Особенности строения и жизнедеятельности корневых шишек батата

Обновлено: 05.10.2024

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: