Курсовая работа Морфо-анатомическое строение корня древесных растений

Введение

1 Обзор литературы

1.1 Эволюционное происхождение корня

1.2 Классификация корней и корневые системы

1.3 Зоны корня

1.4 Анатомическое строение корня

1.4.1 Первичное анатомическое строение корня

1.4.2 Вторичное анатомическое строение корня

1.5 Апикальный рост корня

2 Материал и методы

3 Результаты и их обсуждение

3.1 Общая характеристика структурной организации корневых систем семенных растений

3.2 Особенности строения корней древесных растений, принадлежащих к разным таксономическим отделам

3.2.1 Сравнительная морфология и анатомия корней видов растений, принадлежащих к отделу Pinophyta

3.2.2 Сравнительная морфология и анатомия корней видов древесных растений, принадлежащих к отделу Magnoliophyta

3.3 Общие особенности строения корней древесных растений

Заключение

Список использованных источников

Одной из основных задач ботаники на современном этапе является изучение и сохранение биологического разнообразия растительного мира, что само по себе чрезвычайно сложно и многоаспектно. Один из аспектов состоит в подробном изучении строения вегетативных органов растений на разных этапах онтогенеза. В настоящее время накоплен обширный материал, характеризующий морфологические и анатомические особенности вегетативных и репродуктивных органов высших растений. 

В формировании представлений о подземных органах растений и в развитии научных взглядов на особенности морфологии, анатомии, физиологии корней, корневищ и их метаморфозов можно выделить несколько этапов.

Первый этап — донаучный, характеризовался утилитарным эмпирическим подходом к растениям и был самым продолжительным – длился практически до начала исследований Теофраста. Второй этап – античный ознаменовался деятельностью Теофраста и завершился трудами Карла Линнея, во многом определившего господство описательных подходов и методов к исследованиям растений и к характеристике их отдельных органов. К концу третьего этапа обозначился функциональный подход к объяснению зависимости формы органов растений от ростовых процессов, связанных с внутренними взаимодействиями и влиянием внешних условий. Четвертый этап продолжался с 1875 по 1975 г. Он был чрезвычайно плодотворным в накоплении обширных материалов, характеризующих структурное разнообразие органов растений различных таксономических групп и жизненных форм. Этот этап был связан с работами известных морфологов, геоботаников, фитоценологов, флористов и почвоведов, использовавших эколого-морфологическнй подход при анализе фитоценозов, флор, ландшафтов и ботанико-географических зон (работы В.Р. Вильямса, Г.Н. Высоцкого, В.Н. Голубева, Ц. К. Красильникова, И.С. Михайловской, А.П. Пошкурлат, Т.А. Работнова, И.Н. Рахтеенко, И.Г. Серебрякова, Т.И. Серебряковой, Г.И. Таршис). Пятый — современный этап ризологических исследований начался в 1975 г., и именно со времени ХП Международного ботанического конгресса к анализу структурного разнообразия подземных органов растений стал применяться системный подход. 

Однако вопросы структурного разнообразия подземных органов и их систем остаются всё ещё слабо изученными. В связи с этим особую актуальность приобретает изучение морфо-анатомических особенностей и структурного разнообразия подземных органов высших растений, выявление на этой основе адаптации видов к различным условиям среды, а также установление филогенетических преобразований структур в таксонах высокого ранга. Кроме того, при возрастающей угрозе сокращения биоразнообразия растений необходимо максимальное накопление материалов, характеризующих специфические анатомические особенности подземных органов дикорастущих и интродуцируемых видов из таксонов различного систематического положения, в целях расширения возможностей сохранения растений путём корректировки и выбора оптимальных условий для их интродукции и реинтродукции [1, с. 3 – 5].

Целью исследования являлось изучение особенностей морфо-анатомического строения корня древесных растений. 

Задачи исследования: 

1) подбор и анализ научной литературы по теме морфологического и анатомического строения корней растений;

2) рассмотрение основных определений и формулировок по заданной теме;

3) выявление особенностей морфо-анатомического строения корней древесных растений.

Объектом исследования  являются корни древесных растений.

