Foaie
un organ vegetal specializat initial pentru fotosinteza, i.e. nutriția organismului, dar în cursul evoluției pierde uneori această funcție sau câștigă caracteristici suplimentare. Dintre toate creațiile naturii, verdele, adică. conținând clorofilă, frunza este cea mai importantă structură pentru viața de pe Pământ. Fără el, oamenii și alte organisme nu ar putea exista. Aportul atmosferic de oxigen este completat prin eliberarea continuă a acestui gaz din frunzele plantelor verzi. Frunzele absorb până la 400 de miliarde de tone de dioxid de carbon pe an, în timp ce leagă 100 de miliarde de tone de carbon în compușii organici. Deoarece carbonul este componenta principală a tuturor organismelor vii, frunzele servesc ca sursă primară de hrană și vitală vitamine importante pentru oameni, precum și pentru toate animalele sălbatice și domestice, fără de care oamenii nu ar putea exista. Vezi și CICLU CARBON. Frunzele oferă oamenilor mai mult decât oxigen și hrană. La tropice, de exemplu, oamenii încă trăiesc în colibe acoperite cu frunze de palmier. Peste tot în lume una dintre cele mai importante materiale de constructii resturi de lemn care nu s-ar fi putut forma dacă nu ar fi fost frunze pe copaci. Dacă ignorăm nevoile pur utilitare, ar trebui să ne amintim că frunzele ne fac viața mai plăcută și mai confortabilă. Din ele se prepară băuturi delicioase și tonice, de exemplu, ceai obișnuit din frunzele tufișului de ceai sau „mate” din frunzele de iluș paraguayan, un arbust care crește de-a lungul malurilor râurilor din Argentina, Paraguay și sudul Braziliei. Fumatul frunzelor de tutun (Nicotiana tabacum) ajută mulți oameni să se relaxeze. Medicamentele puternice sunt obținute din frunzele diferitelor plante, cum ar fi coca, foxglove și belladona. Frunzele de aloe vera conțin substanțe care vindecă unele dermatite, ameliorează durerea de la radiații și arsurile solare și catifelează pielea. Unele frunze, care au o aromă plăcută, sunt folosite direct ca condimente sau servesc drept materii prime pentru producerea extractelor parfumate. Este exact ceea ce se folosește, de exemplu, pentru frunzele de busuioc, dafin, maghiran, cimbru, lavandă și mentă.
Fibrele pentru confecţionarea frânghiilor se obţin din frunzele de Sansevieria cylindrica şi de Agave sisalana, din frunzele altor specii sunt ţesute cuverturile de pat şi pălăriile.
Părți principale și caracteristici generale.
O frunză tipică este formată din trei părți - lama, pețiolul și stipulele - structuri mici asemănătoare frunzelor la baza pețiolului. Partea principală este o farfurie, de obicei subțire, plată și verde. Cu toate acestea, la unele plante culoarea sa este diferită, de exemplu, roșu închis la Iresine herbstii, pestriț în coleus și croton, sau argintiu la Santolina chamaecyparissus. Uneori suprafața frunzei este pubescentă, adică. acoperite cu peri - excrescente ale celulelor exterioare. Pețiolele unor frunze, cum ar fi țelina și rubarba, sunt foarte mari și sunt consumate. Uneori nu există deloc pețiole, iar lama frunzei este atașată direct de tulpină. Astfel de frunze se numesc sesile. Ele pot fi găsite, de exemplu, în Diervilla sessilifolia. Stipulele majorității plantelor sunt mici, dar uneori sunt destul de comparabile ca mărime cu lama frunzei, ca la mazărea de grădină sau la chaenomeles japonezi. În unele cazuri, cum ar fi la lăcusta neagră (Robinia pseudoacacia), stipulele sunt transformate în spini. Forma frunzei - unul dintre tip de plantă. Foaia poate fi simplă sau complexă, adică format din mai multe frunze, în funcție de faptul că are o farfurie sau mai multe. Astfel, mestecenii, fagii, ulmii, stejarii si platanii au frunze simple, in timp ce castanii de cal, salcamul alb, macesele, ailantul si nucul au frunze complexe. Frunzele compuse sunt compuse fie pinnat, fie palmat. În primul caz, frunzele sunt situate în două rânduri opuse de-a lungul unei axe comune, ca, de exemplu, în salcâmul alb și nuc, iar în al doilea se îndepărtează de la un punct, cum ar fi, de exemplu, în castan de cal sau trifoi.
Dimensiunile frunzelor variază foarte mult în funcție de taxon și chiar în cadrul aceleiași specii de plante. Pot atinge o lungime de 20 m, de exemplu la palmierul Raphia ruffia, care crește în Africa tropicală și Madagascar. Sparanghelul vegetal (Asparagus officinalis var. altilis), casuarina equisetifolia și pieptene franțuzesc (Tamarix gallica) au frunzele foarte mici. În cele mai multe cazuri, frunzele sunt largi și plate, dar uneori sunt cilindrice, ca ceapa, în formă de ac, ca pinii, sau ca solzi, ca chiparoșii. Sunt frunze liniare (la cereale), rotunjite (la nasturtium), ovoide (in rama), in forma de inima (la tei), lanceolate (in salcie) etc. Uneori așa-numitul heterofilie („frunze multiple”) - pe aceeași plantă se formează frunze de diferite forme; de exemplu, sassafrasul are cinci variante. Frunzele cu margini netede se numesc frunze întregi. Printre copaci, astfel de frunze pot fi văzute, de exemplu, în câini, liliac, rododendron, eucalipt, stejar imbricat, loosestrife și virginiana. În multe cazuri, marginile lamei frunzelor sunt lobate, disecate, zimțate și crestate. De exemplu, frunzele de stejar roșu sunt lobate pinnat, cu proeminențe spinoase ale nervurilor în vârful lobilor, în timp ce frunzele de stejar alb sunt lobate pinnat sau crestate neted, fără colțuri ascuțite. La majoritatea plantelor, aranjamentul frunzelor este alternativ, sau în spirală: frunzele, ca și mugurii cu lăstari laterali, se extind pe rând din fiecare nod, fie pe una, fie pe cealaltă parte a tulpinii. Un exemplu sunt toți mesteacănii, ulmii, alunii, stejarii și nucii. La unele specii, în special arțari, viburnum și câini, frunze, muguri și lăstari laterali situat opus - pe părțile opuse ale fiecărui nod. Când trei sau mai multe frunze se extind dintr-un nod, aranjamentul frunzelor se numește spiralat. În orice caz, frunzele se îndepărtează de tulpină, astfel încât să se umbrească minim unele pe altele. Ele formează un fel de „mozaic de frunze” în spațiu, conceput pentru a capta cât mai multă lumină solară care cade pe plantă.
FRUNZE SIMPLE SI COMPLEXE. O frunză se numește simplă sau complexă, în funcție de faptul că are o farfurie sau mai multe. În al doilea caz, frunza poate fi compusă pinnat, dacă foliolele sale constitutive sunt dispuse în două rânduri pe o axă comună, sau compusă palmat, când ies dintr-un punct - vârful pețiolului.
TIPURI DE ARANJARE FRUNZĂ. Există trei tipuri principale de aranjare a frunzelor: opusă, alternativă (spirală) și spiralată. În primul caz, o frunză iese din fiecare nod pe două laturi opuse ale tulpinii. În al doilea caz, frunzele se îndepărtează de noduri unul câte unul - mai întâi pe o parte, apoi pe cealaltă parte a tulpinii. Dacă trei sau mai multe frunze se extind dintr-un nod, aranjamentul lor se numește spiralat.
Lama frunzelor. O lamă tipică a frunzei constă dintr-un strat subțire de celule de suprafață - epiderma și un țesut intern multistrat subiacent - mezofila. Mezofila este pătrunsă de un sistem de vene. O secțiune subțire a unei frunze sub microscop arată că exteriorul epidermei este acoperit cu o cuticulă - o peliculă constând dintr-o cutină ceroasă. Acest film este întrerupt pe alocuri de incluziuni de substanțe asemănătoare pectinei. Prin astfel de zone, frunza poate absorbi substanțe care conțin azot, fosfor, potasiu și alte elemente necesare pentru alimentația și funcționarea normală a plantei din soluțiile căzute la suprafața acesteia. Cuticula și epiderma protejează celulele interioare de uscarea rapidă, iar grosimea acestor straturi exterioare indică adesea adaptarea speciei la mediul său. Astfel, la pini și alte plante veșnic verzi cu frunze înguste, cuticula puternică încetinește foarte eficient evaporarea, mai ales iarna, când solul înghețat conține puțină apă disponibilă pentru rădăcini. Cuticula și epiderma sunt pătrunse cu găuri minuscule - stomatele, al căror număr este inegal pe ambele părți ale frunzei. Fiecare stomă este un spațiu între două celule de gardă în formă de fasole, care, schimbându-și ușor forma, o deschid sau o închid. Aceasta reglează rata de transpirație, adică pierderea de apă de către plantă. Când stomatele sunt deschise, vaporii de apă se evaporă prin ele în atmosferă și acest lucru asigură deplasarea în sus a unor noi porțiuni de apă cu săruri dizolvate în ea de la rădăcini la frunze și alte părți ale lăstarilor. Schimbul de gaze între plantă și mediu are loc și prin stomatele. Celulele de gardă reacţionează sensibil la nivelul luminii: când acesta creşte, stomatele se deschid mai larg când se întunecă, fisura stomatică se îngustează. Astfel, schimbul de gaze stomatice și transpirația sunt mult mai intense ziua decât noaptea. Epiderma frunzei conține și stomatele specializate - hidatode, care secretă apă sub formă de picături. Acest proces se numește gutație. Intensitatea sa este maximă atunci când este absorbită multă apă și evaporarea este lentă. Contrar credinței populare, picăturile de rouă observate pe iarbă într-o dimineață de vară sunt rezultatul gutației, și nu condensului umidității atmosferice. Partea principală a frunzei este mezofila. Direct sub epiderma superioară (uneori și sub cea inferioară) există unul sau mai multe straturi cilindrice perpendiculare pe suprafața așa-numitei frunze. celule palisade – parenchim palisat. Fiecare dintre aceste celule conține numeroase corpuri miniaturale - cloroplaste, care conțin pigmentul verde clorofilă, care captează energie solarăși îl transformă într-unul chimic. Acest proces, numit fotosinteză, produce zaharuri din dioxidul de carbon din atmosferă și apă din sol. Sub parenchimul palisat există celule mari care alcătuiesc parenchimul spongios. Spatiile libere dintre ele (spatiile intercelulare) faciliteaza difuzia gazelor in interiorul frunzei. Parenchimul spongios conține mai puține cloroplaste, iar fotosinteza nu este la fel de intensă aici ca în parenchimul palisat. Venele care pătrund în frunză, adică. fasciculele vascular-fibroase care conduc apa și nutrienții sunt înconjurate de o teacă sau căptușeală de mănunchi de celule cu pereți subțiri, situate compact. Partea superioară a venei este formată din xilem, format din vase și traheide, iar partea inferioară de floem, reprezentată în principal de tuburi de sită. Prin xilem, apa cu saruri minerale dizolvate se deplaseaza de la radacini la lamele frunzelor, iar prin floem, produse fotosintetice - substante organice - sunt trimise din frunza catre toate organele plantei. Există două tipuri principale de nervuri ale frunzelor - reticulate, când venele se ramifică și se conectează între ele, și paralele, când sunt paralele între ele. Primul tip este tipic pentru plantele cu flori dicotiledonate - muşcate, roşii, artar, stejar etc.; al doilea - pentru monocotiledone, i.e. iris, crini, cereale (de exemplu, porumb, bambus, grâu) etc. Există diverse abateri de la acest model și tipuri de tranziție de venație.
