Особенности строения и жизнедеятельности корневых шишек батата

Обновлено: 10.01.2025

Какие видоизменения корней растений можно сегодня выделить?

Прежде чем мы перейдем к ароморфозам, разберемся с функциями корней.

Основные функции корня

Корни растений выполняют разнообразные функции:

поглощают воду, минеральные вещества и продукты жизнедеятельности микроорганизмов, проживающих в грунте, а также продукты корней других растений из грунта с последующей их транспортировкой в органы, находящиеся над землей;
закрепляют растение в субстрате;
осуществляют первичный синтез определенных органических веществ, таких как гомоны, аминокислоты, алкалоиды и др;
выделяют в почву или воздух углекислый газ, органические кислоты, слизь и прочие вещества, оказывающие положительное или отрицательное влияние на другие растения и организмы, обитающие в почве;
накапливают запасные питательные вещества;
обеспечивают размножение вегетативным способом.

Основные видоизменения корня

Появление у растения корня — важнейший ароморфоз, возникший в ходе эволюции как приспособление к жизни на суше. О первых настоящих корнях можно говорить, упоминая представителей папоротникообразных. За счет идиоадаптаций цветоковые растения сформировали виды корней, выполняющих и основные, и дополнительные функции.

Изменения формы и строения растительных органов происходили в результате изменений условий окружающей среды. Поэтому произошло и видоизменение корня.

Виды корней

Основываясь на роли в жизни растений, выделяют следующие виды изменения корней:

корни-присоски. Их обладатели — растения паразиты или полупаразиты, которые селятся на корнях и стеблях других растений, выступающих по отношению к ним хозяевами;

Корни-присоски есть у омелы и повилики.

корни-прицепки. Их можно наблюдать у лазающих лиан: они помогают им удерживаться на разнообразных опорах (стенах, потолках, других растениях) и подниматься. Эти корни встречаются у некоторых плющей и фикусов;
запасающие. Запасные питательные вещества откладываются в главном или придаточных корнях, в результате чего они утолщаются и становятся мясистыми;

корни-подпорки или столбовидные. Их можно обнаружить на горизонтально расположенных ветках деревьев — растущими вниз. Достигнув земли, они превращаются в толстые столбовидные опоры, поддерживающие крону дерева. Так происходит у индийского баньяна;
воздушные. Такой тип корня характерен для растений-эпифитов — тех, что поселяются на стволах и ветках других растений. Чаще всего это тропические растения. Эти корни поглощают кислород из воздуха, а воду и минеральные вещества — из атмосферной влаги (различных осадков).

Эпифиты, прикрепляясь к другим растениям, используют их как субстрат и не паразитируют. Так делают, к примеру, лишайники, мхи, орхидеи.

дыхательные или пневматофоры. Эти корни встречаются у растений, растущих в болотистой местности. Так как в болотистой почве практически нет кислорода, то корни растут вертикально вверх, обеспечивая таким образом часть растения, находящуюся под землей, необходимым кислородом. Так происходит у мангровых деревьев и кипариса;
ходульные. Корни в виде ходулей есть на стволах и ветках деревьев тропических широт. Они растут вниз к земле и укореняются в ней, становясь для растения дополнительной опорой;

Примеры ходульных корней — кукуруза и мангровые заросли приливно-отливной прибрежной полосы.

опорные досковидные корни. Встречаются в тропическом лесу на стволах больших деревьев. Это вертикальные плоские выросты, похожие на доски. Также их можно встретить у вязов — в средней полосе.

Также стоит отметить, что большинство цветковых растений приспособлены к симбиозу. Если это симбиоз с грибами, то речь идет о микоризе, а если с бактериями — то о бактериоризе (это клубеньковые бактерии бобовых).

Микроорганизмы-симбионты живут в ризосфере, который представляет собой почвенный слой толщиной в несколько миллиметров, непосредственно прилегающий к корням растения. В ризосфере скапливается очень много грибов и микроорганизмов. Все потому, что корни растений выделяют вещества, которыми микроорганизмы питаются.

