Аркуш: будова, форми, життєдіяльність

Статтю написано Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Познавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета, як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою

Зміст:

Навіщо рослинам листя? Функції листя.

Фотосинтез, з якого здійснюється життєдіяльність листя, харчування рослин сонячною енергією, а заразом виробляється кисень.
Транспірація – процес водного обміну, саме листя відповідає як за вбирання вологи, необхідної рослині, так і за випаровування надлишків води.
Газообмін – процес видалення одних газів із рослинного організму та поглинання інших.

Також у багатьох представників рослинного царства листя виконують й інші не менш важливі функції:

Вегетативне розмноження за допомогою листя здійснюється у багатьох кольорів, наприклад, у бегонії.
Засіб захисту, наприклад у кропиви.
У деяких «хижих» рослин листя навіть може полювати: знерухомлювати і висмоктувати видобуток.

Зовнішня будова

Листям властиві різні розміри: від декількох міліметрів до 10-20 метрів (такі найдовші листя ростуть у пальм). Тривалість життя листя також може тривати від кількох місяців до 15 років (у деяких тропічних рослин). Розмір та форма листя визначаються спадковими ознаками.

Що ж до зовнішньої будови листя, то кожен лист складається з листової пластинки, черешка (за винятком так званого «сидячого листя») і прилистків, характерних для ряду рослинних сімейств.Також листя може бути як простим (з однією листовою пластиною), так і складним (у яких листових пластин кілька).

Листова пластина – це розширена, як правило, плоска частина листа, відповідальна за функції фотосинтезу, газообміну та транспірації, а часом і вегетативного розмноження.

Основа листа (листова подушка) - це частина листа, що з'єднує його зі стеблом. Саме тут розташовується освітня тканина, що дає зріст усьому аркушу.

Прилистки - це парні листоподібні утворення в основі листа. Вони є не у всіх листків, а також можуть опадати при розгортанні листа або навпаки зберігатися. Прилистки захищають пазушні бічні нирки та вставну частину освітлення листа.

Черешок - це звужена частина листа, яка з'єднує листову пластину з листовою подушкою та стеблом. Саме черешок відповідальний за ряд дуже важливих функцій у життєдіяльності аркуша: він орієнтує лист у напрямку до світла, є вмістилищем вставної освітньої тканини, за рахунок якої відбувається зростання аркуша. Також черешок має механічне значення для ослаблення ударів по листовій платівці від дощу, вітрів, граду тощо.

Ось так виглядає зовнішня будова листя на малюнку.

Внутрішня будова

Ще більш цікавою є внутрішня будова листя.

Будова шкірки

Верхня шкірка, вона ж епідерма є покривною тканиною на зверненій стороні листа. Часто вона вкрита волосками, кутикулою, воском. Шкірка захищає листок від потенційно несприятливих впливів зовнішнього середовища: механічних пошкоджень, проникнення хвороботворних мікроорганізмів, висихання. Частина клітин шкірки щільно примикають одна до одної, що підвищує її захисні якості.Також усі клітини є прозорими, завдяки чому сонячне світло безперешкодно проникає всередину листа.

Так виглядає шкірка листа.

Інша частина клітин шкірки дрібніша, саме в них знаходяться хлоропласти, що беруть участь у фотосинтезі і надають листям зеленого кольору. утворюється між ними при їх віддаленні – устьичній. коли замикаючі клітини насичені водою.

Будова продихи

Саме через устячки відбувається надходження повітря до внутрішніх клітин листа, через нього ж внутрішні газоподібні речовини, включаючи пари води, виходять назовні. , так як водяні пари при закритих устьичних щілинах не виходять назовні, а зберігаються у внутрішніх клітинах, продовжуючи живити рослину вологою.

Так схематично виглядає будова продиху.

Основна тканина

Під шаром шкірки розташована так звана стовпчаста тканина, клітини якої щільно прилягають одна до одної і мають циліндричну форму. колір.