STRUCTURA frunzei
Fotosinteză. Funcția principală a frunzei este fotosinteza, în timpul căreia se formează zaharuri din apă și dioxid de carbon datorită energiei solare. Din aceste zaharuri, în diferite organe ale plantelor se formează substanțe specifice acestora, care sunt necesare, de exemplu, pentru creșterea, lignificarea celulelor, coacerea fructelor și semințelor etc. Zaharurile se pastreaza in rezerva pentru a putea fi folosite daca este necesar. Astfel, frunza verde- acesta este organul de care depinde in totalitate aprovizionarea plantelor cu substante organice. Pentru a crește, plantele au nevoie de aceleași substanțe organice ca și animalele (proteine, grăsimi, carbohidrați etc.), dar numai fotosinteza le permite să fie obținute din compuși anorganici. Toate ființele vii care nu sunt capabile de fotosinteză depind direct sau indirect de plantele verzi pentru nutriția lor. Procesul de fotosinteză este foarte complex și aici îl vom lua în considerare doar în termeni cei mai generali. De obicei, dioxidul de carbon intră în frunză din atmosferă prin stomată, se răspândește prin spațiul intercelular, trece prin peretele celular și este absorbit de fluidul care umple celulele. Dioxidul de carbon care intră în cloroplaste și apa care este mereu prezentă aici intră într-o serie de reacții care produc diverși produși intermediari, în cele din urmă zaharuri, în special zahărul glucoză solubil în apă și produsul polimerizării sale, amidonul. În plus, proteinele se formează din zaharuri prin anumite reacții cu compuși de azot și sulf (provin în principal din sol). Toți ceilalți compuși necesari organismului, cum ar fi celuloza, lignina, grăsimile, uleiurile etc., sunt în cele din urmă construiți din zaharuri. Vezi și FOTOSINTEZĂ.
Dezvoltarea și căderea frunzelor. Frunzele se dezvoltă din zone de țesut tulpină cu creștere rapidă - meristemul, situat în muguri la vârful tulpinii și în nodurile lăstarilor. Înainte ca mugurii să se deschidă, primordiile de frunze nedisecate sunt formate din meristem sub formă de tubercul sau rolă pe conul de creștere - așa-numitul. primordii de frunze. Pe măsură ce mugurele se deschide, celulele lor încep să se dividă, să crească și să se specializeze rapid până când frunza este complet formată. Pe măsură ce frunza se dezvoltă în axila ei, adică. În partea de sus a unghiului dintre frunză și secțiunea tulpinii care urcă din ea, aproape întotdeauna se formează un nou mugure. Din astfel de muguri axilari pot apărea lăstari noi anul viitor. Spre deosebire de rădăcini și tulpini, frunza este un organ temporar. Ajuns la dezvoltarea completă, după un timp moare și cade. La speciile de foioase din zona climatică temperată, acest lucru se întâmplă în fiecare toamnă. Înainte de aceasta, hormonul vegetal abscisina II stimulează formarea la baza pețiolului frunzei (sau lama acestuia, dacă frunza este sesilă) a unui strat special de țesut specializat, așa-numitul. strat separator. Constă în principal din parenchim spongios, adică. celulele cu pereți subțiri conectate slab între ele, prin urmare sub influența propriei greutăți, precum și influente externe o astfel de frunză se desprinde relativ ușor de pe tulpină. La speciile veșnic verzi, frunzișul este de asemenea reînnoit, dar fiecare frunză trăiește câțiva ani, iar frunzele nu cad toate odată, ci una câte una, astfel încât în exterior aceste schimbări sunt invizibile. Acest fenomen este larg răspândit la plantele tropicale, pe care frunzele pot fi văzute în orice moment al anului. diferite etape dezvoltare: unii sunt deja gata să cadă, alții doar se îndreaptă, iar alții trec de vârf de maturitate și activitate metabolică.
Culoarea frunzelor de toamnă. Frunzele devin deosebit de viu colorate toamna în unele regiuni geografice, de exemplu, nord-estul și nord-vestul Statelor Unite, sud-estul Asiei continentale și sud-vestul Europei. În Europa de Nord, unde iernile sunt blânde și ploioase, frunzele devin în mare parte galbene murdare și maronii înainte de a cădea. Culoarea frunzelor de toamnă depinde în mare măsură de tipul de plantă, dar este afectată și de condițiile meteorologice și de tipul de sol. Înainte ca frunzele să cadă, nutrienții sunt transferați de la ele către tulpini și rădăcini. Formarea clorofilei se oprește, iar rămășițele acesteia sunt distruse rapid de lumina soarelui. Ca urmare, devin vizibili pigmenții galbeni, în principal xantofile și caroteni. Sunt prezente în frunze pe tot parcursul sezonului de creștere, dar sunt mascate de clorofilă verde primăvara și vara. Tonurile portocalii, roșii și violete ale frunzișului de toamnă sunt cauzate de alți pigmenți - antociani, care, spre deosebire de pigmenții galbeni, apar doar toamna, iar cantitatea lor depinde de vreme. Dacă temperatura aerului scade brusc la un nivel de 0-7 ° C, în frunze rămân mai multe zaharuri și taninuri și, ca urmare, sinteza antocianilor este activată. Astfel, dacă toamna este însorită, uscată și răcoroasă, frunzele multor copaci încântă privirea cu tonuri de roșu aprins, galben, portocaliu și purpuriu. Dacă toamna este tulbure, iar nopțile sunt calde și se sintetizează mai puțin zahăr în frunze, iar o proporție semnificativă din acesta trece de la ele la tulpină, atunci formarea antocianilor este slabă, iar culoarea frunzelor devine predominant galben tern. . Una dintre cele mai frumoase specii de toamnă este arțarul de zahăr (Acer saccharum), ale cărui frunze devin galben intens, portocaliu auriu și roșu aprins. La arțarul roșu (A. rubrum) se înroșesc, iar la arțarul de Norvegia (A. platanoides) și arțarul argintiu (A. saccharinum) capătă o culoare galben-aurie. Coroana de toamnă a lui Liquidambar styraciflua nu poate decât să provoace admirație: în același copac poate străluci în diferite nuanțe de violet, stacojiu, galben și verde. Printre altele care roșesc toamna specii de arbori poate fi numit Nyssa sylvatica, Oxydendrum arboreum, stejar stacojiu american (Quercus coccinea) și stejar de mlaștină (Q. palustris). Frunzele corineiului din Florida (Cornus florida) și ale corinilor roz (C. florida rubra) devin purpurie strălucitoare mai devreme decât majoritatea celorlalți copaci. Printre tufișurile strălucitoare frunze de toamna faimoși sunt euonymus înaripat (Euonymus alatus), diverse tipuri de arpaș (Berberis spp.) și macrou american (Cotinus americanus).
Frunze specializate. Frunzele se pot specializa în diverse moduri, pierzându-și aspectul tipic, structura și chiar funcțiile. Exemple de astfel de frunze sunt firele multor leguminoase, care permit plantelor să se agațe de suporturi, țepii cactusilor, în care procesele de fotosinteză s-au mutat la tulpini verzi cărnoase, solzii protectori ai mugurilor copacilor, precum și bractee - solzi. -ca acoperirea frunzelor pe pedicele multor specii. Uneori, frunzele din jurul florilor și inflorescențele întregi sunt strălucitoare și vizibile, cum ar fi spatele albe sau roșii ale arumului (calla, anthurium) sau frunzele apicale roșii, albe și roz ale poinsettiei (Euphorbia pulcherrima). Ele pot fi ușor confundate cu petale, în timp ce florile adevărate ale acestor specii pot fi relativ mici și discrete. Frunzele de agave americane (Agave americana) sunt foarte groase și cărnoase - înmagazinează apă și substanțe nutritive. Alte plante cu o funcție pronunțată de depozitare a frunzelor includ diverse purslanes (genul Portulaca) și sedums (genul Sedum). Frunzele lor conțin substanțe coloidale mucilaginoase care leagă eficient apa și încetinesc evaporarea acesteia în habitatul arid tipic acestor „suculente de frunze”. La așa-zisa plante carnivore frunzele sunt transformate în capcane pentru artropodele mici. Astfel, în capcana de muște a lui Venus (Dionaea muscipula), jumătățile frunzei, acoperite la margini cu spini proeminenti în sus, se pot roti în raport cu nervura mediană. Când o insectă aterizează pe lama unei frunze, aceste jumătăți se închid ca o carte, iar victima se găsește într-o capcană. Corpul său se descompune sub acțiunea enzimelor secretate de glandele frunzelor, iar produșii de descompunere sunt absorbiți de plantă. Planta de ulcior (Nepenthes) are frunze modificate în formă de ulcior. O insectă care se târăște nu poate ieși, se îneacă și este digerată în lichidul secretat de glandele din fundul ulciorului. Frunzele multor plante sunt periculoase pentru animalele cu sânge cald. Astfel, sumacul înrădăcinat (Toxicodendron radicans) conține o substanță uleioasă, care, atunci când ajunge pe piele, provoacă o inflamație severă (dermatită). Frunzele unor specii de astragalus (genul Astragalus) acumulează seleniu, care este otrăvitor pentru animale. Vitele care au mâncat o cantitate mare din aceste frunze se îmbolnăvesc de selenoză, de la care uneori mor. Frunzele sunt otrăvitoare, de exemplu, în plante precum Dieffenbachia picta, crinul (Convallaria majalis), azalee și rododendroni (genul Rhododendron) și Kalmia latifolia. Vezi de asemenea PLANTE Otrăvitoare.