Филогенетически корень возник позднее, чем стебель, и, вероятно, произошел от корнеподобных образований первых наземных растений — риниофитов. Тело риниофитов еще не было дифференцировано на побеги и корни, а состояло из осевых органов, нараставших в длину за счет верхушечных меристем и дихотомически ветвившихся. Одни из ответвлений располагались вертикально, другие расстилались по земле, обра¬зуя корнеподобные веточки — ризомоиды, и впитывали водные растворы минеральных солей. Риниофиты были растениями небольших размеров, обитали у кромки воды и в воде, в местах с влажным климатом. Отсутствие корней и прими¬тивное строение не мешали их нормальному обеспечению водой. Подобные ризомоиды из ныне живущих растений сохранились только у псилофитовых. В процессе дальнейшего развития отдельные ризомоиды стали углубляться в почву и дали начало корням, приспособленным к более совершенному почвенному питанию. 

Появление корней как специализированных органов почвенного питания вызвало всеобщую перестройку их структуры, появление специализированных тканей. Настоящие корни первоначально появились у плауновидных и папоротниковидных. Эволюционное развитие корня привело постепенно к функциональной дифференциации отдельных его частей: поглощать водные растворы из почвы стали молодые участки корешков, появилась осо¬бая всасывающая ткань — ризодермис, более старые участки корня приняли на себя функции «заякоривания», запаса и т. д. «Оседлый» образ жизни растений требовал освоения больших площадей почвенного питания, что обеспечивалось увеличением общей поглощающей поверхности корней за счет ряда факторов. Главные из них: а) ветвление и возникновение все большего числа всасывающих окончаний; б) постоянный рост корней и передвижение их в новые участки почвы; в) образование специальных структур всасывания — корневых волосков; г) образование новых придаточных корней [2, с. 163].

Объектом исследования  являлись корни древесных растений.

Предмет исследования – морфо-анатомическое строение корня древесных растений.

Целью настоящей работы являлось изучение особенностей морфо-анатомического строения корня древесных растений. 

 

Сравнительный анализ зародышей сосудистых споровых и семенных растений на начальных этапах их развития позволил показать, что зародьппи сосудистых споровых растений всегда унииолярны. Первый корень у них сразу начинает свое развитие как «стеблеродный», закладываясь несколько сдвинугым вбок от оси. Все остальные корни, входящие в состав гомогенной корневой системы особи, имеют эндогенное происхождение и являются «стеблеродныьш» или «побегородными» (адвентивньщш), так как возникают пз внутренних тканей стеблей или ризомов. Иные закономерности в структурной организации корневых систем характерны для голосеменных (Pinophyta) и покрытосеменных (Magnoliophyta) растений. Зародышевый корешок, или корневая меристема, всегда находится на корневом полюсе, прямо противоположном по положению побеговому полюсу. После прорастания семени из зародышевого корешка проростка голосеменных и двудольных покрытосеменных обычно развивается главный, или первичный, корень. Он ветвится, образуя в акропетальной последовательности эндотенно возникающие многочисленные боковые корни первого порядка; те, в свою очередь, формируют боковые корни второго порядка, создавая таким образом корневую систему главного корня. Кроме главного и боковых корней в состав корневых систем семенных растений могут входить и придаточные корни. Такая гетерогенная корневая система у видов голосеменных и двудольных покрытосеменных, несомненно, отличается значительно большим структурным разнообразием, чем гомогенные корневые системы первнчно-гоморизных сосудистых споровых растений. Корневые системы вторнчно-гоморизных покрытосеменных двудольных растений сначала всегда проходят через аллорнзное состояние. У однодольных покрытосеменных растений, напротив, главный корень очень рано прекращает свое развитие и отмирает. Его замещают многочисленные придаточные корни, возникающие на корневищах, донцах луковиц и прочих побеговых органах.

В начальном периоде развития древесных растений их подземная часть представлена одним корнем. Затем появляется определенное количество других корней, морфологически отличающихся от первого, основного корня. Таким образом, в процессе роста древесного растения образуется определенная совокупность взаимосвязанных корней. Взаимосвязанность и взаимообусловленность проявляется в анатомическом строении, физиологических функциях, морфологии отдельных корней. Характер этих связей обусловливает и характер определенной системы последствий этого взаимодействия за пределы системы в виде единого эффекта. Проявление свойственных корням функций является комплексным, т. е. взаимосвязанным и одновременным. Нарушение или прекращение одной из функций неизбежно вызовет гибель корневой системы и всего дерева как единого организма. О строении и функциях корня и о различных его модификациях мы знаем гораздо меньше, чем о стебле и листе и это, в первую очередь, связано с техническими трудностями, возникающими при изучении подземных органов.