Ще далі, вже під шаром стовпчастої тканини знаходиться губчаста тканина, по суті, це і є основна тканина листа.Між ними утворюються вільні простори, названі міжклітинниками, в яких збирається повітря, а також накопичуються пари води, що надходять сюди із клітин.

Товщина шару стовпчастої і губчастої тканини залежить від освітлення: у листі, що росте на світлі стовпчаста тканина розвинена сильніше губчастої, з точністю навпаки ситуація у листя, що росте в тіні.

Крім всього цього листя ще володіють і провідною тканиною. Провідною тканиною називають основну тканину листа, пронизану жилками. Жилки – це такі провідні пучки, утворені з лубу та деревини, якими здійснюється передача розчинів цукру з листя до всіх інших органів рослини. При цьому рух цукру всередині жилок іде ситоподібними трубками лубу, утвореними живими клітинами. Ці клітини витягнуті в довжину і стикаються один з одним короткими сторонами в оболонках з отворами. Через ці отвори розчин цукру переходить із однієї клітини до іншої. В цілому ситоподібні трубки здатні передавати різні органічні речовини на великі відстані.

Будова жилок

Крім лубу до складу провідного пучка входить і деревина. По судинах листа рухається вода з розчиненими у ній живильними мінеральними речовинами. Вода та мінеральні речовини при цьому поглинаються рослинами із ґрунту за допомогою коренів. Потім по судинах деревини корисні речовини надходять до інших надземних органів, у тому числі і в клітини листя.

Просте та складне листя

Якщо лист має кілька листових пластин, то він є складним листом. Ось, наприклад, як виглядають деякі поширені форми складного листя

Самі листові пластини також можуть суттєво відрізнятись, вони можуть бути, наприклад, пальчастими (схожими на долоню людської руки) або перистими, у яких пластинки ростуть уздовж черешка. Також потрапляє листя двоперисте, триперисте, надрізне і т.д. буд.

Старіння листя та листопад

Як і всім живим організмам, листям властиве старіння, що веде до їх листопаду, відмирання. У цьому полягає вічний природний ритм: старе листя має попасти, щоб на їхньому місці народилися нові та молоді. При старінні в листі уповільнюються всі процеси їхньої життєдіяльності, в частотності процес фотосинтезу. У старому листі відбувається руйнування хлорофілу, саме з цієї причини з настанням осені вони втрачають свій зелений колір, стаючи жовтими або червоними.

При опаді листя всі цінні речовини з них переходять в інші органи, а сама рослина занурюється в зимову сплячку, щоб з настанням весни в черговий раз придбати новий листяний покрив.

Висновок

Аркуш – життєво важливий орган, що виконує безліч завдань для зростання та розвитку рослини. Сам лист складається з кількох тканин, що дозволяють рослині пристосуватися до навколишнього середовища.

Лист: функції, зовнішня і внутрішня будова, жилкування, листорозташування та видозміни

Аркуш - Це бічна спеціалізована частина втечі.

Основні та додаткові функції листа

Основні: функції фотосинтезу, газообміну та випаровування води (транспірація).

Додаткові: вегетативне розмноження, запасання речовин, захисна (колючки), опорна (усики), поживна (у комахоїдних рослин), видалення деяких продуктів обміну речовин (з опаданням листя). Листя росте переважно до певних розмірів за рахунок крайовий меристеми. Зростання їх обмежене (на відміну від стебла та кореня) лише до певних розмірів. Розміри – різні, від кількох міліметрів до кількох метрів (10 і більше).

Термін життя різний. У однорічних рослин листя відмирає разом з іншими частинами тіла. Багаторічні рослини можуть замінювати листя поступово, протягом вегетаційного періоду або протягом життя. вічнозелені рослини (лавр благородний, фікус, монстера, брусниця, верес, барвінок, лавровишня, пальма і т. п.). листопад. Рослини, у яких спостерігається листопад, називаються листопадними (Яблуня, клен, тополя тощо).