Enciclopedia lui Collier. - Societate deschisă. 2000 .
Sinonime:Lăstarul este format din axa tulpinii și frunzele și mugurii care se extind din aceasta. Într-un sens mai specific, un lăstar poate fi numit o tulpină anuală neramificată cu frunze și muguri, dezvoltată dintr-un mugure sau sămânță. Lăstarul se dezvoltă din mugure embrionar sau din mugure axilar și este unul dintre organele principale plante superioare. Astfel, mugurele este un lăstar rudimentar. Funcția lăstarilor este de a oferi plantei hrană cu aer. Un lăstar modificat - sub formă de floare sau lăstar purtător de spori - îndeplinește funcția de reproducere.
Organele principale ale lăstarului sunt tulpina și frunzele, care se formează din meristemul conului de creștere și au un singur sistem conducător (Fig. 3.11). Se numește porțiunea tulpinii din care ia naștere o frunză (sau frunze). nod, iar distanța dintre noduri este internod.În funcție de lungimea internodului, se numește fiecare nod repetat cu un internod metamer. De regulă, există mulți metameri de-a lungul axei lăstarilor, de exemplu. evadarea constă dintr-o serie de metameri. În funcție de lungimea internodurilor, lăstarii sunt alungiți (în majoritatea plante lemnoase) și scurtat (de exemplu, fructele unui măr). La plantele erbacee precum păpădia, căpșunul, pătlagina, lăstarii îmblânziți se prezintă sub forma unei rozete bazale.
tulpina numit organ vegetal care reprezintă axa lăstarului și poartă frunze, muguri și flori.
Funcțiile principale ale tulpinii. Tija îndeplinește funcții de susținere, conducere și depozitare; in plus, este un organ de inmultire vegetativa. Tulpina asigură o legătură între rădăcini și frunze. La unele plante, doar tulpina îndeplinește funcția de fotosinteză (coada-calului, cactus). Principala trăsătură externă care distinge un lăstar de o rădăcină este prezența frunzelor.
foaie este un organ lateral plat care se extinde de la tulpină și are o creștere limitată. Principalele funcții ale frunzei: fotosinteză, schimb de gaze, transpirație. Axila frunzei este unghiul dintre frunză și partea de deasupra tulpinii.
Bud- acesta este un film rudimentar, încă nedezvoltat. Clasificarea rinichilor include diferite caracteristici: De vegetativ-generativ (6b); 7 - cireș de pasăre; vârful lăstarului în creștere compoziţieŞi funcții mugurii sunt vegetativi, vegetativ-generativi și generativi.
Vegetativ mugurele este format dintr-un con de creștere al tulpinii, primordiilor frunzelor, primordiilor mugurilor și solzilor mugurilor.
ÎN vegetativ-generativ un număr de metamere sunt așezate în muguri, iar conul de creștere este transformat într-o floare sau inflorescență rudimentară.
generativ, sau floral, mugurii conțin doar rudimentul unei inflorescențe (cireș) sau al unei singure flori.
Orez. 3.11. Părțile principale ale lăstarului: A - lăstarul scurtat al platanului estic: 1 - internod; 2 - crestere anuala; B - lăstar extins
Orez. 3.12. Diferite tipuri de muguri inchisi: 1 - mugure vegetativ (stejar); 2 - mugure vegetativ-generativ (socul); 3 - mugure generator (cireș)
Prin prezența solzilor de protecție mugurii sunt fie închiși (Fig. 3.12) fie deschiși (Fig. 3.13). Închis mugurii au solzi de acoperire care îi protejează de uscare și fluctuații de temperatură (la majoritatea plantelor de la latitudinile noastre). Mugurii închiși pot intra într-o stare de repaus în timpul iernii, motiv pentru care sunt numiți și iernat. Deschide mugurii sunt goi, fără solzi de protecție. Conul lor de creștere este protejat de primordiile frunzelor mijlocii (la cătină; specii de arbori din tropice și subtropice; plante cu flori acvatice). Mugurii din care cresc lăstarii primăvara se numesc muguri reînnoire.
După locația pe tulpină sunt muguri apicalŞi lateral. Datorită mugurelui apical crește lăstarul principal; datorită mugurilor laterali – ramificarea acestuia. Dacă mugurele apical moare, mugurul lateral începe să crească. Mugurele apical generator, după dezvoltarea florii sau a inflorescenței apicale, nu mai este capabil de creștere apicală.
Orez. 3.13. Structura mugurilor deschiși: 1 - muguri de iernare de viburnum-pride; 2 - mesteacăn; vârful unui lăstar în creștere (2a) și mugurele său apical (2b); 3 - mugure de nasturtium; 4 - mugure de trifoi; vedere generală(4a) și diagrama structurii interne (4b); 5 - lăstar de iarbă; 6 - diagrama unei secțiuni longitudinale a mugurului său apical; vegetativ (6a) şi
Muguri axilari sunt așezate în axilele frunzelor și produc lăstari laterali de următoarea ordine. Mugurii axilari au aceeași structură ca și cei apicali. Conul de crestere este reprezentat de un meristem primar, protejat de frunze rudimentare, la axilele carora se afla muguri axilari. Mulți muguri axilari sunt latenți, motiv pentru care sunt numiți și dormit(sau ochi). Mugurii adventivi se dezvoltă de obicei pe rădăcini. La plantele de copaci și arbusti, din ele iau lăstari de rădăcină.
Desfășurarea unei evadari dintr-un mugur. Primul lăstar al unei plante se formează atunci când o sămânță germinează dintr-un lăstar embrionar. Acesta este tragerea principală sau tragerea de ordinul 1. Toți metamerii următori ai lăstarului principal sunt formați din mugurele embrionar. Din mugurii axilari laterali ai lăstarului principal se formează lăstari laterali de ordinul al 2-lea și ulterior al treilea. Așa se formează un sistem de lăstari (lăstari principale și laterale ale ordinului 2 și ulterioare).
Transformarea unui mugure într-un lăstar începe cu deschiderea mugurelui, apariția frunzelor și creșterea internodurilor. Solzii mugurii se usucă rapid și cad atunci când mugurii începe să se extindă. Ei lasă adesea cicatrici la baza lăstarului - așa-numitul inel de muguri, care este clar vizibil în mulți copaci și arbuști. După numărul de inele de muguri, se poate calcula vârsta ramurilor. Se numesc lăstarii care cresc din muguri într-un sezon de creștere lăstari anuali, sau creștere anuală.
ÎN creșterea lăstarilor în lungime și grosime sunt implicate o serie de meristeme. Creșterea în lungime se produce datorită meristemelor apicale și intercalare, iar în grosime - datorită meristemelor laterale (cambium și felogen). În stadiile inițiale de dezvoltare, se formează structura anatomică primară a tulpinii, care la plantele monocotiledonate rămâne pe toată durata vieții. La plantele dicotiledonate și gimnosperme, ca urmare a activității țesuturilor educaționale secundare, structura secundară a tulpinii se formează destul de repede din structura primară.
Aranjamentul frunzelor- ordinea de aşezare a frunzelor pe axa lăstarilor (Fig. 3.14). Există mai multe opțiuni de aranjare a frunzelor:
1) alternativ, sau în spirală - o frunză se extinde de la fiecare nod al tulpinii (mesteacăn, stejar, măr, mazăre);
Orez. 3.14. Aranjamentul frunzelor: A - alternativ (piersic comun); B - opus (prit cu frunze ovate); B - spiralat (oleandru)
2) opus - la fiecare nod sunt atasate doua frunze una fata de cealalta (artar);
3) opus încrucișat - un tip de opus, când frunzele situate opus ale unui nod se află într-un plan reciproc perpendicular al altui nod (lamiaceae, garoafa);
4) spiralate - 3 sau mai multe frunze se extind din fiecare nod (ochi de cioara, anemonă).
Orez. 3.15. Tipuri de ramificare a lăstarilor: dihotomic apical: A - diagramă; B - alge (dictyota); monopod lateral: B - diagramă; G - ramură de pin; monohazia de tip simodial lateral: D - diagramă; E - ramură de cireș de pasăre; tip dichazia simodală laterală: F - diagramă; Z - ramură de liliac; 1-4 - axele primei comenzi și ale următoarelor
Model de ramificare a lăstarului(Fig. 3.15). Ramificarea lăstarilor în plante este necesară pentru a crește zona de contact cu mediul - apă, aer, sol. Există ramificații monopodiale, simpodiale, false dihotomice și dihotomice ale lăstarului.
1. Monopodial- cresterea lastarilor se mentine o perioada indelungata datorita meristemului apical (la molid).
2. Simpodial- în fiecare an mugurel apical moare, iar creșterea lăstarilor continuă în detrimentul celui mai apropiat mugure lateral (la mesteacăn).
