Стебель растения

Эта статья о стеблевой части растения. Информацию об использовании стволового узла в филогенетике и кладистике см. в разделе «Филогенетическая номенклатура» .

Стебель с междоузлиями и узлами, а также черешками листьев.

Этот надземный стебель Polygonum потерял листья, но дает придаточные корни . из узлов

Ксилема и Флоэма

Стебель — одна из двух основных структурных осей сосудистого растения , вторая — корень . Он поддерживает листья , цветы и плоды , переносит воду и растворенные вещества между корнями и побегами в ксилеме и флоэме , участвует в фотосинтезе, сохраняет питательные вещества и производит новые живые ткани. Стебель также можно назвать стеблем , халмом , ботвой или тирсом .

Стебель обычно делится на узлы и междоузлия:

• Узлы являются точками крепления листьев и могут удерживать один или несколько листьев. имеются пазушные почки Иногда между стеблем и листом , которые могут разрастаться в ветви (с листьями , хвойными шишками или цветками ). придаточные корни Из узлов также могут образовываться . Лозы могут давать усики из узлов.
• Междоузлия отстоят один узел от другого.

Термин « побеги » часто путают со «стеблями»; «Побеги» обычно относятся к новым свежим ростам растений, включая как стебли, так и другие структуры, такие как листья или цветы.

У большинства растений стебли расположены над поверхностью почвы, но у некоторых растений стебли имеются подземные .

Стебли выполняют несколько основных функций:

• Поддержка и возвышение листьев, цветов и плодов. Стебли удерживают листья на свету и предоставляют растению место для хранения цветов и плодов.
• Транспорт жидкости между корнями и побегами по ксилеме и флоэме.
• Хранение питательных веществ.
• Производство новой живой ткани. Нормальная продолжительность жизни растительных клеток составляет от одного до трех лет. В стеблях есть клетки, называемые меристемами , которые ежегодно генерируют новую живую ткань.
• Фотосинтез.

Стебли имеют две трубчатые ткани, называемые ксилемой и флоэмой . Ткань ксилемы возникает из клетки, обращенной внутрь, и переносит воду под действием транспирационного тяги , капиллярного действия и корневого давления . Ткань флоэмы возникает из клеток, обращенных наружу, и состоит из ситовидных трубок и клеток-спутников. Функция ткани флоэмы заключается в распределении питания от фотосинтетической ткани к другим тканям. Две ткани разделены камбием — тканью, которая делится с образованием клеток ксилемы или флоэмы.

Специализированные термины

Стебли часто специализируются на хранении, бесполом размножении, защите или фотосинтезе , включая следующее:

Вьющийся стебель Senecio angulatus .

• Бесстебельный : используется для описания стеблей растений, которые кажутся бесстебельными. На самом деле эти стебли очень короткие, и кажется, что листья поднимаются прямо из земли, как, например, у некоторых видов фиалок .
• Древовидное: Дерево с деревянистыми стеблями, обычно с одним стволом.
• Пазушная почка : почка, которая растет в месте прикрепления старого листа к стеблю. Это потенциально приводит к побегу.
• Разветвленные : воздушные стебли описываются как разветвленные или неразветвленные.
• Бутон : эмбриональный побег с незрелой верхушкой стебля.
• Луковица : короткий вертикальный подземный стебель с прикрепленными мясистыми запасающими листьями, например, у лука , нарцисса и тюльпана . Луковицы часто размножаются путем деления с образованием новых луковиц или образования новых маленьких луковиц, называемых луковицами. Луковицы представляют собой комбинацию стебля и листьев, поэтому их лучше рассматривать как листья, поскольку листья составляют большую часть.
• Цезпитоз: когда стебли растут в спутанную массу или комок или в низкорастущие циновки.
• Кладода (включая филлокладу ): уплощенный стебель, похожий на лист и специализированный для фотосинтеза. например, кактуса . подушечки
• Вьющиеся : стебли, которые цепляются за другие растения или конструкции или обвивают их.
• Клубнелуковица : короткий увеличенный подземный стебель для хранения, например, таро , крокус , гладиолус .