Зовнішня будова листа

Аркуш складається з листової платівки і черешкаЛистова пластинка плоска. На листовій пластинці можна виділити основу, кінчик і краї. підстава листа. У листовій платівці гілкуються. жилки - судинно-волокнисті пучки. Виділяють центральну і бічні жилки. черешковимиЧерешки бувають короткими або довгими. сидячими (Наприклад, у кукурудзи, пшениці, наперстянки) Якщо нижня частина листової пластинки охоплює стебло у вигляді трубки або жолобка, то утворюється листове. піхву (У деяких злаків, осок, зонтичних) Воно захищає стебло від пошкоджень. пронизаний лист.

Форми листа

Краї листа

Форми черешка

На поперечному зрізі черешки можуть мати форму: циліндричну, ребристу, плоску, крилату, жолобчасту тощо.

Деякі рослини (розоцвіті, бобові тощо), крім платівки та черешка, мають особливі вирости – прилисткиВони прикривають бічні бруньки і захищають їх від ушкоджень.

Жилкування листа

Жилки поєднують листок зі стеблом. Це – судинно-волокнисті пучки. Їхні функції: провідна та механічна (жилки служать опорою, захищають від розриву листя). Розташування, розгалуження жилок листової платівки називається жилкуванням. Розрізняють жилкування з однієї головної жилки, від якої розходяться бічні відгалуження – сітчасте, перисте (черемха тощо), пальчасте (клен татарський тощо), або з кількома головними жилками, які йдуть майже паралельно одна одній – дугове (подорожник, конвалія) та паралельне (пшениця, жито) жилкування. Крім того, є багато перехідних типів жилкування.

Для більшості дводольних характерно перисте, пальчасте, сітчасте жилкування, для однодольних – паралельне та дугове.

Листя з прямими жилками переважно цілокраї.

Різноманітність листя за зовнішньою будовою

По листовій платівці:

Розрізняють листя просте і складне.

Просте листя

Прості листя має одну листову пластинку з черешком, яка може бути цілісною або розчленованою. Просте листя опадає під час листопада повністю. Вони поділяються на листя з цільною та розчленованою листовою платівкою. Листя з цільною листовою пластинкою називаються цільними.

Форми листової пластинки відрізняються загальним контуром, формою верхівки та основи. Контур листової пластинки може бути овальним (акація), серцеподібним (липа), голчастим (хвойні), яйцеподібним (груша), стрілоподібним (стрілолист) і т.д. п.

Кінчик (верхівка) листової пластинки буває гострим, тупим, притупленим, загостреним, виїмчастим, усикоподібним і т.д. п.

Основа листової пластинки може бути округлим, серцеподібним, стрілоподібним, списоподібним, клиноподібним, нерівностороннім і т.д. п.

Край листової пластинки може бути цілокраї або з виїмками (не досягають ширини пластинки). За формами виїмок по краю листової пластинки розрізняють листя зубчасті (зубці мають рівні сторони – ліщина, бук тощо), пильчасті (одна сторона зубця довша за іншу – груша), борідчасті (виїмки гострі, опуклості тупі – шавлія) та ін.

Складне листя

Складні листя має загальний черешок (рахіс). До нього кріпляться прості листочки. Кожен із листочків може опадати самостійно. Складне листя поділяється на трійчасте, пальчасте і перисте. Складні трійчасті листя (конюшина) мають три листочки, які короткими черешками кріпляться до загального черешка. Пальчасті складні листя подібне до будови попереднім, але кількість листочків більше трьох. Перистоскладні листя складаються з листочків, розташованих по всій довжині рахісу. Бувають парноперистоскладні та непарноперистоскладні. Парноперистоскладні листя (горох посівний) складаються з простих листочків, які попарно розташовані на черешку. Непарноперистоскладні листя (шипшина, горобина) закінчуються одним непарним листочком.