3. Fals dihotomic(cu aranjament de frunze opus, varianta simodală) - mugurele apical moare, iar creșterea se produce datorită celor mai apropiați 2 muguri laterali aflați sub apex (la arțar).
4. Dihotomică- conul de crestere al mugurului apical (apexul) se imparte in doua (muschi de muschi, marchantia etc.).
Pe baza naturii locației tragerii în spațiu, se disting:erect evadare; ridicându-se un lăstar care se dezvoltă orizontal în partea hipocotilă și ulterior crește în sus ca un lăstar erect; târâtor lăstar - crește pe o direcție orizontală, paralel cu suprafața pământului. Dacă o tulpină târâtoare are muguri axilari care prind rădăcini, lăstarul se numește târâtor(sau Mustață).În lăstarii târâtori se formează noduri rădăcini adventive(Tradescantia) sau viril-stoloni care se termină într-o rozetă bazală și dând naștere plantelor fiice (căpșun). Creț lăstarul se înfășoară în jurul unui suport suplimentar, deoarece țesuturile mecanice (blindweed) sunt slab dezvoltate în el; lipindu-se tulpina crește, ca una cățărătoare, în jurul unui suport suplimentar, dar cu ajutorul unor dispozitive speciale - virici, o parte modificată foaie compusă.
un organ vegetal specializat initial pentru fotosinteza, i.e. nutriția organismului, dar în cursul evoluției își pierde uneori această funcție sau capătă funcții suplimentare. Dintre toate creațiile naturii, verdele, adică. conținând clorofilă, frunza este cea mai importantă structură pentru viața de pe Pământ. Fără el, oamenii și alte organisme nu ar putea exista. Aportul atmosferic de oxigen este completat prin eliberarea continuă a acestui gaz din frunzele plantelor verzi. Frunzele absorb până la 400 de miliarde de tone de dioxid de carbon pe an, în timp ce leagă 100 de miliarde de tone de carbon în compușii organici. Acești compuși organici formați în frunze servesc ca sursă principală de hrană și vitamine vitale pentru oameni și pentru toate animalele sălbatice și domestice.
Frunzele oferă oamenilor mai mult decât oxigen și hrană. La tropice, de exemplu, oamenii încă trăiesc în colibe acoperite cu frunze de palmier. Peste tot în lume, lemnul rămâne unul dintre cele mai importante materiale de construcție, care nu s-ar fi putut forma dacă nu ar fi fost frunze pe copaci. Dacă ignorăm nevoile pur utilitare, ar trebui să ne amintim că frunzele ne fac viața mai plăcută și mai confortabilă. Ele sunt folosite pentru a prepara băuturi delicioase și tonice, de exemplu, ceai obișnuit din frunzele tufișului de ceai sau „mate” din frunzele de iluș paraguayan, un arbust care crește de-a lungul malurilor râurilor din Argentina, Paraguay și sudul Braziliei. . Frunze de tutun de fumat ( Nicotiana tabacum) ajută mulți oameni să se relaxeze. Medicamentele puternice sunt obținute din frunzele diferitelor plante, cum ar fi coca, foxglove și belladona. frunze de aloe vera ( Aloe vera) conțin substanțe care vindecă unele dermatite, ameliorează durerea de la radiații și arsuri solare și catifelează pielea. Unele frunze, care au o aromă plăcută, sunt folosite direct ca condimente sau servesc drept materii prime pentru producerea extractelor parfumate. Este exact ceea ce se folosește, de exemplu, pentru frunzele de busuioc, dafin, maghiran, cimbru, lavandă și mentă. Din frunzele Sansevieria cilindrice ( Sansevieria cylindrica) și Agave sisal ( Agave sisalana) se obțin fibre pentru confecţionarea covorașelor, cuverturii de pat și pălăriilor din frunzele altor specii.
Părți principale și caracteristici generale.
O frunză tipică are trei părți: lama, pețiolul și stipulele, structuri mici asemănătoare frunzelor la baza pețiolului. Partea principală este o farfurie, de obicei subțire, plată și verde. Cu toate acestea, la unele plante culoarea sa este diferită, de exemplu, roșu închis în irezina lui Herbst, popular printre grădinari ( Iresine herbstii), pestriț în coleus (urzici), sau argintiu în chiparosul de santolina ( Santolina chamaecyparissus), cunoscută și sub numele de iarbă de chiparos. Uneori suprafața frunzei este pubescentă, adică. acoperite cu peri - excrescente ale celulelor exterioare.
Pețiolele unor frunze, cum ar fi țelina și rubarba, sunt foarte mari și sunt consumate. Uneori nu există deloc pețiole, iar lama frunzei este atașată direct de tulpină. Astfel de frunze se numesc sesile. Ele sunt caracteristice, în special, pentru Dierville sessifolia ( Diervilla sessilifolia), aparținând familiei caprifoiului. Stipulele majorității plantelor sunt mici, dar uneori sunt destul de comparabile ca mărime cu lama frunzei, ca la mazărea de grădină sau la chaenomeles japonezi. În unele cazuri, de exemplu în salcâmul alb ( Robinia pseudoacacia), stipulele transformate în spini.
Forma frunzei este una dintre caracteristicile distinctive ale unei specii de plante. Foaia poate fi simplă sau complexă, adică format din mai multe frunze, în funcție de faptul că are o farfurie sau mai multe. Astfel, mestecenii, fagii, ulmii, stejarii si platanii au frunze simple, in timp ce castanii de cal, salcamul alb, macesele, ailantul si nucul au frunze complexe. Frunzele compuse sunt compuse fie pinnat, fie palmat. În primul caz, frunzele sunt situate în două rânduri opuse de-a lungul unei axe comune, ca, de exemplu, în salcâmul alb și nuc, iar în al doilea, se îndepărtează de la un punct, cum ar fi, de exemplu, la castanul de cal sau la trifoi. .
Dimensiunile frunzelor variază mult între taxoni și chiar în cadrul aceleiași specii de plante. Pot ajunge la o lungime de 20 m, de exemplu într-un palmier Raphia ruffia, originar din Africa tropicală și Madagascar. Sparanghelul vegetal are frunze foarte mici ( Sparanghel officinalis var. altilis), coada calului casuarina ( Casuarina equisetifolia) și tamarisc, sau pieptene ( Tamarix spp.).
În cele mai multe cazuri, frunzele sunt largi și plate, dar uneori sunt cilindrice, ca ceapa, în formă de ac, ca pinii, sau ca solzi, ca chiparoșii. Sunt frunze liniare (la cereale), rotunjite (la nasturtium), ovoide (in rama), in forma de inima (la tei), lanceolate (in salcie) etc. Uneori așa-numitul heterofilie („frunze multiple”) – pe aceeași plantă se formează frunze de forme diferite; de exemplu, sassafrasul are cinci variante.
Frunzele cu margini netede se numesc frunze întregi. Printre copaci, astfel de frunze pot fi văzute, de exemplu, în câini, liliac, rododendron, eucalipt, stejar imbricat, loosestrife și virginiana. În multe cazuri, marginile lamei frunzelor sunt lobate, disecate, zimțate și crestate. De exemplu, frunzele de stejar roșu sunt lobate pinnat, cu proeminențe spinoase ale nervurilor în vârful lobilor, în timp ce frunzele de stejar alb sunt lobate pinnat sau crestate neted, fără colțuri ascuțite.
La majoritatea plantelor, aranjamentul frunzelor este alternativ, sau în spirală: frunzele, ca și mugurii cu lăstari laterali, se extind pe rând din fiecare nod, fie pe una, fie pe cealaltă parte a tulpinii. Un exemplu este toți mesteacănii, ulmii, stejarii și nucii. La unele specii, în special arțarii, viburnul și câinele, frunzele, mugurii și lăstarii laterali sunt situate opus - pe părțile opuse ale fiecărui nod. Când trei sau mai multe frunze se extind dintr-un nod, aranjamentul frunzelor se numește spiralat. În orice caz, frunzele se îndepărtează de tulpină, astfel încât să se umbrească minim unele pe altele. Ele formează un fel de „mozaic de frunze” în spațiu, conceput pentru a capta cât mai multă lumină solară care cade pe plantă.
Lama frunzelor.
O limbă tipică a frunzei constă dintr-un strat subțire de celule de suprafață, epiderma și un țesut intern multistrat subiacent, mezofila. Mezofila este pătrunsă de un sistem de vene. O secțiune subțire a unei frunze sub microscop arată că exteriorul epidermei este acoperit cu o cuticulă - o peliculă constând dintr-o cutină ceroasă. Acest film este întrerupt pe alocuri de incluziuni de substanțe asemănătoare pectinei. Prin astfel de zone, frunza poate absorbi substanțe care conțin azot, fosfor, potasiu și alte elemente necesare pentru alimentația și funcționarea normală a plantei din soluțiile căzute la suprafața acesteia. Cuticula și epiderma protejează celulele interioare de uscarea rapidă, iar grosimea acestor straturi exterioare indică adesea adaptarea speciei la mediul său. Astfel, la pini și alte plante veșnic verzi cu frunze înguste, cuticula puternică încetinește foarte eficient evaporarea, mai ales iarna, când solul înghețat conține puțină apă disponibilă pentru rădăcini.
Cuticula și epiderma sunt pătrunse cu găuri minuscule - stomatele, al căror număr este inegal pe ambele părți ale frunzei. Fiecare stomă este un spațiu între două celule de gardă în formă de fasole, care, schimbându-și ușor forma, o deschid sau o închid. Aceasta reglează rata de transpirație, adică pierderea de apă de către plantă. Când stomatele sunt deschise, vaporii de apă se evaporă prin ele în atmosferă și acest lucru asigură deplasarea în sus a unor noi porțiuni de apă cu săruri dizolvate în ea de la rădăcini la frunze și alte părți ale lăstarilor. Schimbul de gaze între plantă și mediu are loc și prin stomatele. Celulele de gardă reacționează sensibil la nivelul luminii: când crește, stomatele se deschid mai larg când se întunecă, fisura stomatică se îngustează. Astfel, schimbul de gaze stomatice și transpirația sunt mult mai intense ziua decât noaptea.