Задание 16 № 40930

Установите соответствие между примерами и эволюционными процессами: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) корневые шишки батата и корнеплоды моркови

Б) ногти приматов и копыта оленей

В) прыгательные конечности кенгуру и кузнечика

Г) иглы ежа и дикобраза

Д) клюв пеликана и дрозда

Е) ласты тюленя и пингвина

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Соответствия между примерами и направлениями эволюции:

1. Конвергенция: А) корневые шишки батата и корнеплоды моркови; В) прыгательные конечности кенгуру и кузнечика; Г) иглы ежа и дикобраза; Е) ласты тюленя и пингвина.

2. Дивергенция: Б) ногти приматов и копыта оленей; Д) клюв пеликана и дрозда.

Конвергенция — появление сходных признаков у неродственных групп.

Дивергенция — расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов.

У большинства растений корни выполняют две основные функции — опорную и функцию почвенного питания, и имеют обычное строение. Но у некоторых растений в процессе эволюции корни видоизменились, и стали выполнять дополнительные функции.

Запасающие корни
Воздушные корни
- Ходульные корни
- Досковидные опорные корни
- Эпифитные корни
- Дыхательные корни
Запасающие корни

У некоторых многолетних растений запасающая функция корня становится основной. Такие корни называют запасающими. Запас питательных веществ позволяет растению переживать холодное время года. Существует два вида запасающих корней — корнеплоды и корневые шишки.

Корнеплоды образуются за счет разрастания главного корня и нижней части стебля. У некоторых растений (свекла, редис, репа) основная масса запасных питательных веществ (крахмал, сахар, минеральные соли, витамины) откладывается в стеблевой части корнеплода, а собственно корень — его нижняя часть, на которой развиваются боковые корни. У других растений (морковь, петрушка) запасные питательные вещества откладываются в паренхиме корня. Корнеплоды содержат много витаминов , минералов и других питательных веществ, и имеют важное хозяйственное значение. Многие из них употребляются в пищу в сыром, вареном и тушеном виде, их сушат и консервируют (морковь, свекла, редис, репа, редька, петрушка). Сочные корнеплоды являются ценным кормом для домашних животных.

Корневые шишки — это разрастания боковых или придаточных корней в мочковатой корневой системе. Корневые шишки образуют георгин, батат, чистяк, ятрышник и многие другие растения. Иногда корневые шишки называют корневыми клубнями.

На корневых шишках образуются придаточные почки, которые служат для вегетативного размножения.

Воздушные корни

Ходульные корни

Ходульные корни (корни — подпорки) — это придаточные корни, растущие вниз от стебля растения и служащие для его дополнительного укрепления на почве. У растений, живущих в зоне затопления, приливов, ходульные корни приподнимают растения над водой, а также выполняют дыхательную функцию. Ходульные корни образуются у особых растительных сообществ тропических лесов — мангровых зарослей, а также у некоторых тропических деревьев и пальм, и даже у кукурузы. Примером ходульных корней также является особая жизненная форма фикуса — баньян.

Досковидные опорные корни

В отличие от ходульных, досковидные корни — это боковые корни. Расположенные у самой поверхности почвы, или выступая над ней, они образуют плоские выросты, создающие дополнительную опору для дерева. Досковидные корни характерны для крупных тропических деревьев.

Эпифитные корни

Эпифиты — это растения, живущие на деревьях. Воздушные корни эпифитов свободно висят в воздухе, впитывая влагу — дождь или капельки росы особой покровной тканью — веламеном. К эпифитам относятся орхидеи, живущие в тропических лесах.

Дыхательные корни (пневматофоры)

Дыхательные корни образуются у деревьев, растущих на затапливаемых или бедных кислородом почвах. Они растут вверх, отходя от подземных боковых корней. Главная функция дыхательных корней — снабжение кислородом подземных частей растения. Кислород проникает через крупные чечевички, расположенные на дыхательных корнях.