За способом членування

1) лопатевіякщо членування листової пластинки доходить до 1/3 всієї її поверхні; виступаючі частини називають лопатями;

2) роздільніякщо членування листової пластинки доходить до 2/3 всієї її поверхні; виступаючі частини називають частками;

3) розсіченіякщо ступінь членування доходить до центральної жилки; виступаючі частини називають сегментами.

Листорозташування

Це розташування певному порядку листя на стеблі.Листорозташування – це спадковий ознака, але під час розвитку рослини при пристосуванні до умов освітлення може змінюватися (наприклад, у нижній частині листорозташування протилежне, у верхній – чергове). Розрізняють три види листорозташування: спіральне, або чергове, супротивне і кільчасте.

Види листорозташування

Спіральне

Властивості більшості рослин (яблуня, береза, шипшина, пшениця). При цьому від вузла відходить лише один аркуш. Розташоване листя на стеблі по спіралі.

Протилежне

У кожному вузлі два листи сидять один навпроти іншого (бузок, клен, м'ята, шавлія, кропива, калина тощо). У більшості випадків листя двох сусідніх пар відходить у двох взаємно протилежних площинах, не затінюючи один одного.

Кільчасте

Від вузла відходить більше двох листків (елодея, вороне око, олеандр тощо).

Форма, розмір та розташування листя пристосовані до умов освітлення. Взаємне розташування листя нагадує мозаїку, якщо подивитися на рослину зверху у напрямку світла (у граба, в'яза, клена та ін.). Таке розташування називається листової мозаїкою. При цьому листя не затінюють один одного і використовують світло ефективно.

Внутрішня будова листа

Зовні лист покритий переважно одношаровим, іноді багатошаровим епідермісом (шкіркою). Він складається з живих клітин, більшість з яких позбавлені хлорофілу. Крізь них сонячні промені легко потрапляють до нижчих верств клітин листа. У більшості рослин шкірка виділяє та створює зовні тонку плівку з жироподібних речовин – кутикулу, яка майже не пропускає воду. На поверхні деяких клітин шкіри можуть бути волоски, шипики, які захищають листок від пошкоджень, перегріву, надмірного випаровування води.У рослин, які ростуть на суші, на нижній стороні листка в епідермісі є продихи (у вологих місцях (капуста) - продихи з обох сторін листя; у водяних рослин (водяна лілія), листя яких плаває на поверхні, - на верхній стороні; рослин, які занурені повністю у воду, продихів немає). Функції продихів: регуляція газообміну та транспірації (випаровування води листям). У середньому на 1 квадратний міліметр поверхні припадає 100-300 продихів. Чим вище лист розташований на стеблі, тим більше продихів на одиницю поверхні.

Між верхнім та зовнішнім шарами епідермісу розташовані клітини основної тканини – асиміляційної паренхіми. У більшості видів покритонасінних розрізняють два види клітин цієї тканини: стовпчасту (палісадну) і губчасту (пухку) хлорофілоносні паренхіми. Разом вони становлять мезофіл листа. Під верхньою шкіркою (іноді – і над нижньою) міститься стовпчаста паренхіма, яка складається з клітин правильної форми (призматичної), розташованих вертикально кількома шарами і щільно прилягають одна до одної. Пухка паренхіма знаходиться під стовпчастою і над нижньою шкіркою, складається з клітин неправильної форми, які щільно не прилягають одна до одної і мають великі міжклітини, заповнені повітрям. Міжклітинники займають до 25% обсягу аркуша. Вони з'єднуються з продихами і забезпечують газообмін і транспірацію листа. Вважається, що більш інтенсивні процеси фотосинтезу відбуваються в палісадній паренхімі, оскільки її клітини мають більше хлоропластів. У клітинах пухкої паренхіми хлоропластів значно менше. У них активно запасається крохмаль та деякі інші поживні речовини.