Epiderma frunzei conține și stomatele specializate - hidatode, care secretă apă sub formă de picături. Acest proces se numește gutație. Intensitatea sa este maximă atunci când este absorbită multă apă și evaporarea este lentă. Contrar credinței populare, picăturile de rouă observate pe iarbă într-o dimineață de vară sunt rezultatul gutației, și nu condensului umidității atmosferice.
Partea principală a frunzei este mezofila. Direct sub epiderma superioară (uneori și sub cea inferioară) există unul sau mai multe straturi cilindrice perpendiculare pe suprafața așa-numitei frunze. celule palisade – parenchim palisat. Fiecare dintre aceste celule conține numeroase corpuri miniaturale - cloroplaste, care conțin clorofila pigmentului verde, care captează energia solară și o transformă în energie chimică. Acest proces, numit fotosinteză, produce zaharuri din dioxidul de carbon din atmosferă și apă din sol. Sub parenchimul palisat există celule mari care alcătuiesc parenchimul spongios. Spatiile libere dintre ele (spatiile intercelulare) faciliteaza difuzia gazelor in interiorul frunzei. Parenchimul spongios conține mai puține cloroplaste, iar fotosinteza nu este la fel de intensă aici ca în parenchimul palisat.
Venele care pătrund în frunză, adică. fasciculele vascular-fibroase care conduc apa și nutrienții sunt înconjurate de o teacă sau căptușeală de mănunchi de celule cu pereți subțiri, situate compact. Partea superioară a venei este formată din xilem, format din vase și traheide, iar partea inferioară de floem, reprezentată în principal de tuburi de sită. Prin xilem, apa cu săruri minerale dizolvate se deplasează de la rădăcini la lamele frunzelor, iar prin floem, produse fotosintetice - substanțe organice - sunt trimise din frunză către toate organele plantei.
Există două tipuri principale de nervuri ale frunzelor - reticulate, când venele se ramifică și se conectează între ele, și paralele, când sunt paralele între ele. Primul tip este tipic pentru plantele cu flori dicotiledonate - muşcate, roşii, artar, stejar etc.; al doilea este pentru monocotiledonei, i.e. iris, crini, cereale (de exemplu, porumb, bambus, grâu) etc. Există diverse abateri de la acest model și tipuri de tranziție de venație.
Fotosinteză.
Funcția principală a frunzei este fotosinteza, în timpul căreia se formează zaharuri din apă și dioxid de carbon datorită energiei solare. Din aceste zaharuri, în diferite organe ale plantelor se formează substanțe specifice acestora, care sunt necesare, de exemplu, pentru creșterea, lignificarea celulelor, coacerea fructelor și semințelor etc. Zaharurile se pastreaza in rezerva pentru a putea fi folosite daca este necesar. Astfel, frunza verde este un organ de care depinde în totalitate aprovizionarea plantelor cu substanțe organice. Pentru a crește, plantele au nevoie de aceleași substanțe organice ca și animalele (proteine, grăsimi, carbohidrați etc.), dar numai fotosinteza le permite să fie obținute din compuși anorganici. Toate ființele vii care nu sunt capabile de fotosinteză depind direct sau indirect de plantele verzi pentru nutriția lor.
Procesul de fotosinteză este foarte complex și aici îl vom lua în considerare doar în termeni cei mai generali. De obicei, dioxidul de carbon intră în frunză din atmosferă prin stomată, se răspândește prin spațiul intercelular, trece prin peretele celular și este absorbit de fluidul care umple celulele. Dioxidul de carbon care intră în cloroplaste și apa care este mereu prezentă aici intră într-o serie de reacții care produc diverși produși intermediari, în cele din urmă zaharuri, în special zahărul glucoză solubil în apă și produsul polimerizării sale, amidonul. În plus, proteinele se formează din zaharuri prin anumite reacții cu compuși de azot și sulf (provin în principal din sol). Toți ceilalți compuși necesari plantei, cum ar fi celuloza, lignina, grăsimile, uleiurile etc., sunt în cele din urmă construiți din zaharuri.
Dezvoltarea și căderea frunzelor.
Frunzele se dezvoltă din zone de țesut tulpină cu creștere rapidă - meristemul, situat în muguri la vârful tulpinii și în nodurile lăstarilor. Înainte ca mugurii să se deschidă, primordiile de frunze nedisecate sunt formate din meristem sub formă de tubercul sau rolă pe conul de creștere - așa-numitul. primordii de frunze. Pe măsură ce mugurele se deschide, celulele lor încep să se dividă, să crească și să se specializeze rapid până când frunza este complet formată. Pe măsură ce frunza se dezvoltă, în axila ei, adică. În partea de sus a unghiului dintre frunză și secțiunea tulpinii care urcă din ea, aproape întotdeauna se formează un nou mugure. Din astfel de muguri axilari pot apărea lăstari noi anul viitor.
Spre deosebire de rădăcini și tulpini, frunza este un organ temporar. Ajuns la dezvoltarea completă, după un timp moare și cade. La speciile de foioase din zona climatică temperată, acest lucru se întâmplă în fiecare toamnă. Înainte de aceasta, hormonul vegetal abscisina II stimulează formarea la baza pețiolului frunzei (sau lama acestuia, dacă frunza este sesilă) a unui strat special de țesut specializat, așa-numitul. strat separator. Constă în principal din parenchim spongios, adică. celulele cu pereți subțiri conectate slab între ele, prin urmare, sub influența propriei sale greutăți, precum și a influențelor externe, o astfel de frunză se desprinde relativ ușor din tulpină. La speciile veșnic verzi, frunzișul este de asemenea reînnoit, dar fiecare frunză trăiește câțiva ani, iar frunzele nu cad toate odată, ci una câte una, astfel încât în exterior aceste schimbări sunt invizibile. Acest fenomen este larg răspândit la plantele tropicale, pe care în orice moment al anului puteți vedea frunze în diferite stadii de dezvoltare: unele sunt gata să cadă, altele doar se desfășoară, iar altele trec de vârful maturității și activității metabolice.
Culoarea frunzelor de toamnă.
Frunzele devin deosebit de viu colorate toamna în unele regiuni geografice, de exemplu, nord-estul și nord-vestul Statelor Unite, sud-estul Asiei continentale și sud-vestul Europei. În Europa de Nord, unde iernile sunt blânde și ploioase, frunzele devin în mare parte galbene murdare și maronii înainte de a cădea.
Culoarea frunzelor de toamnă depinde în mare măsură de tipul de plantă, dar este afectată și de condițiile meteorologice și de tipul de sol. Înainte ca frunzele să cadă, nutrienții sunt transferați de la ele către tulpini și rădăcini. Formarea clorofilei se oprește, iar rămășițele acesteia sunt distruse rapid de lumina soarelui. Ca urmare, devin vizibili pigmenții galbeni, în principal xantofile și caroteni. Sunt prezente în frunze pe tot parcursul sezonului de creștere, dar sunt mascate de clorofilă verde primăvara și vara.
Tonurile portocalii, roșii și violete ale frunzișului de toamnă sunt cauzate de alți pigmenți - antociani, care, spre deosebire de pigmenții galbeni, apar doar toamna, iar cantitatea lor depinde de vreme. Dacă temperatura aerului scade brusc la un nivel de 0-7 ° C, mai multe zaharuri și taninuri rămân în frunze și, ca urmare, sinteza antocianilor este activată.
Astfel, dacă toamna este însorită, uscată și răcoroasă, frunzele multor copaci încântă privirea cu tonuri de roșu aprins, galben, portocaliu și purpuriu. Dacă toamna este tulbure și nopțile sunt calde, atunci se sintetizează mai puțin zahăr în frunze, iar o proporție semnificativă din acesta trece de la ele în tulpină; în aceste condiții, formarea antocianilor este slabă și culoarea frunzișului devine predominant galben tern.
Una dintre cele mai frumoase specii din toamna este artarul de zahar ( Acer saccharum), ale căror frunze devin galben închis, portocaliu auriu și roșu strălucitor. La arțarul roșu ( A. rubrum) se înroșesc, iar în Norvegia arțarii ( A. platanoides) și argint ( A. saccharinum) capătă o culoare galben-aurie. Coroana de toamnă a arborelui purtător de rășină liquidambara sau a arborelui de chihlimbar nu poate decât să trezească admirație ( Liquidambar styraciflua): pe același copac poate străluci în diferite nuanțe de violet, stacojiu, galben și verde. Printre arbuști, euonymus înaripat ( Euonymus alatus), diverse tipuri de arpaca ( Berberis spp.) și macrou american ( Cotinus americanus).
Frunze specializate.
Frunzele se pot specializa în diverse moduri, pierzându-și aspectul tipic, structura și chiar funcțiile. Exemple în acest sens sunt viricile multor leguminoase, care permit plantelor să se agațe de suporturi, țepii cactușilor, în care procesele de fotosinteză s-au mutat în tulpini verzi cărnoase, solzii protectori ai mugurilor copacilor, precum și bractee - solzi- ca acoperirea frunzelor pe pedicelele multor specii. Uneori, frunzele din jurul florilor și inflorescențele întregi sunt strălucitoare și vizibile, cum ar fi spatele albe sau roșii ale aronicei (calla, anthurium) sau frunzele apicale roșii, albe și roz ale poinsettiei ( Euphorbia pulcherrima). Ele pot fi ușor confundate cu petale, în timp ce florile adevărate ale acestor specii pot fi relativ mici și discrete.
Agave americana ( Agave americana) frunzele sunt foarte groase și cărnoase - înmagazinează apă și substanțe nutritive. Alte plante cu o funcție pronunțată de depozitare a frunzelor includ diverse purslane (gen Portulaca) și sedums (genul Sedum). Frunzele lor conțin substanțe coloidale mucilaginoase care leagă eficient apa și încetinesc evaporarea acesteia în habitatul arid tipic acestor „suculente de frunze”.