Современные древесные растения относятся к отделам Pinophyta и Magnoliophyta. Корневые системы этих двух отделов различаются между собой некоторыми особенностями морфологического и анатомического строения и развития. Особенностями морфоанатомического строения корней древесных растений являются: функциональная дифференциация корней, срастание корней, частое образование микоризы, преобладание смешанных корневых систем, вторичное утолщение корня. 

В результате составлено полное представление о структурном разнообразии корней современных древесных растений и отражены основные тенденции филогенетических преобразований систем тканей в корнях растений из таксонов различного систематического положения. При этом необходимо отметить значимость изучения морфоанатомического строения и корневых систем древесных пород растений. Она обусловлена тем, что устойчивость и долговечность лесных насаждений находится в прямой зависимости от степени развития их корневых систем. Рост и развитие корней, в свою очередь, обусловливаются почвенно-грунтовыми условиями, а в смешанных культурах – также и взаимовлиянием корневых систем одной породы на другую.

1. Таршис, Л.Г. Анатомия подземных органов высших сосудистых растений / Л.Г. Таршис. – Екатеринбург: УрО РАН, 2007. – 222 c. 

2. Бавтуто, Г.А. Ботаника: Морфология и анатомия растений: Учеб. посо¬ бие / Г.А. Бавтуто, В.М. Еремин. – Мн.: Выш. шк., 1997. — 375 с.

3. Андреева, И.И. Ботаника / И.И. Андреева, Л.С. Родман. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 2002. – 488 с.Серебрякова, Т.И. Ботаника с основами фитоценологии. Анатомия и морфология растений / Т.И. Серебрякова, Н.С. Воронин, А.Г. Еленевский, Т.Б. Батыгина, Н.И. Шорина, Н.П. Савиных. – М.: Академкнига, 2006. — 543 с.

4. Рейвн, П. Современная ботаника. Том 2 / П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн. – В 2-х т. Пер. с англ. — М.: Мир, 1990. – 344 с.

5. Красильникова, Л.А. Анатомия растений. Растительная клетка, ткани, вегетативные органы / Л.А. Красильникова, Ю.А. Садовниченко. – Харьков: Колорит, 2004. – 245 с.

6. Чухлебова, Н.С. Ботаника (цитология, гистология, анатомия): учебное пособие / Н.С. Чухлебова, Л.М. Бугинова, Н.В. Ледовская. – М.: Колос; Ставрополь: АГРУС, 2007. – 148 с.

7. Воронова, О.Г. Ботаника (морфология и анатомия растений) / О.Г. Воронова, М.Ф. Мельникова. – Тюмень: изд-во ТГУ, 2006. — 228 с.

8. Зитте, П. Ботаника. Том 1. Клеточная биология. Анатомия. Морфология / П. Зитте, Э.В. Вайлер Й.В. Кадерайт, А.Брезински, К. Кёрнер. – М.: Академия, 2007. — 368 c.

9. Овеснов, С.А Морфология и анатомия вегетативных органов высших растений : методические указания к лабораторным работам / С.А. Овеснов, Л.Г. Переведенцева. – 2-е изд., перераб. – Пермь: Перм. ун-т., 2007. – 97 с.

10. Рахтеенко, И.Н. Корневые системы древесных и кустарниковых пород / И.Н. Рахтеенко. – М.: ГосЛесБумИздат, 1952. – 107 с.

11. Таршис, Л.Г. Анатомия подземных органов высших сосудистых растений / Л.Г. Таршис. –  Екатеринбург: УрО РАН, 2007. – 224 c. 

12. Таршис, Л.Г. Ризология: учебное  пособие  /  Л.Г. Таршис. –Екатеринбург: ФГБОУ  ВО  «Урал.  гос.  пед.  ун-т», 2016. – 156 с.

13. Хржановский, В.Г. Практикум по курсу общей ботаники / В.Г. Хржановский, С.Ф. Пономаренко. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1989. – 416 с.

14. Ахматов, М.К. Оводнённость корней древесных растений, интродуцированных в Чуйской долине / М.К. Ахматов //  Биологические науки, 2016. – Часть 5. – С. 9 – 11.

15. Лотова, Л.И. Морфология и анатомия высших растений / Л.И. Лотова. – М.: Эдиториал УРСС, 2001. – 528 с.

16. Паутов, А.А. Морфология и анатомия вегетативных органов растений: учебник / А.А. Паутов. – СПб: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2012. – 336 с.