться двояко: у одних центральная почка развивается в цветущий стебель, а новая луковица образуется сбоку; у других же луковица непрерывно развивается из внутренней почки, а цветущие стебли образуются из боковых почек, развивающихся в пазухе чешуи.
Нечто среднее между корневищем и луковицей представляют «клубни», напр., у шафрана. По наружному виду они похожи на луковицы, но состоят не из чешуи, а из вздутия стебля. Их восстановление совершается таким же образом, как корневищ и луковиц.
В заключение описания стебля скажем о форме надземных стеблей, которая бывает тоже разнообразная, а именно:
По форме стебель может быть (в разрезе) круглый, сплюснутый, 3-4-или многогранный. Эти признаки часто постоянны для целых групп: злаки имеют круглые стебли, осоки – трехгранные, губоцветные – четырехгранные.
Лист. Листья суть боковые органы, развивающиеся обыкновенно в виде пластинки и сидящие на стебле. Листья наблюдаются уже в зародыше семени, где мы их находим в двух видах: 1) в более или менее развитом состоянии в виде семядолей и 2) в виде зачатков следующих нормальных листьев. Листья отличаются от корней и стеблей следующими признаками: 1) своим боковым положением, 2) тем, что они, развиваясь всегда на стебле, не могут более ничего производить (т. е. не могут развить ни других листьев, ни стеблей, ни корней), 3) способом роста.
В листе формируется прежде всего его верхушка, составляющая самую старую часть листа, более же молодую составляет его основание. Лист состоит из следующих частей:
1) «пластинки», т. е. широкой, плоской части его; 2) «черешка», на котором сидит пластинка, и 3) «влагалища», т. е. расширения черешка, обхватывающего стебель, наконец, к частям листа нужно отнести и «прилистники» (фиг. 12). Это – листовидные образования, которые сидят попарно у образования листа. Однако не все эти части должны быть непременно налицо. Есть листья без черешка, сидящие непосредственно на стебле; такие листья называются «сидячими». Есть листья с черешком, но без влагалища, или с влагалищем, но без черешка (фиг. 13), или, наконец, без черешка и влагалища.
Прилистники точно так же у одних растений отсутствуют, у других постоянно наблюдаются (фиг. 14); они имеют при этом различный вид, то листовидный, как у гороха (фиг. 15), то срастаются в виде короткой трубки («раструбы»), как у гречишных (фиг. 16), или превращаются в колючки, как у крыжовника (фиг.17).
Наконец, даже главная часть листа, именно пластинка, может отсутствовать и заменяться черешком или прилистниками.
Пластинка листа состоит из «листовой мякоти», пронизанной «жилками», или «нервами»; эти нервы исходят от черешка, разветвляясь в разных направлениях и составляя как бы скелет листа. По характеру нервации (т. е. по способу разветвлений нервов листа) листья отличаются «дугонервные» и «углонервные». У первых нервы почти не ветвятся; выходя из оснований листа, они проходят или почти параллельно, как у злаков, или, изгибаясь дугообразно, вновь сходятся к вершине листа. В углонервных же листьях от одного или нескольких главных нервов отходят под углами боковые, которые, в свою очередь, опять разветвляются.
Листья дугонервные свойственны, главным образом, однодольным растениям, углонервные же – двудольным, но в частности здесь встречаются и уклонения от общего правила.
По расположению нервов углонервные листья разделяются на: листья перистонервные, когда черешок продолжается в один главный нерв, от которого отходят во все стороны боковые; дланенервные (пальчатонервные), когда черешок у самого основания листа распадается на несколько одинаковых по величине нервов, расходящихся наподобие пальцев руки (фиг. 18); щитонервные, когда черешок оканчивается в середине пластинки, и нервы, более или менее одинаковой величины, расходятся по радиусам во все стороны (фиг. 19).
По расчленению пластинки отличают: листья цельные, если они не представляют никаких лопастей и разрезов; лопастные, если они надрезаны до трети или до половины расстояния между краем и главным нервом (или одним из главных нервов) и если притом выступающие части листа или лопасти коротки и тупы (фиг. 20–22); разрезные, если они надрезаны до той же глубины, но доли их узкие и острые; раздельные, если пластинка разделена почти до главного нерва (фиг. 23 и 18), но доли все же соединены у основания мякотью листа; рассеченные, если они разделены до нервов, так что отдельные части (которые здесь называются сегментами) соединяются лишь разветвлениями главного нерва наподобие черешка (фиг. 24–25).
Все эти формы листа называются простыми. Сложными листьями называются такие, у которых пластинка разделяется на совершенно отдельные части (называемые в таком случае листочками), сидящие на разветвлениях черешка и соединенные с этими последними особыми сочленениями (фиг. 26–27). Этим сложные листья отличаются от рассеченных, с которыми часто представляют большое сходство.
При отмирании и увядании сложных листьев, как, например, у белой и желтой акации, каждый листочек отпадает отдельно от общего черешка, тогда как рассеченный лист, не снабженный сочленениями, отпадает целиком.