La așa-zisa Frunzele plantelor insectivore sunt transformate în capcane pentru artropodele mici. Deci, în capcana de muște a lui Venus ( Dionaea muscipula) jumătățile de frunze, acoperite la margini cu spini proeminenti în sus, se pot roti în raport cu nervura mediană. Când o insectă aterizează pe lama unei frunze, aceste jumătăți se închid ca o carte, iar victima se găsește într-o capcană. Corpul său se descompune sub acțiunea enzimelor secretate de glandele frunzelor, iar produșii de descompunere sunt absorbiți de plantă. La ulcior ( Nepenthes) există frunze modificate sub formă de ulcior. O insectă care se târăște nu poate ieși, se îneacă și este digerată în lichidul secretat de glandele din fundul ulciorului.
Frunzele multor plante sunt periculoase pentru animalele cu sânge cald. Deci, în înrădăcinarea sumacului ( Toxicodendron radicans) conțin o substanță uleioasă, care, atunci când ajunge pe piele, provoacă o inflamație severă (dermatită). În frunzele unor specii de astragalus (gen Astragal) se acumulează seleniul, care este toxic pentru animale. Vitele care au mâncat o cantitate mare din aceste frunze se îmbolnăvesc de selenoză, de la care uneori mor. Frunzele sunt otrăvitoare, de exemplu, în plante precum Dieffenbachia pictate ( Dieffenbachia picta), lacramioare ( Convallaria majalis), azalee și rododendroni (genul Rododendron), Kalmia latifolia ( Kalmia latifolia).
Multe plante au două tipuri de lăstari. La astfel de plante, unii lăstari au internoduri lungi (nodurile sunt situate la o distanță mare unul de celălalt). Pe acești lăstari se dezvoltă alți lăstari, deja cu internoduri scurte.
Cloroplastele sunt plastide care poartă pigmenți fotosintetici - clorofile. Au o culoare verde la plantele superioare, carofite și algele verzi. Cloroplastele au o structură internă complexă.
Clorofila poate fi extrasă cu ușurință din celulele frunzelor prin plasarea frunzei în alcool fierbinte. Frunza va deveni incoloră, iar alcoolul va deveni verde strălucitor.
Examinând structura internă a frunzei la microscop, puteți găsi vene tăiate peste ea. Venele sunt mănunchiuri conductoare ale frunzei și sunt situate în stratul mezofil spongios. Celulele foarte alungite cu pereți groși sunt fibre. Ele dau rezistență foii. Apa și mineralele dizolvate în ea se deplasează prin vase (se produce un curent ascendent). Aceste vase sunt numite xilem. Tuburile de sită, spre deosebire de vasele, sunt formate din celule lungi vii. Perețiile transversale dintre ele sunt străpunse de canale înguste și arată ca site. Soluțiile de substanțe organice sintetizate de frunze se deplasează prin tuburi sită din frunze. Aceste tuburi de sită se numesc floeme. Floemul din frunze transportă produsele fotosintezei în părțile plantei unde sunt folosite (părți subterane) sau acumulate (semințe de coacere, fructe). De obicei, xilemul se află deasupra floemului. Împreună formează țesutul principal numit „miezul frunzei”.
Plante și lumină
Mug de floarea soarelui
Plantele captează în principal lumina prin lamele lor de frunze.
Pentru a absorbi mai bine lumina soarelui, frunzele sunt amplasate într-un mod special pe tulpina plantei. De exemplu, frunzele de păpădie și pătlagină sunt adunate în rozete bazale, astfel încât lumina soarelui cade pe fiecare frunză.
Pețiolele frunzelor multor plante se îndoaie, întorcând lama frunzei spre lumină (această proprietate se numește heliotropism). Acest fenomen poate fi observat la floarea soarelui. Mugurii săi (înainte de înflorire) își schimbă orientarea de la est la vest în timpul zilei. U plante de interior se poate observa si acest fenomen. De exemplu, dacă o plantă cu frunzele îndreptate spre lumină este întoarsă invers, atunci după un timp lamele frunzelor se vor întoarce spre lumină și se vor aranja sub formă mozaic de foi, aproape fără să se umbrească unul pe altul.
Pe ramurile unor plante (de exemplu, tei, arbuști), există goluri între frunze mari ocupate de altele mai mici. La arțar, de exemplu, lamele unor frunze se potrivesc în crestăturile altora. Același fenomen poate fi observat la frunzele bazale ale păpădiei ca și la arțar. Mozaicul frunzelor este una dintre adaptările plantei pentru cea mai bună utilizare Sveta.
De obicei, plantele care cresc în zone deschise însorite nu se găsesc în locuri umbrite. Astfel de plante, atunci când sunt plasate într-o zonă puternic umbrită, mor din cauza lipsei de lumină solară. Alte plante se pot dezvolta doar la umbra; Transplantați în condiții de iluminare aparent mai bune, mor în curând.
Formarea amidonului în frunze la lumină
Semințele de plante conțin o cantitate de substanțe care hrănesc embrionul în curs de dezvoltare. Printre alte substanțe, sămânța conține amidon.
Amidonul este un carbohidrat produs de celule plante verziîn procesul de fotosinteză din dioxid de carbon (dioxid de carbon) și apă. Amidonul este o substanță albă, insolubilă în apă rece. Când este fierbinte, se umflă, transformându-se într-o pastă. Rezervă de nutrienți; depus în fructe (de exemplu, boabe de cereale), în părțile subterane ale tulpinilor plantelor (în tuberculii de cartofi etc.), de unde se obține. Amidonul joaca un rol important in alimentatia oamenilor si animalelor, fiind principalul carbohidrat din alimente.
Știm deja că celulele frunzelor conțin cloroplaste care conțin clorofilă. Cloroplastele produc zahăr și apoi amidon. Zahărul se formează numai în cloroplastele frunzelor și numai în lumină. Aceste substanțe se formează în timpul procesului fotosinteză.
Absorbția dioxidului de carbon de către frunze la lumină și eliberarea de oxigen
Frunza de muscata cu marginea frunzei albe, fara clorofila.
Deci, zahărul se formează în cloroplastele frunzelor plantelor verzi și apoi amidonul. Acest proces se numește fotosinteză.
Materia organică - zahărul, se formează în părțile verzi ale plantei, în frunze și numai la lumină. Apare în cloroplaste, adică în plastide cu clorofilă, dacă în aerul din jurul plantei este prezent dioxid de carbon. Pentru formarea zahărului aveți nevoie de: dioxid de carbon (care pătrunde în frunză prin stomatele din atmosfera înconjurătoare) și apă, pe care rădăcinile o absorb din sol; zahărul se transformă apoi în amidon.
Nu toate celulele frunzelor produc amidon. În structura limbei frunzelor există celule care nu au cloroplaste. Aceste celule sunt de obicei clar vizibile. Mușcata pestriță are doar astfel de frunze. A fost numită „pestriță” din cauza zonelor albe de pe limbul frunzei care nu au clorofilă (un chenar alb trece de-a lungul marginii limbei frunzei). După cum știm deja, zahărul (care se transformă apoi în amidon) se poate forma doar în cloroplaste (și numai în lumină).
Pentru a ajunge din frunze în alte părți ale plantei, amidonul, sub influența unor substanțe speciale, este din nou transformat în zahăr și curge din frunze în alte organe ale plantei. Acolo zahărul se poate transforma din nou în amidon.
Respirația frunzelor
Plantele formează substanțe organice din cele anorganice numai în lumină. Aceste substanțe sunt folosite de plante pentru nutriție. Dar plantele fac mai mult decât să mănânce. Ei respiră ca toate ființele vii. La fel ca animalele, plantele respiră oxigen și eliberează dioxid de carbon.
Suflare - procesul de oxidare a substanțelor organice în majoritatea organismelor animale și vegetale, care este principala sursă de energie necesară vieții lor; manifestarea externă a respirației este schimbul de gaze cu atmosfera înconjurătoare, adică absorbția oxigenului din aceasta și eliberarea de dioxid de carbon în ea. La animalele unicelulare și plante inferioare Schimbul de gaze în timpul respirației are loc prin difuzia lor prin suprafața celulelor. La plantele superioare, schimbul de gaze este facilitat de numeroase spații intercelulare care le pătrund în întreg corpul. Spațiile intercelulare ale frunzelor și ale tulpinilor tinere comunică cu atmosfera prin stomatele, iar spațiile intercelulare ale ramurilor lignificate - prin linte.
Linte- mici gauri in scoarta plantelor lemnoase; umplute cu celule mai mult sau mai puțin întinse și servesc pentru schimbul de gaze.
În lumină, în plantă apar două procese opuse. Un proces este fotosinteza, celălalt este respirația. Plantele au nevoie de dioxid de carbon pentru a transforma substanțele anorganice în substanțe organice. Oxigenul este necesar pentru respirație.
Împreună cu dioxidul de carbon (în timpul fotosintezei), plantele aflate în lumină absorb oxigenul din aerul înconjurător, de care plantele au nevoie pentru respirație, dar în cantități mult mai mici decât în timpul respirației.
Respirația în celulele vegetale vii are loc continuu. Pentru plante, ca și animale, respirația este vitală.
Evaporarea apei de către plante
- Tepii frunzelor - pot fi derivate ale limbei frunzei - venele lignificate (arpaca), sau stipulele (salcam) se pot transforma in tepi. Astfel de formațiuni funcționează functie de protectie. Din lăstari se pot forma și spini. Diferențe: spinii formați din lăstari cresc de la axila frunzelor.
- Mustață sunt formate din părțile superioare ale frunzelor. Ei îndeplinesc o funcție de susținere, agățându-se de obiectele din jur (exemplu: porțelan, mazăre).
- Phyllodes - pețioli care capătă o formă asemănătoare unei frunze și realizează fotosinteza.
- frunze capcană - acestea sunt frunze modificate care servesc organe de vânătoare plante carnivore. Mecanismele de prindere pot fi diferite: picături de secreție lipicioasă pe frunze (roză), bule cu valve (pemfigus) etc.