Корни-присоски (гаустории)

Корни-присоски характерны для растений-паразитов и полупаразитов. Эти корни проникают внутрь стеблей других растений, и поглощают их соки. Если при этом растение имеет части, способные к фотосинтезу, оно является полупаразитом. Растения, утратившие способность фотосинтеза, и полностью живущие за счет других растений являются паразитами. Примерами паразитов являются повилика, не имеющая хлоропластов, а также самый крупный цветок раффлезия. Раффлезия, растущая в тропических лесах, не имеет ни стеблей, ни листьев. Все растение состоит из корней-присосок, с помощью которых раффлезия паразитирует на корнях и стеблях лиан, и огромного цветка, достигающего 1 метра в диаметре.

Растения-полупаразиты образуют органические вещества с помощью фотосинтеза в собственных листьях, а воду и минеральные вещества получают с помощью корней-присосок из других растений. Примеры полупаразитов — омела, живущая на деревьях, луговое растение погремок.

Корни-прицепки

Некоторые ползучие растения, например, плющ, ваниль, некоторые фикусы, имеют корни-прицепки. Это видоизмененные придаточные корни, с помощью которых растение может прикрепляться к любой поверхности, даже к голым камням, а значит, выносить листья к свету.

Втягивающие корни

Такое видоизменение корней, как втягивающие корни, характерно для многих луков, пролесок, шафрана (крокуса), многих орхидей, водных растений и др. Втягивающие корни благодаря особому строению способны укорачиваться на 10-70%, и втягивать луковицы, клубнелуковицы, корневища и т.д под землю, что предохраняет растения от замерзания в зимний период. Внешне втягивающие корни толстые, с поперечной исчерченностью.

Если у вас не открываются игры или тренажёры, читайте здесь .

Большинство растений имеют корни типичного строения. Но у многих видов в процессе эволюции корни приспособились к выполнению особых функций, в связи с чем, строение их изменилось. Такие изменения называются метаморфозами.

Запасающие корни. У многолетних растений запасные питательные вещества могут откладываться и в корнях. Если функция запаса становится основной, то такие корни называются запасающими. По происхождению и структуре различают два типа запасающих корней: корнеплоды и корневые шишки (рис. 5.8.).

Корнеплоды образуются за счет разрастания главного корня. В образовании корнеплода принимает участие нижняя часть стебля, причем у свеклы, репы, редиса она составляет большую часть корнеплода, а собственно корень – только нижняя его часть, на котором развиваются боковые корни.

Запасные продукты у корнеплодов (крахмал, инулин, различные сахара) могут откладываться в паренхиме вторичной коры (морковь, петрушка) или в паренхиме древесины (редька, репа, редис). Изредка запасные вещества откладываются в паренхиме, образованной деятельностью нескольких добавочных колец камбия (свекла) – пример третичного строения (установлено, что образование добавочных камбиальных колец стимулируется деятельностью листьев – их число примерно равно числу листьев, деленному на два).

Корневые шишки (корневые клубни)возникают при разрастании боковых корней (у георгина, чистяка, ятрышника, батата). Образовывают придаточные почки и служат не только для перезимовки, но и для вегетативного размножения.

Микориза. Микориза представляет собой мутуалистический симбиоз корней многих растений с гифами грибов (некоторые зигомикоты и аскомикоты, но главным образом базидиальные грибы) (рис. 5.9.). Грибной компонент облегчает корням получение воды и минеральных веществ из почвы, а также, видимо, передает им некоторые органические вещества. Гриб в свою очередь получает от растения углеводы и другие питательные вещества.

