Лекция 9. Понятие об основных органах высших растений. Возникновение их в филогенезе. Закономерности морфологической эволюции растений. (2 ч.)
Цель: дать общую характеристику органов растений, как структур, возникших в результате приспособления растений к наземному образу жизни в процессе эволюции.
Задачи: 1) показать необходимость возникновения органов, как упорядоченных структур, в результате выхода растений на сушу;
2) рассмотреть классификацию органов у высших растений;
3) рассмотреть способы возникновения различных органов у растений и основные закономерности эволюции органов.
Рассматриваемые вопросы:
1. Определение понятия «орган». Классификация органов.
2. Выход растений на сушу и формирование органов у растений. Теломная теория.
3. Основные закономерности эволюции органов высших растений.
Определение понятия «орган». Классификация органов.
Органом принято называть часть организма, имеющую определенное строение и выполняющую определенные функции. В соответствии с двумя главнейшими функциями: поддержания жизни данной конкретной особи и ее воспроизведения - выделяют вегетативные и репродуктивные органы. У низших растений, грибов и у прокариот вегетативных органов
Впервые в эволюции органы появляются у высших растений. Вегетативное тело взрослого растения у них слагается из двух систем - системы побегов и корневой системы. Элементом системы побегов является побег, а элементом корневой системы - корень.
Расчленение вегетативного тела высшего растения на органы в самом общем виде можно представить следующим образом:
Органы растения
Вегетативные Генеративные
Побег Корень Шишки Семя Плод
Цветок Архегонии
Стебель Лист Антеридии
Общие морфологические свойства органов растений
1. Полярность – различие между полюсами растения (органа, клетки), между верхушкой и основанием. Объясняется тем, что растение обладает неограниченным ростом, что ведет к появлению и развитию полярности.
2. Симметрия – это такое расположение частей растения в пространстве, при котором плоскость симметрии рассекает орган на две зеркально подобные половины. Это свойство очень важно с приспособительной точки зрения.
Листья расположены симметрично относительно стебля, боковые корни – относительно главного корня.
Радиальная (осевая) симметрия – через центр органа проходит ось, вдоль которой можно вращать плоскость симметрии. Плоскостей симметрии несколько (многие цветки, стебель, корень).
Билатеральная (двусторонняя) симметрия – есть только одна плоскость симметрии, которая рассекает орган на две зеркально подобные половины (лист, некоторые цветки).
Асимметрия – нельзя провести ни одной плоскости симметрии. Встречается нечасто (некоторые листья (вяз, бегония), цветки (канна)).
3. Метамерность – повторяемость структур вдоль органа. Является проявлением продольной симметрии. Например по ходу побега повторяются узлы и междоузлия.
4. Геотропизм – чувствительность органа к силе земного притяжения, и рост по направлению ее действия или в противоположную сторону. Если орган растет по направлению действия силы тяжести – то «+» геотропизм (например, главный корень), если против – «-» геотропизм (например, прямостоячий побег).
5. Гелиотропизм – чувствительность к направлению действия солнечного света. Например, побег + гелиотропичен, а главный корень -.
6. Оптимальность – рациональное использование органами всех своих структур.
7. Ветвление – биологический процесс увеличения числа однотипных органов. Результат – разветвленная система органов (корневая система, побеговая система). Ветвление очень широко распространено у растений. Возникновение ветвления в процессе эволюции было связано с необходимостью увеличения поглощающей поверхности, при сохранении объема живого вещества. Ветвление привело к резкому увеличению поглощающей поверхности подземных и надземных органов растения, к более полному использованию веществ и энергии окружающей среды, а в последующем, усилении размножения.
8. Метаморфизм – резкое уклонение в строении и функции органа от его типичной, исходной формы, в связи с изменением функции в ходе приспособительной эволюции. Например, корневища, клубни, луковицы являются метаморфозами побега.