Разнообразие листьев

Форма листовой пластинки. Форма листовой пластинки бывает удивительно разнообразной и причудливой, при этом она является важным систематическим признаком и определяется соотношением длины и ширины пластинки. Листовые пластинки бывают округлыми (осина), овальными (орешник), продолговатыми, ланцетными (ива), линейными (рожь), игольчатыми, яйцевидными (подорожник), обратнояйцевидными (вяз)

При морфологическом описании листа обращают внимание на форму верхушки и основания листовой пластинки. Верхушка листа бывает тупой, острой, заостренной и др. Основание может быть округлым, клиновидным, сердцевидным, стреловидным, копьевидным и др. Различаются листья также по характеру края пластинки. Редко края бывают ровными, такие листья называют цельнокрайними. Если край листа имеет вырезки, заходящие не глубже ¼ ширины полупластинки, лист называют цельным, а его край – изрезанным. По форме вырезок различают зубчатые, волнистые, городчатые, пильчатые, выемчатые края листовых пластинок (см. рис. 38).

Листья, у которых край изрезан глубже, чем на ¼ полупластинки, называют расчлененными. В зависимости от глубины разрезов выделяют лопастные, раздельные и рассеченные листья

Простые и сложные листья. Простой лист имеет одну листовую пластинку и при листопаде отпадает целиком. Лист, состоящий из нескольких листовых пластинок, каждая из которых имеет собственный черешок, называют сложным. Как правило, у такого листа листовые пластинки опадают независимо друг от друга.

Продолжительность жизни одного листа варьирует от нескольких месяцев (для листопадных растений) до нескольких лет (вечнозеленые).

17. Внутреннее строение листа. Влияние экологических факторов на внешнее и внутреннее строение листаВнутри листа имеется очень много клеток хлорофильной ткани — мякоть листа. Из-за большого количества хлоропластов в клетках мякоти лист имеет зеленый цвет. Присутствие большого числа зеленых хлоропластов в мякоти листа свидетельствует о том, что в этой части осуществляется фотосинтез, т. е. здесь образуются органические вещества. Вот почему ткань, составляющую мякоть листа, часто называют фотосинтезирующей тканью.

Лист - часть побега. Это специальный орган, содержащий клетки, которые улавливают солнечный свет, необходимый для осуществления фотосинтеза (воздушного питания).

В мякоти листьев различают два типа клеток. Одни стоят, как столбики, тесно прилегая друг к другу, и располагаются в верхней части листа под кожицей. Под ними рыхло, с большими межклетными пространствами, заполненными воздухом, размещаются другие, более округлые клетки. По внешнему виду клеток и их расположению в мякоти листа различают столбчатую и губчатую ткани.Листья, погруженные в воду тонкие, рассеченные. Это увеличивает общую поверхность тела и способствует более интенсивному газообмену. Механические и проводящие ткани слабо развиты. Для обеспечения кислородом погруженных в воду частей в теле водных растений есть аэренхима. Часто наблюдается разнолистность (гетерофиллия). Например, у стрелолиста есть надводные, плавающие на поверхности, и подводные листья. Надводные листья имеют стреловидную форму, в листе есть расчленение на столбчатую и губчатую ткань. Подводные листья имеют лентовидную форму без разделения мезофилла на столбчатый и губчатый. У плавающих листьев водных растений устьица расположены на верхнем эпидермисе, у погруженных листьев устьиц вообще нет. Большое влияние на строение побегов и особенно листьев оказывает свет. Побеги, выросшие в тени и на свету, отличаются и по внешнему виду и по строению. При недостатке света или при полном его отсутствии развиваются этиолированные побеги – вытянутые в длину с небольшими листьями, светлоокрашенные, со слабо развитыми механическими тканями. Наоборот, при полном освещении развиваются более приземистые растения. Значительно отличается строение листьев, выросших на свету и в тени. Световые листья более толстые, с более толстой кутикулой и восковым налетом, иногда сильно опушены. Мезофилл листа всегда разделяется на столбчатый и губчатый. Столбчатый мезофилл имеет несколько слоев, а при недостаточном освещении может развиваться с обеих сторон листа. У теневых листьев мезофилл не расчленен на столбчатый и губчатый. Листья обычно темно – зеленые и содержат больше хлорофилла. В очень засушливых областях при недостатке воды побеги приобретают специфические особенности, 0например, становятся суккулентными, т. е. имеют водозапасающие ткани в стеблях (кактусы) или в листьях (алоэ, агава)..