Различают эктотрофную микоризу, когда гифы гриба охватывают корень только снаружи, иногда проникая в межклетники коровой паренхимы (сосна, береза, дуб, ива и др.), и эндотрофную микоризу, когда грибной чехол вокруг корня не образуется, а гифы проникают глубоко в корень и внедряются в клетки коровой паренхимы (яблоня, груша, земляника, злаки, орхидные и др. – характерна для большинства покрытосеменных).

Втягивающие или контрактильные корни. Характерны для многих корневищных и луковичных растений, обитающих чаще всего в экстремальных условиях (регионы с сухим жарким климатом или суровой зимой), а также характерны для многих сельскохозяйственных растений (клевер, гречиха, люцерна, морковь, свекла). Укорачиваясь у основания, такие корни (более длинные, чем обычные) способны втягивать луковицы или корневища в почву на оптимальную для их сохранения глубину (рис. 5.10.).

Клубеньки. Клубеньки представляют собой разрастание паренхимной ткани корня (у многих бобовых), вызванное некоторыми видами бактерий из рода Rhizobium (рис. 5.11). Эти микроорганизмы способны фиксировать атмосферный молекулярный азот, переводя его в связанное легкоусвояемое растением состояние. С другой стороны, бактерии используют вещества, находящиеся в корнях растения, а также стимулируют разрастание корней. Благодаря данному симбиозу происходит обогащение почвы азотом.

На корнях ольхи, лоха, облепихи также образуются клубеньки, однако они возникают в результате симбиоза с актиномикотами, которые также способны фиксировать атмосферный азот.

Корни-гаустории, или присоски. Такие корни характерны для паразитических растений (омела, заразиха, повилика и др.), эпифитных лиан (плющ).

У омелы, например, паразитирующей на стволах и ветвях различных древесных растений, образуются длинные цилиндрические или слегка сплюснутые корни, растущие в коре растения-хозяина (рис. 5.12.). От них в проводящую ткань отходят присоски, которые поглощают его питательные вещества (воду и минеральные вещества). Из придаточных почек на этих корнях образуются побеги, пробивающиеся через кору наружу.

Воздушные корни. Объединяют группу корней, разнообразных по морфологии и часто выполняющих особые функции (рис. 5.13.):

– ходульные корни – образуются у растений своеобразных растительных сообществ – мангровых зарослей, а также встречаются у некоторых небольших деревьев тропического дождевого леса, особенно на болотистой почве; они имеются также у некоторых пальм и даже у кукурузы. Образуясь на стволах и ветвях деревьев и стеблях трав (т.е. они придаточные), они растут вниз, укрепляются в почве и прочно удерживают растение. Наиболее эффектны ходульные корни некоторых видов фикуса, образующие экзотическую жизненную форму – баньян;

– досковидные опорные корни наиболее характерны для крупных деревьев тропического дождевого леса. В отличие от ходульных – это боковые корни. Расположенные у самой поверхности почвы или над ней, они развивают более или менее плоские прилегающие к стволу вертикальные надземные выросты, придающие дополнительную опору растению;

– вентиляционные (дыхательные) корни, или пневматофоры, развиваются у ряда тропических деревьев, растущих на бедных кислородом почвах. Они имеются у мангровых деревьев, а также у деревьев, произрастающих в лесах на пресноводных тропических болотах. Образуются из подземных боковых корней и растут вертикально вверх, поднимаясь над почвой или водой (отрицательный геотропизм). Значение пневматофоров заключается, прежде всего, в снабжении подземных частей корня воздухом;

– воздушные корни эпифитных растений (образуются у тропических орхидных, ароидных и бромелиевых). Эпифиты –это растения, поселяющиеся на других растениях (стволах и ветвях) и использующие их как субстрат (не паразитируют). Их воздушные корни свободно висят в воздухе и приспособлены к поглощению капелек дождя или росы (благодаря особой многослойной всасывающей ткани – веламен).

Клетки веламена постепенно отмирают, и поэтому вода всасывается не осмотическим, а капиллярным путем, проникая внутрь через большие поры и сквозные отверстия.

Читайте также: