Основные группы органов
Подавляющее большинство растений имеют сложное строение и состоят из специализированных органов. Все органы можно разделить на две основные группы: вегетативные и генеративные. Вегетативные органы, такие как корень, стебель и листья, обеспечивают жизнедеятельность растения: питание, рост и обмен веществ. Генеративные, или репродуктивные, органы — цветок, плод и семя — отвечают за продолжение рода, то есть размножение.
Вегетативные органы: основа жизни растения
Корень и корневая система
Корень — это, как правило, подземный орган, выполняющий несколько ключевых функций. Во-первых, он прочно удерживает растение в почве. Во-вторых, с его помощью растение поглощает из грунта воду и растворённые в ней минеральные вещества. Кроме того, в корне могут синтезироваться некоторые органические соединения, а также накапливаться запасы питательных веществ (например, у моркови или свеклы). Корень также участвует в вегетативном размножении (см. Размножение растений).
Существуют и специализированные типы корней: воздушные, опорные (как у кукурузы) или корни-присоски у растений-паразитов (см. Растения-паразиты и полупаразиты). Совокупность всех корней образует корневую систему, которая может быть стержневой, мочковатой или смешанной. Запасающие корни делят на корнеплоды (образуются из главного корня, как у моркови) и корневые клубни (развиваются из боковых корней, как у георгина).
Глубина и ширина проникновения корней в почву сильно различаются у разных видов. Например, корни огурца могут углубляться всего на 15 см, а у люцерны — до 10 метров. Основная же масса всасывающих корней большинства культурных растений сосредоточена в пахотном слое (10–30 см). При этом корни могут широко расползаться в стороны: у яблони — до 15 метров в радиусе. Это важно учитывать при обработке почвы, чтобы не повредить корневую систему.
Стебель и побег
Стебель — это осевой надземный орган, который связывает между собой корни, листья и генеративные органы. Он выполняет опорную функцию, выносит листья к свету, а также служит проводящей магистралью для воды, минеральных и органических веществ.
Стебель с расположенными на нём листьями и почками называется побегом. Почка — это зачаточный, ещё не развившийся побег, обычно защищённый чешуйками. Различают вегетативные (листовые) и цветочные почки. Особый интерес представляют спящие почки, которые могут долгое время не трогаться в рост, но активизируются при повреждении основного стебля — это свойство используется при обрезке растений.
В процессе эволюции стебли многих растений видоизменились, приобретя новые функции. Колючки барбариса (это видоизменённые стебли) защищают растение. Мясистые стебли кактусов запасают воду. Усики винограда помогают цепляться за опору. Для вегетативного размножения служат подземные видоизменения стебля: корневища (пырей, хрен), клубни (картофель) и луковицы (тюльпан, лук).
На многих стеблях могут образовываться придаточные корни. Их развитие стимулируют окучиванием, что повышает устойчивость растения и улучшает его питание. На этой же особенности основано размножение черенками: отрезок стебля с почками способен укорениться и дать начало новому растению.
Лист — фабрика жизни
Лист играет исключительную роль, являясь главным органом фотосинтеза (см. фотосинтез). В зелёных клетках листа на свету из углекислого газа и воды синтезируются органические вещества. Кроме того, через микроскопические отверстия — устьица — происходит газообмен (поглощение CO2 и выделение O2) и транспирация (испарение воды). Испарение, кстати, помогает листьям охлаждаться, поэтому их температура часто на 5–7°C ниже температуры окружающего воздуха.
Листья, как и другие органы, могут видоизменяться. У гороха часть листьев превратилась в усики для опоры, у кактусов — в колючки для уменьшения испарения. Луковицы лука и кочаны капусты — это видоизменённые почки, состоящие из сочных листьев, запасающих воду и питательные вещества. У насекомоядных растений листья превратились в ловушки для добычи дополнительного питания.
Сезонное опадание листьев — листопад — это важное приспособление к неблагоприятным условиям (холоду, засухе). Перед опадением из листьев оттекают ценные вещества, а накапливаются ненужные или даже вредные продукты обмена. У однолетних травянистых растений листья обычно отмирают, оставаясь на стебле.
Генеративные органы: размножение и расселение
Цветок — орган полового размножения
Цветок — это уникальный орган, предназначенный для полового размножения покрытосеменных (цветковых) растений. Именно в нём после опыления и оплодотворения начинает развиваться семя, а затем и плод.
Типичный цветок состоит из нескольких частей. Снаружи расположен околоцветник, который включает чашечку (из зелёных чашелистиков) и венчик (из часто ярко окрашенных лепестков). Внутри находятся главные репродуктивные части: тычинки (мужские органы, производящие пыльцу) и пестик (женский орган, в завязи которого развиваются семязачатки). Все части цветка крепятся к цветоложу.
Цветки могут быть обоеполыми (имеют и тычинки, и пестик). У однодомных растений (огурец, кукуруза) мужские и женские цветки находятся на одной особи. У двудомных растений (тополь, облепиха) мужские и женские цветки расположены на разных экземплярах.
Плод — защита и распространение семян
Плод образуется из завязи цветка после оплодотворения. Его основная функция — защита развивающихся семян и их распространение. Плод состоит из околоплодника и заключённых внутри семян.
Плоды поражают разнообразием. Они бывают сухими (орех, зерновка, коробочка) и сочными (ягода, костянка). Семян в плоде может быть много (огурец, мак) или одно (вишня, дуб). Для распространения плоды имеют специальные приспособления: крыловидные выросты у клёна (разнос ветром), крючки у репейника (перенос животными), вкусная мякоть у вишни или рябины (поедание птицами).
Семя — зародыш будущего растения
Семя — это орган размножения и расселения семенных растений. Оно содержит в себе зародыш будущего растения и запас питательных веществ для его первоначального развития. Семя защищено семенной кожурой.
Зародыш семени уже имеет зачатки вегетативных органов: корешок, почечку и семядоли (первые зародышевые листья). Именно в семядолях у многих растений (фасоль, тыква) и запасаются питательные вещества. Семена богаты белками, жирами и углеводами, что делает их важнейшим продуктом питания для человека и животных.