Побег, почки, стебель и лист

Зимой голые ветви делают дерево «спящим». Но на верхушке и по бокам каждой ветки есть маленькие чешуйчатые бугорки — почки: внутри уже готовы стебель, листья и даже цветки следующего года. Весной почки раскрываются, и вырастает новый побег. На этом уроке мы по порядку изучим части побега — почку, стебель и лист, научимся считать годичные кольца и поймём, как лист «дышит».

Побег и почка

Почка — зачаточный побег: в ней в миниатюре уже есть все части будущего побега. Снаружи почку покрывают плотные почечные чешуи — видоизменённые листья, которые защищают её от высыхания и мороза. Под чешуями находятся зачаточный стебель с конусом нарастания из образовательной ткани на верхушке, зачаточные листья и крошечные зачаточные почки в их пазухах. В генеративной (цветочной) почке, кроме того, есть зачаточный цветок или соцветие.

Пазушные почки сидят в пазухах листьев, поэтому расположение почек на стебле повторяет листорасположение. При очерёдном листорасположении в каждом узле один лист (яблоня, берёза, тополь), при супротивном — два листа друг против друга (сирень, клён, мята), при мутовчатом — три и больше листьев из одного узла (элодея, олеандр). Листья расположены так, чтобы не затенять друг друга, — это листовая мозаика.

Весной почечные чешуи раскрываются, междоузлия удлиняются, и зачаточный побег начинает расти. В длину побег растёт в основном за счёт конуса нарастания на верхушке (верхушечный рост); у злаков образовательная ткань есть ещё и в основаниях междоузлий, и каждое междоузлие удлиняется у своего узла (вставочный рост). Верхушечная почка тормозит рост боковых. Если удалить верхушку побега (прищипка), боковые почки пробуждаются и растение ветвится — так комнатные растения становятся пышнее. В Азербайджане летом проводят чеканку хлопчатника — удаляют верхушки, чтобы питательные вещества шли на созревание коробочек, а не на рост в высоту.

Внутреннее строение стебля и рост в толщину

Стебель — ось побега: он выносит листья к свету, проводит воду и минеральные вещества от корня к листьям, а органические вещества — от листьев ко всем органам, иногда запасает питательные вещества. На поперечном срезе стебля древесного двудольного растения (например, липы) снаружи внутрь видны пять слоёв.

Делясь, клетки камбия откладывают внутрь клетки древесины, наружу — луба; клеток древесины образуется больше, поэтому основная часть ствола — древесина. Весной камбий работает активно, образуются крупные тонкостенные сосуды — весенняя древесина светлая и рыхлая. В конце лета и осенью клетки мелкие и толстостенные — осенняя древесина тёмная и плотная. Зимой камбий отдыхает. Резкая граница между осенней древесиной одного года и весенней древесиной следующего отделяет годичное кольцо. Число колец показывает возраст стебля в этом месте, а их ширина — были ли годы благоприятными или засушливыми.

Внешнее строение листа

Лист — боковой орган побега; его главные функции — фотосинтез, газообмен и испарение воды. Лист состоит из плоской листовой пластинки, черешка, соединяющего её со стеблем, и основания листа; у некоторых растений у основания есть парные прилистники (горох, роза). Листья без черешка называют сидячими (тюльпан, лён); у злаков основание листа превратилось во влагалище, охватывающее стебель трубкой.

Внутреннее строение листа, устьица и дыхание

1. Верхняя кожица — прозрачные плотно сомкнутые клетки с восковой кутикулой; пропускает свет и уменьшает потерю воды. У большинства наземных растений устьиц здесь мало или нет.
2. Столбчатая ткань — 1–2 ряда вытянутых клеток под верхней кожицей; в ней больше всего хлоропластов, здесь идёт основная часть фотосинтеза.
3. Губчатая ткань — округлые, рыхло расположенные клетки; крупные межклетники между ними служат для газообмена и испарения воды.
4. Жилки — проводящие пучки: сверху ксилема (приносит воду), снизу флоэма (уносит сахара); окружающие их механические волокна держат лист расправленным.
5. Нижняя кожица — здесь большинство устьиц.

Все живые клетки листа дышат днём и ночью: кислород поступает через устьица, углекислый газ выходит. На свету же фотосинтез идёт быстрее дыхания, и лист выделяет больше кислорода, чем поглощает (опыты — на уроке «Растения и фотосинтез»). Значение фотосинтеза огромно: это источник органических веществ и энергии почти для всего живого на Земле, он обогащает атмосферу кислородом, а из кислорода образуется озоновый слой, защищающий Землю от ультрафиолетовых лучей. Каменный уголь — запас энергии, накопленной древними растениями путём фотосинтеза. К. А. Тимирязев назвал эту работу зелёных растений их космической ролью: растение улавливает энергию солнечного света и передаёт её жизни на Земле.

Транспирация, листопад и сезонные изменения

Транспирация — испарение воды надземными частями растения, в основном через устьица; небольшая часть испаряется через кутикулу. У неё три пользы: она охлаждает лист в жару, создаёт непрерывный ток воды от корня к листу (верхний «насос») и поднимает растворённые минеральные вещества. Свет, тепло и ветер усиливают транспирацию, а влажный воздух ослабляет её. Растения засушливых мест приспособлены терять меньше воды: толстая кутикула, волоски, мало устьиц или они погружены, мелкие игловидные листья или листья-колючки, как у кактусов.

Осенью древесные растения готовятся к листопаду. В листе разрушается хлорофилл, и становятся видны жёлто-оранжевые каротиноиды; у некоторых растений (клён, виноград) в клеточном соке образуются красные пигменты. У основания черешка из пробковых клеток формируется отделительный слой, лист отрывается от лёгкого ветра, а на ветке остаётся листовой рубец. Листопад прекращает испарение зимой, когда корни почти не всасывают воду из холодной почвы, спасает ветви от поломки под снегом и освобождает растение от накопившихся в листьях ненужных веществ. Вечнозелёные растения (сосна, кипарис, самшит) меняют листья не сразу, а постепенно, раз в несколько лет. Зимой дерево находится в состоянии покоя, а весной начинается сокодвижение и раскрываются почки.