Они ложатся на стебель самой большой тыквы .

• Лежачий: Стебель, лежащий на земле и загнутый вверх на концах.
• Кустарниковые: стебли растут в виде кустарника с деревянистым ростом.
• Травянистый : недревесные стебли, отмирающие в конце вегетационного периода.
• Междоузлие: интервал между двумя последовательными узлами. Он обладает способностью удлиняться либо от основания, либо от конца, в зависимости от вида.
• Узел: Точка прикрепления листа или веточки к стеблю у семенных растений. Узел — это очень маленькая зона роста.
• Цветоножка : Стебли, которые служат стеблем отдельного цветка в соцветии или соцветии .
• Цветонос : стебель, поддерживающий соцветие или одиночный цветок.
• Колючка : заостренное продолжение внешних слоев стебля, например, у роз .
• Псевдостебель: ложный стебель, состоящий из скрученных оснований листьев, высота которых может составлять от 2 до 3 м (от 6 футов 7 дюймов до 9 футов 10 дюймов), как у банана .
• Корневище : Горизонтальный подземный стебель, который выполняет главным образом функцию размножения, но также и хранения, например, у большинства папоротников , ирисов .
• Побег : тип столона, горизонтально растущий над землей и укореняющийся в узлах, способствует размножению. например садовая земляника , Chlorophytum comosum .
• Череп : стебель, на котором растут цветы, выходящие из земли и не имеющие нормальных листьев. Хоста , лилия , ирис , чеснок .
• Столон : горизонтальный стебель, на узлах и концах которого образуются укорененные ростки, образующиеся у поверхности земли.
• Шип : модифицированный стержень с заостренным концом.
• Клубень : Набухший подземный стебель, приспособленный для хранения и размножения, например, картофеля .
• Древесный : Твердые текстурированные стебли со вторичной ксилемой.
• Заболонь: древесный стебель, слой вторичной флоэмы, окружающей сердцевину; обычно активен в транспорте жидкости

Структура стебля

Смотрите также: Стела (биология)

льна Поперечное сечение стебля с указанием расположения подлежащих тканей. Эп = эпидермис ; С = кора головного мозга ; БФ = лубяные волокна ; P = флоэма ; Х = ксилема ; Пи = сердцевина

Стебель обычно состоит из трех тканей: кожной ткани , основной ткани и сосудистой ткани .

Кожная ткань покрывает внешнюю поверхность стебля и обычно защищает ткань стебля и контролирует газообмен. Преобладающими клетками кожной ткани являются эпидермальные клетки. Кожная ткань стеблей водных растений может не иметь гидроизоляции, свойственной воздушным стеблям.

Основная ткань обычно состоит в основном из клеток паренхимы и заполняет сосудистую ткань. Иногда он участвует в фотосинтезе. Большая часть или вся наземная ткань может быть потеряна в древесных стеблях.

Сосудистая ткань обеспечивает транспортировку на большие расстояния и структурную поддержку. Расположение сосудистых тканей сильно различается у разных видов растений.

двудольные стебли

Стебли двудольных растений с первичным ростом имеют сердцевину в центре, а сосудистые пучки образуют отчетливое кольцо, видимое при просмотре стебля в поперечном сечении. Снаружи стебель покрыт эпидермисом, покрытым водонепроницаемой кутикулой. Эпидермис также может содержать устьица для газообмена и многоклеточные стеблевые волоски, называемые трихомами . и сосудистыми пучками располагается кора, состоящая из гиподермы (клеток колленхимы) и эндодермы (крахмалсодержащих клеток) Над перициклом .

Древесные двудольные и многие недревесные двудольные имеют вторичный рост, происходящий из их боковых или вторичных меристем: сосудистого камбия и пробкового камбия или феллогена. Сосудистый камбий образуется между ксилемой и флоэмой в сосудистых пучках и соединяется, образуя сплошной цилиндр. Клетки сосудистого камбия делятся, образуя вторичную ксилему внутрь и вторичную флоэму наружу. По мере увеличения диаметра стебля за счет образования вторичной ксилемы и вторичной флоэмы кора и эпидермис в конечном итоге разрушаются. До разрушения коры там развивается пробковый камбий. Пробковый камбий делится, образуя водонепроницаемые пробковые клетки снаружи, а иногда и внутренние клетки феллодермы. Эти три ткани образуют перидерму , которая по функциям заменяет эпидермис. Участки рыхло упакованных клеток в перидерме, которые участвуют в газообмене, называются чечевицами.