18. Продолжительность жизни листьев. Листопад и его биологическое значение.Продолжительность жизни развившихся на побеге зеленых листьев у разных видов растений неодинаковая и колеблется от 2-3 недель до 20 и более лет. В целом нужно отметить, что листья многолетних растений по сравнению со стеблем и корнем обладают наименьшей длительностью жизни. Это, видимо, связано с тем, что ткани листа, сформировавшись, больше не обновляются, а с другой стороны, листья в течение своей сравнительно короткой жизни очень активно функционируют.
Различают виды растений листопадные и вечнозеленые. Первые характеризуются тем, что ежегодно в течение некоторого периода находятся в безлистном состоянии, и этот период обычно совпадает с неблагоприятно складывающимися условиями внешней среды. Продолжительность жизни их листьев около 5 месяцев.(Это берёза, дуб, ольха, орешник, шиповник.)Например, большинство наших деревьев и кустарников не имеют листьев в зимнее время.
Вечнозеленые растения характеризуются наличием зеленых листьев в течение круглого года. Но это не значит, что лист у них сохраняется и функционирует вечно, в течение всей жизни особи. У вечнозеленых растений тоже имеется листопад, но с растения опадают более старые листья и всегда сохраняются листья, образовавшиеся в более поздние сроки.
У подмосковных вечнозеленых растений - ели и сосны - листья сохраняются в течение 5-7 (у ели) и 2-4 (у сосны) лет. Длительность жизни хвои ели более продолжительна у растений, произрастающих в районе Кольского полуострова и Приполярного Урала, где она достигает 12-16, а в некоторых случаях 18 (22) лет. Долго сохраняется хвоя у тянь-шаньской ели в Заилийском Алатау, где были обнаружены листья 26-28-летнего возраста. (По данным И. Г. Серебрякова (1952)).

Таким образом, продолжительность жизни листа определяется процессами роста и развития растительного организма в целом.
Листопад - процесс биологический, обусловленный развитием растительного организма и его жизнедеятельностью. Листопад – естественный процесс отделения листьев от стеблей. В зимнее время он сохраняет растения от потери воды, когда её поступления из почвы практически прекращается. Кроме того, листопад освобождает растения от вредных для них веществ, которые накапливаются к осени в клетках листьев. Без листопада на листьях растений задержалось бы много снега, а под его тяжестью могла произойти поломка ветвей и стеблей.

Листопаду предшествует старение листа: снижается интенсивность жизненных процессов, протекающих в его клетках (фотосинтеза, дыхания), уменьшается содержание рибонуклеиновой кислоты, азотных и калийных соединений. Гидролиз преобладает над синтезом веществ; в клетках накапливаются конечные продукты распада (например, кристаллы оксалата кальция). Наиболее ценные минеральные и пластические соединения уходят из листьев. Их отток обычно совпадает или с формированием и ростом новых органов, или с отложением запасных веществ в уже готовые запасающие ткани. В опытах удавалось продлить жизнь листьев, удаляя почки или другие образования на растении, куда могут поступать пластические и минеральные вещества из листьев. Переброска веществ к местам их повторного использования рассматривается как одна из причин старения и опадения листьев.
У большинства деревьев и кустарников в период листопада листья меняют окраску и становятся желтыми или багряными. Их желтый цвет обусловлен пигментами пластид (каротином и ксантофиллом) и клеточного сока (флавонами).
Красновато-багряный цвет листьев обеспечивается накоплением в клеточном соке пигмента антоциана, который меняет свою окраску в зависимости от среды. В щелочной среде антоциан принимает голубовато-синюю окраску, а в кислой - розово-пурпуровую. У некоторых растений (ольха, сирень) листья сохраняют зеленый цвет до отмирания.
Помимо биохимических превращений, происходящих в листьях перед их опадением, наблюдаются и анатомические изменения в основании листа. Перпендикулярно продольной оси черешка близ стебля закладываются клетки отделительного слоя. Межклетное вещество, соединяющее эти клетки, ослизняется, и клетки отделяются друг от друга. На месте отделения листа со стороны стебля к этому времени формируются слои

