Видоизменения, или метаморфозы, широко наблюдаются у всех живых организмов. Изменениям подвержены все вегетативные органы растения.

Видоизменения листа связаны с выполнением разных функций.

Колючки выполняют защитную функцию. Происхождение колючки можно определить по положению на стебле растения. У барбариса колючка листового происхождения, расположена под листом в отличие от колючки побегового происхождения у боярышника, находящейся в пазухе листа. Листового происхождения

колючки и у кактусов. Они характерны для растений засушливых мест обитаний, и видоизменениям подвергаются различные части листа. Так, у астрагалов в колючку видоизменяется рахис сложного листа, у белой акации - прилистники. У чертополоха видоизменены отдельные участки листовой пластинки.

Побеги у лиан имеют приспособления, которые помогают им удерживаться на какой-то опоре, чтобы занять определенное положение в пространстве. У гороха и чины часть листа видоизменяется в усик , что помогает им цепляться за опору. У луковиц многих растений основную их массу составляют запасающие листья (рябчик, кудреватая лилия). Луковицы луковичных растений образованы разного вида видоизмененными листьями. Так, у лука репчатого в образовании луковицы принимают участие листья низовой формации и утолщенные основания зеленых листьев. Размер видоизмененных листьев - запасающих чешуи в луковицах различен. У гиацинта и тюльпана они широкие, у лилии - узкие, слегка

Прикрывающие друг друга. Листья у листовых суккулентов выполняют водозапасающую функцию (алоэ, агава).

Ловчие аппараты - наиболее интересные видоизменения листьев, свойственные насекомоядным растениям (росянка, мухоловка, непентес и др., рис. 109). Листья этих растений имеют вид кувшинчиков, урночек, захлопывающихся липких пластинок. Попавшие в них насекомые под действием ферментов разлагаются и потребляются растением. Такая особенность питания свойственна этим растениям потому, что они часто растут в местах, где в почве мало минеральных веществ. Таким образом, питание этих растений гетеротрофное, живыми организмами, что в этих условиях способствует их лучшему росту и развитию. У растения пресных водоемов - пузырчатки части сильно рассеченного листа превращены в ловчие пузырьки, куда попадают мелкие водоросли и животные (рис. ПО), после чего пузырек закрывается клапаном. Добыча под действием ферментов "переваривается".

Такие мешковидные видоизменения листьев встречаются не только у насекомоядных растений. У эпифитного растения влажного тропического леса отдельные листья дишидии видоизменяются в мешковидные образования, где накапливаются вода и гумус (рис. 111). В листьях формируются придаточные корни, снабжающие растения влагой.

Главными функциями листьев можно назвать фотосинтез и испарение воды. Чтобы выполнять эти функции наиболее эффективно, лист должен иметь форму пластинки, т. е. обладать большой поверхностью и быть тонким. Таковыми и являются листья большинства растений. Однако у некоторых растений листья в процессе эволюции видоизменились (претерпели изменения) и стали непохожими на обычные листья. Причина данного явления заключается в том, что листья начали выполнять другие функции, не связанные с фотосинтезом и испарением. Листья ряда растений засушливых мест обитания видоизменились в колючки. Такие листья, с одной стороны, почти не испаряют воду, с другой стороны, защищают растения от поедания животными. Примером растений пустынных мест с колючками являются различные кактусы. Фотосинтез у них протекает в расположенных ближе к поверхности клетках толстого стебля. Также в стебле запасается вода. Таким образом, видоизмененные в колючки листья утратили обе свои главные функции (фотосинтез и испарение), но в замен стали выполнять защитную функцию. Кактус Листья-колючки можно наблюдать не только у растений пустынь и полупустынь. Колючки есть у барбариса, кустов розы, шиповника и др. Однако у этих растений не все листья видоизменены в колючки, а только некоторые. При этом функция колючек здесь такая же как у кактусов - защита от поедания животными. Ветка шиповника На фото видны колючки - видоизмененные листья шиповника Листья других растений засушливых мест обитания приспособились к недостатку влаги иным способом. Так у алоэ и агавы листья видоизменились в толстые и сочные образования, в которых запасается вода. А чтобы уменьшить испарение такие листья покрыты восковым налетом, волосками, имеют меньше устьиц. В данном случае листья видоизменились так, что не утратили свои основные функции, при этом приобрели дополнительную - запасание воды. Алоэ Есть растения, у которых листья видоизменены в усики. Этими усиками растение цепляется за опору и удерживается в вертикальном положении. Примером растениями с усиками являются горох, чина, вика и другие бобовые. У гороха в усики превращены верхние части листьев. Усики гороха В природе существуют насекомоядные растения. Их листья видоизменены в своеобразные ловчие аппараты. Когда насекомое садится на лист растения росянки, то приклеивается к нему, т. к. лист покрыт волосками, выделяющими вязкую массу. После этого волоски и сам лист сворачиваются. Внутри образовавшейся полости насекомое переваривается за счет выделяемых листом ферментов. Из насекомого росянка усваивает богатые азотом органические вещества. Именно из-за нехватки азота и других микроэлементов в местах своего обитания листья росянки приобрели столь специфическую функцию. Росянка Еще одним видоизменением листьев являются чешуи. При этом чешуи бывают разными, т. к. выполняют различные функции. Например, у лука в луковице листья превращены в сочные чешуи, в которых откладывается запас питательных веществ. Другие чешуи покрывают почки. В этом случае они выполняют защитную функцию.

Лист - один из самых пластичных органов растения. В процессе приспособления к условиям среды обитания у всего листа или его части может произойти смена главной функции. Это приводит к качественным изменениям во внешнем облике и внутреннем строении листа, то есть возникают видоизменения или метаморфозы листа (рис. 32).

Колючки

Это видоизменение характерно для растений, обитающих в сухом и жарком климате, хотя нередко они возникают и у растений других климатических зон. Колючки уменьшают транспирацию и защищают растения от поедания животными.

Метаморфоз всего листа в колючку характерен для кактусов. У многих астрагалов, эспарцетов в колючку превращается рахис сложного листа, у белой акации - прилистники.

Это нитевидные образования, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. У вики, чечевицы, гороха в усик преобразуются верхняя часть рахиса и несколько верхних листочков. У чины безлистной все листочки редуцируются, а рахис представляет собой единственный усик (функцию фотосинтеза берут на себя прилистники.

Ловчие аппараты

Встречаются у растений, произрастающих на болотистых, торфяных, бедных минеральными веществами почвах. При помощи ловчих аппаратов росянка в средней полосе, венерина мухоловка в Северной Америке, непентес в тропической Азии используют богатую азотом и фосфором органическую пищу, переваривая животных. Строение ловчих аппаратов различно (кувшинчики непентесов, ловушки венериной мухоловки, листья росянки), но все они способны улавливать и переваривать насекомых и других мелких животных с помощью ферментов, выделяемых особыми пищеварительными железками.

Рис. 32. Видоизменения листа:

1 - усик чины безлистной; 2 - колючка молочая блестящего; 3 - ловчий аппарат непентеса.

Листопад

При достижении листьями предельных размеров в них начинаются процессы старения, приводящие к гибели листа. По мере старения в листьях снижается интенсивность фотосинтеза и дыхания, уменьшается содержание в тканях белкового азота и РНК. Начинают преобладать процессы распада, а не синтеза. Органические вещества оттекают из старых тканей листа. Одновременно с этим в листьях накапливаются некоторые соли, например кристаллы оксалата кальция.

Верным признаком старения листа является изменение его окраски. Листья теряют зеленую окраску в результате деградации хлоропластов. Пожелтение и покраснение листьев связано с накоплением в них каротиноидов и антоциана.

У однодольных и травянистых двудольных листья постепенно отмирают и разрушаются, оставаясь на стеблях. У деревьев и кустарников

л

Рис. 33. Образование отделительного слоя:

1 - древесина; 2 - сердцевина; 3 - луб; 4 - перидерма; 5 - отделительный слой; 6 - проводящий пучок; 7 - черешок листа.

истья опадают. Массовое опадание листьев называютлистопадом . Опадание листьев обусловлено изменениями, происходящими в листе, а именно в месте прикрепления листа к стеблю. У основания черешка в поперечном направлении образуется специальный отделительный слой, состоящий из легко расслаивающейся паренхимы (рис. 33). Со стороны стебля ближайшие к основанию черешка клетки пробковеют и образуют защитный слой, сохраняющийся после опадания листа в виде листового рубца. Некоторое время лист держится за счет жилок. Но под действием силы тяжести листа и порывов ветра они разрываются, и листья опадают.

Листопад - важное приспособление растений к уменьшению испарения влаги. Также он предохраняет растения от механических повреждений в зимний период.

Видоизменения листьев Функции видоизмененных листьев Пример растения Чешуи тонкие ЗащитаРепчатый лук Чешуи сочные Запасание питательных веществ Репчатый лук Колючки Уменьшение испарения влаги, защита от поедания животными Кактус, верблюжья колючка, барбарис Усики Закрепление лазающего стебля Горох, вика, чина Насекомоядные растения Улавливание и переваривание насекомых (азот) Росянка, непентес, венерина мухоловка

Это интересно: * Самое большое число листьев на побегах имеет кипарис млн. чешуйчатых листов. На большом дубе растет в среднем около 250 тысяч листьев.

* В 80-е годы ХХ века во Франции были проведены соревнования насекомоядных растений. Первое место получил Эмиль Марсье. Его росянка за 3 часа поймала 51 комара. * Складывание ловчих листьев у венериной мухоловки при попадании в лист насекомого происходит мгновенно – всего за 0,02-0,05 секунды, и так надежно, что лист-капкан невозможно открыть, не повредив его. * Росянка королевская, обитающая в Южной Африке, способна переваривать улиток и лягушек.

1.Лист, являясь частью побега, в свою очередь состоит из: а) пластинки в) прилистников б) черешка и основания г) все верно 2. Сложный лист состоит из: а) одной листовой пластинки и одного черешка б) одной листовой пластинки и нескольких черешков в) нескольких листовых пластинок и одного черешка г) нескольких листовых пластинок и нескольких черешков 3. Функция кожицы листа – это: а) защита внутренних тканей листа б)проведение питательных веществ в)образование органических веществ г) все верно Выберите правильный ответ:

4. Усики гороха – это видоизмененные: а) прилистники в) боковые побеги б) листочки сложного листа г) все верно 5. Любой простой лист имеет: а) листовую пластинку и основание б) листовую пластинку, основание и черешок в) листовую пластинку и черешок г) все верно 6. Колючки кактуса – это: а) видоизмененные побеги б) особые выросты клеток кожицы стебля в) видоизмененные листья г) все верно

7. У водных растений, например, у кувшинки, устьица находятся: а) на верхней стороне листа б) на краях листа, выступающих над водой в) на нижней стороне лист г) все верно 8. У сидячих листьев отсутствует: а) листовая пластинка в) черешок б) проводящие ткани г) основание листа 9. Функции листа: а) испарение в) фотосинтез б) газообмен г) все верно 10. Листья у лука: а) защищают растение от животных б) поднимают побеги ближе к свету в) запасают питательные вещества г) все верно