Крізь тканини паренхіми проходять судинноволокнисті пучки (жилки).До їх складу входять провідна тканина - судини (у найдрібніших жилках - трахеїди) і ситоподібні трубки - і механічна. Зверху судинно-волокнистого пучка розташована ксилема, а знизу – флоема. По ситоподібних трубках протікають органічні речовини, що утворилися в процесі фотосинтезу, до всіх органів рослини. По судинах і трахеїдів до листа надходить вода з розчиненими у ній мінеральними речовинами. Механічна тканина надає міцності листової пластинки, опору провідної тканини. Між провідною системою та мезофілом знаходиться вільний простір або апопласт.

Видозміни листа

Видозміни листя (метаморфози) виникають при виконанні додаткових функцій.

Вусики

Дозволяють рослині (горох, вика) чіплятися за предмети та закріплювати стебло у вертикальному положенні.

Колючки

Виникають у рослин, які ростуть у посушливих місцях (кактус, барбарис). У робінії псевдоакації (білої акації) колючки - це видозміни прилистків.

Лусочки

Сухі лусочки (нирок, цибулин, кореневищ) виконують захисну функцію – захищають від ушкоджень. М'ясисті лусочки (цибулини) запасають поживні речовини.

У комахоїдних рослин (росянка) листя видозмінене для уловлювання та перетравлення переважно комах.

Філодії

Це перетворення черешка в листоподібну плоску освіту.

Мінливість листа обумовлена сукупністю зовнішніх та внутрішніх факторів. Наявність в однієї рослини листя різної форми і розмірів називається гетерофілією, або різнолистістю. Спостерігається, наприклад, у водяного жовтця, стрілоліста тощо. п.

Транспірація

Транспірація (Від латів. trans - крізь і spiro - дихаю).Це виведення рослиною пари (випаровування води). Рослини поглинають багато води, але використовують лише незначну її частину.

Види транспірації

Розрізняють два види транспірації: кутикулярну та устьичну.

Кутикулярна транспірація

Кутикулярна транспірація – це випаровування води всією поверхнею рослини.

Устьична транспірація

Устьична транспірація – це випаровування води через продихи. Найбільш інтенсивною є устьична.

Транспірація сприяє надходженню нової кількості води до кореня, підняття води по стеблі до листя (за допомогою всмоктуючої сили).

Одним із факторів, що визначають швидкість випаровування, є вологість повітря: чим вона вища, тим менше випаровування (випаровування припиняється при насиченні повітря водяною парою).

Значення випаровування води: знижує температуру рослини і захищає її від перегріву, забезпечує висхідний струм речовин від кореня до надземної частини рослини.

Листопад

Це одночасне скидання листя на період несприятливих умов. Основними причинами листопаду є зміна тривалості світлового дня, зниження температури. для захисту від надмірної втрати води.Разом з листям видаляються різні шкідливі продукти обміну речовин, які відкладаються (наприклад, кристали оксалату кальцію).

Підготовка до листопаду починається ще настання несприятливого періоду. Зниження температури повітря призводить до руйнування хлорофілу. Інші пігменти стають помітними (каротини, ксантофіли), тому листя змінює забарвлення.

Клітини черешка біля стебла починають посилено ділитися і утворюють поперек його. віддільний шар із паренхіми, який легко розшаровується. Вони стають округлими, гладкими. Між ними виникають великі міжклітини, які дозволяють клітинам легко відокремлюватися. Лист залишається прикріпленим до стебла лише завдяки судинно-волокнистим пучкам. На поверхні майбутнього листового рубця заздалегідь утворюється захисний шар пробкової тканини.

У однодольних рослин та трав'янистих дводольних не утворюється відокремлювальний шар. Лист відмирає, поступово руйнується, залишаючись на стеблі.

Опале листя розкладається ґрунтовими мікроорганізмами, грибами, тваринами.

Яку роль грають листя у житті рослин