клеток, оболочки которых опробковевают. Образовавшийся слой пробки защищает внутренние ткани стебля на месте отделившегося листа.
После образования отделительного слоя и нарушения связи между клетками лист еще некоторое время продолжает оставаться на дереве благодаря проводящим пучкам, связывающим лист со стеблем. Но наступает момент нарушения и этой связи, и листья опадают. Биологическое значение листопада: оздоровительное значение для растения и защита его от избыточного испарения влаги осенью и зимой;

- предохранение от вымерзания корней растения и опавших семян;

- опавшая листва является хорошим минеральным и органическим удобрением.

Вопрос

Внутреннее строение листа

Кожица листа. Снаружи листовая пластинка покрыта тонкой прозрачной кожицей (эпидермисом). Кожица состоит из одного слоя живых клеток. Эти клетки плотно прилегают одна к другой и надежно защищают внутренние ткани листа. Сверху кожица может быть покрыта слоем воска или воскоподобного вещества - кутина, который также выполняет защитную функцию, препятствует проникновению в листья болезнетворных микроорганизмов, защищает лист от перегрева и излишнего испарения воды. Защитную роль выполняют и волоски, которые являются выростами клеток кожицы. Клетки кожицы имеют крупные вакуоли, заполненные клеточным соком. Цитоплазма с ядром и бесцветными пластидами располагается около клеточной оболочки.

Основная ткань листа. Под кожицей находится хлорофиллоносная паренхима (основная ткань листа). Эта ткань образует мякоть листа, в клетках которой происходит процесс фотосинтеза. Основная ткань листа представлена столбчатой и губчатой паренхимой. Клетки столбчатой паренхимы имеют удлиненную форму.

Под столбчатой паренхимой находится губчатая паренхима, клетки которой имеют округлую или продолговатую форму и содержат меньше хлоропластов. Клетки здесь расположены рыхло и между ними образуются крупные межклетники, заполненные воздухом.

Проводящие и механические ткани. Обеспечение водой клеток, осуществляющих фотосинтез, и отток продуктов ассимиляции из листа идет по проводящим тканям - ксилеме и флоэме. Они образуют систему проводящих пучков (жилок), которые пронизывают основную ткань листа. В проводящих пучках флоэма обращена к нижней стороне пластинки листа, ксилема - к верхней. Проводящие пучки листа содержат также механическую ткань - волокна или отдельные клетки с утолщенными одревесневшими оболочками. Волокна укрепляют проводящие пучки и придают листу упругость.

Пластинчатая форма листа обеспечивает большую поверхность. При большой поверхности лист улавливает больше солнечных лучей и углекислого газа, необходимых для образования органических веществ. Фотосинтез происходит в клетках мякоти основной ткани листа. К верхней стороне пластинки листа, на которую падают солнечные лучи, обращены клетки столбчатой ткани, богатые хлоропластами. Хлорофилл улавливает свет и направляет солнечную энергию на образование органического вещества. Необходимый для фотосинтеза углекислый газ поступает в клетки из воздуха, который циркулирует в межклетниках губчатой ткани. Сюда он попадает из внешней среды через устьица. Через устьица выходит в окружающую среду кислород, который выделяется в процессе фотосинтеза, и испаряется вода. Вода поступает по сосудам густой сети проводящих пучков. По ситовидным трубкам проводящих пучков из зеленых клеток ко всем тканям и органам растения поступают растворы сахаров. Проводящие ткани листа связаны с проводящими тканями других органов и вместе они образуют единую транспортную систему, по которой вода, минеральные соли и органические вещества передаются ко всем органам растения.