По общему очертанию листа, т. е. не обращая внимания на разрезы пластинки, отличают листья: округлые, представляющие приблизительно круг (фиг. 28), овальные (фиг. 29), яйцевидные (фиг. 30), продолговатые, эллиптические, ланцетные (фиг. 31) и линейные (фиг. 32).
Все эти термины прилагаются также и к отдельным листочкам и долям листа. Отличают также листья сердцевидные (фиг. 33), почковидные (фиг. 34), стреловидные (фиг. 35), копьевидные (фиг. 36), лопатчатые (фиг. 37).
Стеблеобъемлющими называются листья, которые обхватывают стебель своим основанием (фиг. 13), пронзенными, если края их срастаются вокруг стебля (фиг. 38).
По характеру самого края листа отличают листья: цельнокрайние, если край совершенно цельный (фиг. 39), губчатые, если край снабжен острыми зубцами (фиг. 40), пильчатые или пиловиднозубчатые, если острые зубцы направлены все в одну сторону (фиг. 41), двоякопильчатые, если зубцы несут еще вторично такие же зубчики (фиг. 42), и городчатые, если они покрыты округлыми зубцами (фиг. 43).
Все эти термины имеют значение при описании растений, так как форма листьев есть весьма важный признак для определения растений.
Расположение листьев на стебле бывает различно. По листорасположению отличают листья: переменные (или очередные), если сидят на стебле поодиночке без видимого порядка, супротивные, если сидят по два, один против другого (фиг. 44) икольчатые или мутовчатые, если сидят кольцами по несколько вокруг стебля (фиг. 45).
Кроме того, различают листья: низовые, которые находятся на подземной части стебля, при его основании, или окружают почки древесных растений, они часто не имеют зеленой пластинки и принимают вид влагалищ или чешуи; верхушечные, находящиеся около цветков; они бывают иной формы, чем зеленые, иногда окрашиваются различным образом.
Значение листьев для растений весьма важно. Они являются, как корень и стебель, органами питания растения, вырабатывая известные органические вещества, тогда как корень доставляет воду и минеральные вещества.
Усики и колючки. К особым видоизменениям листьев принадлежат колючки и усики. Усиками называют длинные нитевидные образования, появляющиеся на стебле или на листьях некоторых растений. Первоначально они довольно прямы, но, прикасаясь к каким-нибудь посторонним телам, начинают закручиваться вокруг них спиралью и поддерживают слабый стебель, позволяя ему взбираться все выше и выше. У растений, стебель которых достаточно крепок, чтобы держаться самостоятельно, усиков не встречается.
Усики имеют различное происхождение, но, в общем, представляют либо видоизменение стебля, либо листьев. У гороха в усик превращается последний листик перистого листа, иногда же весь перистый лист. Иногда в усики превращаются прилистники или самая ветвь превращается на конце в усик, а стебель продолжается боковым побегом, как у винограда. У некоторых растений настоящих усиков не образуется, но роль их играют закручивающиеся общие черешки перистых листьев.
Колючки имеют такое же происхождение, как усики. Точно так же последний листок перистого листа может превратиться в мягкую колючку или весь общий черешок превращается в колючку. В колючки могут превратиться также прилистники, как у белой акации, или, наконец, целые ветви, как у терна.
От колючки нужно отличать шипы, которые бывают рассеяны по ветвям без всякого порядка, как, напр., у розы. Шипы суть просто выросты наружной ткани и не имеют отношения к органам растения.
Почка. Почка есть сложный орган, состоящий из укороченного стебля и многих зачатков листьев. Это есть задаток нового побега. Из почки зародыша развивается стебель; на конце своем он несет верхушечную почку, служащую для его дальнейшего развития. Боковые же ветви развиваются из пазушных, т. е. находящихся в углах прикрепленных листьев к стеблю. Таково нормальное положение почек.
У травянистых стеблей заложенные в пазухах почки немедленно начинают развиваться. У кустарников же и деревьев почки, образовавшиеся летом, одеваются бурыми кожистыми чешуями, зимуют в таком виде и начинают развиваться уже на следующую весну (фиг. 40).
Почки служат не только для образования новых побегов, но иногда и для размножения новых растений. Такие почки имеют обыкновенно мясистые листики с большим запасом питательных веществ, почему их называют луковичками. В то время, как нормальные почки образуются всегда на определенных местах, именно, главным образом, в пазухах листьев, так называемые придаточные почки могут развиваться всюду: и на корне, и на стебле, и на листьях. Это – довольно редкое явление, но им пользуются для размножения растений отрезками корней, как у некоторых древесных пород, или мясистыми листьями, как у некоторых бегоний.
Волоски или трихомы. Волоски, один из вегетативных органов растения, представляют выросты самого наружного слоя клеток, так называемой эпидермы. У многих растений они совершенно отсутствуют на подземных органах, у других находятся в изобилии и покрывают все органы. Они служат разным целям: густой волосистый покров может предохранять растение от сильного охлаждения или, наоборот, от сильного нагревания солнцем. Жесткие волоски предохраняют растение от слизняков, жгучие же, как у крапивы – и от рогатого скота.
Наконец, есть железистые волоски, выделяющие различные эфирные масла.