- Frunze în formă de sac se formează datorită fuziunii marginilor frunzei de-a lungul nervurii medii, astfel încât se obține o pungă cu o gaură în vârf. Primele părți superioare ale frunzelor devin părțile interioare ale pungii. Recipientul rezultat este folosit pentru depozitarea apei. Rădăcinile adventive cresc în interior prin găuri, absorbind această apă.
- Frunze suculente - frunze folosite pentru depozitarea apei (aloe, agave). Vezi Suculente.
Frunzele pot îndeplini funcțiile de protecție, furnizare de substanțe și altele:
- Suprafața frunzei evită umezirea și contaminarea - așa-numitul „efect de lotus”.
- Frunzele tăiate reduc efectele vântului.
- Părul de pe suprafața frunzei reține umiditatea în climatele aride și previne evaporarea acestuia.
- Acoperirea ceară de pe suprafața frunzei previne și evaporarea apei.
- Frunzele strălucitoare reflectă lumina soarelui.
- Reducerea dimensiunii frunzelor, împreună cu transferul funcției de fotosinteză de la frunză la tulpină, reduce pierderea de umiditate.
- În zonele foarte luminate, unele plante au ferestre translucide care filtrează lumina înainte ca aceasta să intre în straturile interioare ale frunzei. De exemplu, ca frumoasa Frisia.
- Frunzele groase și cărnoase stochează apă.
- Denticulii de-a lungul marginilor frunzelor se caracterizează printr-o intensitate crescută a fotosintezei, a transpirației (și în cele din urmă a temperatură scăzută), în urma cărora vaporii de apă se condensează pe puncte și se formează picături de rouă.
- Uleiurile aromatice și otrăvurile produse de frunze resping erbivorele (cum ar fi eucaliptul).
- Includerea mineralelor cristalizate în frunze respinge ierbivorele.
Căderea frunzelor
Toamna, frunzele plantelor de foioase devin galbene și roșii din cauza distrugerii clorofilei. Când e înăuntru cantitati mari conținute în celule, care apare în perioada de creștere, verde predomină clorofila, eclipsând culorile oricăror altor pigmenți care pot fi conținute în frunză.
În această frunză, venele sunt încă verzi, în timp ce restul țesutului este roșu.
În timpul fotosintezei, clorofila este distrusă deoarece este utilizată în mod continuu. Dar în timpul sezonului de vegetație, plantele își reînnoiesc continuu rezervele de clorofilă. O cantitate mare de clorofilă permite frunzelor să rămână verzi.
La sfârșitul verii, venele care transportă sucurile în și din frunză se închid treptat. Acest lucru se întâmplă pe măsură ce la baza fiecărei frunze se formează un strat de celule de plută. Și cu cât acest strat devine mai mare, cu atât devine mai dificilă pătrunderea apei și a mineralelor în frunză. La început încet, dar toamna acest proces se accelerează. În acest timp, cantitatea de clorofilă începe să scadă. Stratul de plută crește între baza pețiolului și lăstarul pe care este atașată frunza. Când stratul de plută devine suficient de mare, atașarea pețiolului frunzei de lăstar devine slabă și o rafală de vânt îl rupe.
Adesea vene şi spatiu micîn jurul lor sunt încă verzi, chiar și atunci când țesuturile situate între ele și-au schimbat de mult culoarea.
Compoziția libenului include tuburi de sită(prin care se deplasează soluțiile de substanțe organice) și cu pereți groși fibre de bast. Aceste celule sunt alungite, conținutul lor este distrus, pereții sunt lignificati. Ele servesc ca țesut mecanic al tulpinii. În tulpinile unor plante, fibrele de liben sunt deosebit de bine dezvoltate și foarte puternice. Pânza de in este fabricată din fibre de liberen de in, iar libanul și covorașul sunt realizate din fibre de liberen de tei.
Lemn- situat mai adânc decât libenul. Dacă atingeți suprafața lemnului proaspăt tăiat cu degetele, veți simți că este umed și alunecos. Acest lucru se datorează faptului că între liban și lemn există cambium.
Importanța plantelor în viața umană
Știm deja că plantele verzi absorb energia solară prin procesul de fotosinteză.
Planta se hrănește, crește, înflorește, apoi fructele și semințele ei se coc. Corpul unei plante, toate celulele și organele sale constau din substanțe organice.
Pentru a hrăni toate organele și pentru a construi noi celule, plantele folosesc substanțe organice care se formează în timpul fotosintezei. Oamenii și animalele consumă și materie organică. Fără plante verzi nu ar exista hrana necesară pentru viața tuturor viețuitoarelor.
Plantele îmbogățesc atmosfera Pământului cu oxigenul necesar pentru respirație și absorb dioxidul de carbon din aer. Cantitatea de oxigen de pe Pământ depinde direct de numărul de plante verzi care îl transformă din dioxid de carbon și lumina solară.
Animalele trăiesc în păduri, pajiști și stepe. Aici găsesc hrană, fac cuiburi, vizuini etc.
Oamenii și animalele mănâncă plante. Instalațiile servesc ca sursă de combustibil, materiale de construcție și materii prime pentru industrie.
Plantele care au existat cu mii, sute de mii și chiar milioane de ani în urmă au format zăcăminte de cărbune și turbă.
Ca materie primă și combustibil, omul folosește nu doar plantele care îl înconjoară în prezent, ci și rămășițele de plante care au existat cu mii, sute de mii și milioane de ani în urmă. Aceste plante au format depozite de cărbune și turbă.
Grădinile, parcurile, piețele, pădurile din jurul orașelor – spațiile verzi – sunt necesare oamenilor. Iată principalele proprietăți ale spațiilor verzi:
- absorbția dioxidului de carbon și eliberarea de oxigen în timpul fotosintezei;
- scăderea temperaturii aerului datorită evaporării umidității;
- reducerea zgomotului;
- reducerea nivelului de poluare a aerului cu praf și gaze;
- protectie impotriva vantului;
- eliberarea de fitoncide de către plante - substanțe volatile care ucid microbii patogeni;
- efect pozitiv asupra sistemului nervos uman.
Plantele trebuie protejate. Mulți oameni sfâșie iarba sălbatică, sparg copaci și tufișuri și taie copaci în păduri. Și, în același timp, vor uita că tăierea unui copac este rapidă, dar va dura mulți ani pentru a-l crește. De exemplu, cel mai mare și mai vechi stejar din Europa este situat în Belarus în Belovezhskaya Pushcha. Vârsta sa este estimată la 800 de ani. Înălțimea este de 46 de metri, iar diametrul ajunge la peste doi metri.
Pentru a face 60 kg de hârtie, trebuie să tăiați copac matur. Prin urmare, cărțile trebuie tratate cu grijă. Economisind hârtie și colectând deșeuri de hârtie, salvăm pădurile.
O frunză este un organ vegetativ al plantelor și face parte dintr-un lăstar. Funcțiile frunzei sunt fotosinteza, evaporarea apei (transpirația) și schimbul de gaze. Pe lângă aceste funcții de bază, ca urmare a idioadaptărilor la conditii diferite existența pleacă, schimbându-se, poate servi următoarelor scopuri.
- Economii nutrienti(ceapa, varza), apa (aloe);
- protecția împotriva consumului de animale (cactus și arpaș);
- înmulțire vegetativă (begonie, violet);
- prinderea și digerarea insectelor (roză soarelui, capcană de muște Venus);
- mișcarea și întărirea tulpinilor slabe (vârci de mazăre, măzică);
- îndepărtarea produselor metabolice în timpul căderii frunzelor (în copaci și arbuști).
Caracteristicile generale ale frunzei plantei
Frunzele majorității plantelor sunt verzi, cel mai adesea plate, de obicei simetrice bilateral. Dimensiunile variază de la câțiva milimetri (limpiace) până la 10-15 m (palmier).
Frunza este formată din celulele țesutului educațional al conului de creștere al tulpinii. Primordiul frunzelor se diferențiază în:
- Lama frunzelor;
- pețiolul prin care frunza este atașată de tulpină;
- stipulele.
Unele plante nu au pețiole, spre deosebire de cele pețiolate, sunt numite sedentar. Nici toate plantele nu au stipule. Sunt apendice pereche de diferite dimensiuni la baza pețiolului frunzei. Forma lor este variată (pelicule, solzi, frunze mici, țepi), iar funcția lor este de protecție.
Frunze simple și compuse se distinge prin numărul de lame de frunze. O frunză simplă are o singură lamă și cade complet. Cel complex are mai multe plăci pe pețiol. Ele sunt atașate de pețiolul principal cu pețiolii lor mici și se numesc foliole. Când o frunză compusă moare, mai întâi cad foliolele, apoi pețiolul principal.
Lamele frunzelor sunt variate ca formă: liniare (cereale), ovale (salcâm), lanceolate (salcie), ovate (pară), în formă de săgeată (vârf de săgeată), etc.
Lamele frunzelor înăuntru directii diferite pătruns cu vene, care sunt mănunchiuri vascular-fibroase și dau rezistență frunzei. Frunzele plantelor dicotiledonate au cel mai adesea o nervură reticulata sau pinnată, în timp ce frunzele plantelor monocotiledonate au nervuri paralele sau arcuite.
Marginile lamei frunzei pot fi solide, o astfel de frunză se numește cu margini întregi (liliac) sau cu crestături. În funcție de forma crestăturii, de-a lungul marginii limbei frunzei, frunzele se disting ca zimțate, zimțate, crenate etc. La frunzele zimțate, dinții au laturile mai mult sau mai puțin egale (fag, alun), la frunze zimțate, o parte a dintelui este mai lungă decât cealaltă (pare), crenat - au crestături ascuțite și protuberanțe tocite (salvie, budra). Toate aceste frunze se numesc întregi, deoarece șanțurile lor sunt puțin adânci și nu ating lățimea lamei.
În prezența unor șanțuri mai adânci, frunzele sunt lobate atunci când adâncimea șanțului este egală cu jumătate din lățimea lamei (stejar), separate - mai mult de jumătate (mac). În frunzele disecate, crestăturile ajung la nervura mediană sau la baza frunzei (brusture).
În condiții optime de creștere, frunzele inferioare și superioare ale lăstarilor nu sunt la fel. Există frunze inferioare, mijlocii și superioare. Această diferențiere este determinată în rinichi.
Frunzele inferioare, sau primele, ale lăstarilor sunt solzii muguri, solzii uscati exteriori ai bulbilor și frunzele de cotiledon. Frunzele inferioare cad de obicei pe măsură ce lăstarul se dezvoltă. Frunzele rozetelor bazale aparțin și ele rădăcinilor ierbii. Frunzele mediane sau tulpinile sunt tipice plantelor din toate speciile. Frunzele superioare au de obicei dimensiuni mai mici, sunt situate în apropierea florilor sau inflorescențelor, sunt vopsite în diferite culori sau sunt incolore (acoperă frunze de flori, inflorescențe, bractee).
Tipuri de aranjare a foilor
Există trei tipuri principale de aranjare a frunzelor:
- Regular sau spiralat;
- opus;
- învârtit.
În următorul aranjament, frunzele simple sunt atașate de nodurile tulpinii într-o spirală (măr, ficus). În caz opus, două frunze dintr-un nod sunt situate una vizavi de alta (liliac, arțar). Aranjamentul frunzelor spiralate - trei sau mai multe frunze la un nod învăluie tulpina într-un inel (elodea, oleandru).
Orice aranjament de frunze permite plantelor să capteze cantitatea maximă de lumină, deoarece frunzele formează un mozaic de frunze și nu se umbră unele pe altele.
Structura celulară a frunzei
Frunza, ca toate celelalte organe ale plantelor, are structura celulara. Suprafețele superioare și inferioare ale lamei frunzei sunt acoperite cu piele. Celulele vii incolore ale pielii conțin citoplasmă și un nucleu și sunt situate într-un strat continuu. Cojile lor exterioare sunt îngroșate.
Stomatele sunt organele respiratorii ale plantei
Pielea conține stomatele - fante formate din două celule de gardă, sau stomatice. Celulele de gardă sunt în formă de semilună și conțin citoplasmă, nucleu, cloroplaste și o vacuola centrală. Membranele acestor celule sunt îngroșate neuniform: cea interioară, îndreptată spre gol, este mai groasă decât cea opusă.
O modificare a turgenței celulelor de gardă le modifică forma, din cauza căreia fisura stomatică este deschisă, îngustată sau complet închisă, în funcție de condițiile de mediu. Deci, ziua stomatele sunt deschise, dar noaptea și pe vreme caldă și uscată sunt închise. Rolul stomatelor este de a regla evaporarea apei de către plantă și schimbul de gaze cu mediul.
Stomatele sunt de obicei situate pe suprafața inferioară a frunzei, dar pot fi și pe suprafața superioară uneori sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform pe ambele părți (porumb); La plantele plutitoare acvatice, stomatele sunt situate numai pe partea superioară a frunzei. Numărul de stomi pe unitate de suprafață a frunzelor depinde de tipul plantei și de condițiile de creștere. În medie, sunt 100-300 dintre ele pe suprafața de 1 mm2, dar pot fi mult mai multe.
Pulpa frunzei (mezofilă)
Între pielea superioară și inferioară a limboului frunzei se află pulpa frunzei (mezofil). Sub stratul superior există unul sau mai multe straturi de celule dreptunghiulare mari care au numeroase cloroplaste. Acesta este un parenchim columnar sau palisat - principalul țesut de asimilare în care au loc procesele de fotosinteză.
Sub parenchimul palisat există mai multe straturi de celule formă neregulată cu spații intercelulare mari. Aceste straturi de celule formează parenchim spongios sau liber. Celulele parenchimului spongios conțin mai puține cloroplaste. Ele îndeplinesc funcțiile de transpirație, schimb de gaze și stocare de nutrienți.
Pulpa frunzei este pătrunsă de o rețea densă de vene, mănunchiuri vascular-fibroase care alimentează frunza cu apă și substanțe dizolvate în ea, precum și elimină asimilanții din frunză. În plus, venele îndeplinesc un rol mecanic. Pe măsură ce venele se îndepărtează de baza frunzei și se apropie de vârf, acestea devin mai subțiri din cauza ramificării și a pierderii treptate a elementelor mecanice, apoi a tuburilor de sită și, în final, a traheidelor. Cele mai mici ramuri de la marginea frunzei constau de obicei numai din traheide.
Diagrama structurii unei frunze de plante Structura microscopică a lamei frunzelor variază semnificativ chiar și în cadrul aceluiași grup sistematic de plante, în funcție de diferite condiții de creștere, în primul rând de condițiile de iluminare și de alimentare cu apă. Plantele din zonele umbrite sunt adesea lipsite de parenchimul palisat. Celulele țesutului asimilativ au palisade mai mari, concentrația de clorofilă în ele este mai mare decât la plantele iubitoare de lumină.
Fotosinteză
În cloroplastele celulelor pulpare (în special parenchimul columnar), procesul de fotosinteză are loc în lumină. Esența sa constă în faptul că plantele verzi absorb energia solară și creează substanțe organice complexe din dioxid de carbon și apă. Aceasta eliberează oxigen liber în atmosferă.
Substanțele organice create de plantele verzi sunt hrană nu numai pentru plantele în sine, ci și pentru animale și oameni. Astfel, viața pe pământ depinde de plantele verzi.
Tot oxigenul continut in atmosfera este de origine fotosintetica se acumuleaza datorita activitatii vitale a plantelor verzi si continutul sau cantitativ se mentine constant datorita fotosintezei (aproximativ 21%).
Prin utilizarea dioxidului de carbon din atmosferă pentru procesul de fotosinteză, plantele verzi purifică astfel aerul.
Evaporarea apei de către frunze (transpirație)
Pe lângă fotosinteză și schimbul de gaze, procesul de transpirație are loc în frunze - evaporarea apei de către frunze. Rolul principal în evaporare este jucat de stomatele, întreaga suprafață a frunzei participă parțial la acest proces. În acest sens, se face distincția între transpirația stomatică și transpirația cuticulară - prin suprafața cuticulei care acoperă epiderma frunzei. Transpirația cuticulară este semnificativ mai mică decât transpirația stomatică: la frunzele bătrâne este de 5-10% din transpirația totală, dar la frunzele tinere cu o cuticulă subțire poate ajunge la 40-70%.
Deoarece transpirația are loc în principal prin stomate, unde dioxidul de carbon pătrunde și pentru procesul de fotosinteză, există o relație între evaporarea apei și acumularea de substanță uscată în plantă. Se numește cantitatea de apă care este evaporată de o plantă pentru a construi 1 g de substanță uscată coeficientul de transpirație. Valoarea sa variază de la 30 la 1000 și depinde de condițiile de creștere, tipul și varietatea plantelor.
Pentru a-și construi corpul, planta folosește în medie 0,2% din apa prin care trece, restul este cheltuit pe termoreglare și transportul mineralelor.
Transpirația creează o forță de aspirație în celulele frunzelor și rădăcinii, menținând astfel mișcarea constantă a apei în întreaga plantă. În acest sens, frunzele sunt numite pompa de apă superioară, spre deosebire de sistemul radicular - pompa de apă inferioară, care pompează apă în plantă.
Evaporarea protejează frunzele de supraîncălzire, ceea ce are mare valoare pentru toate procesele de viață ale plantelor, în special pentru fotosinteză.
Plantele din locuri uscate, precum și pe vreme uscată, evaporă mai multă apă decât pe vreme uscată. umiditate ridicată. Pe lângă stomatele, evaporarea apei este reglată de formațiunile protectoare de pe pielea frunzelor. Aceste formațiuni sunt: cuticula, învelișul ceros, pubescența din diverse fire de păr etc. La plantele suculente, frunza se transformă în spini (cactusi), iar funcțiile sale sunt îndeplinite de tulpină. Plantele din habitatele umede au lame mari de frunze și nu există formațiuni de protecție pe piele.
Transpirația este mecanismul prin care apa se evaporă din frunzele plantelor. Când evaporarea este dificilă la plante, guttation- eliberarea de apă prin stomată în stare de picătură lichidă. Acest fenomen apare în natură de obicei dimineața, când aerul se apropie de saturația cu vapori de apă sau înainte de ploaie. În condiții de laborator, guttarea poate fi observată prin acoperirea puieților tineri de grâu cu capace de sticlă. Prin Pe termen scurt Picături de lichid apar la vârfurile frunzelor lor.
Sistem de excreție - căderea frunzelor (căderea frunzelor)
O adaptare biologică a plantelor pentru a se proteja de evaporare este căderea frunzelor - căderea masivă a frunzelor în timpul sezonului rece sau cald. În zonele temperate, copacii își aruncă frunzele în timpul iernii, când rădăcinile nu pot extrage apă din solul înghețat și înghețul usucă planta. La tropice, căderea frunzelor are loc în sezonul uscat.
Pregătirea pentru vărsarea frunzelor începe atunci când intensitatea proceselor de viață slăbește la sfârșitul verii - începutul toamnei. În primul rând, clorofila este distrusă și alți pigmenți (caroten și xantofilă) durează mai mult și conferă frunzelor o culoare de toamnă. Apoi, la baza pețiolului frunzei, celulele parenchimului încep să se dividă și să formeze un strat separator. După aceasta, frunza este ruptă și rămâne un semn pe tulpină - o cicatrice a frunzei. În momentul în care frunzele cad, frunzele devin vechi, în ele se acumulează produse metabolice inutile, care sunt îndepărtate din plantă împreună cu frunzele căzute.
Toate plantele (de obicei copaci și arbuști, mai rar ierburi) sunt împărțite în foioase și veșnic verzi. La plantele de foioase, frunzele se dezvoltă în timpul unui sezon de creștere. În fiecare an cu debutul conditii nefavorabile ele cad. Frunzele plantelor veșnic verzi trăiesc de la 1 la 15 ani. Moartea unor frunze vechi și apariția de frunze noi are loc constant, arborele pare a fi veșnic verde (conifere, citrice).