Вторичная ксилема имеет коммерческое значение, как и древесина. Сезонные колебания роста сосудистого камбия – это то, что создает годовые кольца деревьев в умеренном климате. Годичные кольца являются основой дендрохронологии , которая датирует деревянные предметы и связанные с ними артефакты. Дендроклиматология – это использование годичных колец для записи климата прошлого. Надземный стебель взрослого дерева называется стволом . Мертвая, обычно более темная внутренняя древесина ствола большого диаметра называется сердцевиной и является результатом тилоза . Внешняя живая древесина называется заболонью.

Однодольные стебли

Стебли двух пальм Roystonea regia с характерной выпуклостью, шрамами на листьях и волокнистыми корнями, Калькутта , Индия.

Сосудистые пучки присутствуют по всему стеблю однодольных растений , но концентрируются к внешней стороне. Это отличается от стебля двудольных, который имеет кольцо сосудистых пучков и часто отсутствует в центре. Вершина побега у однодольных стеблей более удлиненная. Вокруг него растут листовые влагалища, защищающие его. В некоторой степени это справедливо почти для всех однодольных растений. Однодольные растения редко дают вторичный прирост и поэтому редко бывают древесными, за пальм и бамбука исключением . Однако стебли многих однодольных растений увеличиваются в диаметре за счет аномального вторичного роста.

Стебли голосеменных растений

Все голосеменные растения – древесные растения. Их стебли по структуре похожи на древесные двудольные, за исключением того, что у большинства голосеменных в ксилеме образуются только трахеиды , а не сосуды, встречающиеся у двудольных. Древесина голосеменных также часто содержит смоляные ходы. Древесными двудольными называют лиственные породы, например , дуб , клен и орех . Напротив, хвойные породы — это голосеменные растения, такие как сосна , ель и пихта .

• 
  Ствол этого красного дерева является его стеблем.

Стебли папоротника

Большинство папоротников имеют корневища без вертикального стебля. Исключением являются древовидные папоротники , у которых вертикальные стебли могут вырастать примерно до 20 метров. Анатомия стебля папоротников сложнее, чем у двудольных, поскольку стебли папоротников часто имеют одну или несколько промежутков между листьями в поперечном сечении. Листовая щель — это место, где сосудистая ткань разветвляется на ветвь . На поперечном срезе сосудистая ткань не образует полного цилиндра, где возникает листовая щель. Стебли папоротника могут иметь соленостели , диктиостели или их разновидности. Многие стебли папоротников имеют флоэмную ткань по обе стороны от ксилемы на поперечном сечении.

• 
  Тасманский древовидный папоротник

Отношение к ксенобиотикам

Иностранные химические вещества, такие как загрязнители воздуха, гербициды и пестициды могут повредить структуры стебля.

Экономическое значение

Белая и зеленая спаржа – съедобными частями этого овоща являются хрустящие стебли.

Существуют тысячи видов, стебли которых имеют экономическое использование. Стебли дают несколько основных основных культур, таких как картофель и таро . Стебли сахарного тростника являются основным источником сахара. Кленовый сахар получают из стволов кленовых деревьев. Овощи из стеблей - это спаржа , побеги бамбука , подушечки кактуса или нопалито , кольраби и водяной каштан . Специя, корица – это кора ствола дерева. Гуммиарабик — важная пищевая добавка, получаемая из стволов сенегальской акации . Чикл , основной ингредиент жевательной резинки , получают из стволов дерева чикл.

Лекарства, полученные из стеблей, включают хинин из коры хинного дерева, камфору, дистиллированную из древесины дерева того же рода, что и корица , и миорелаксант кураре из коры тропических виноградных лоз.

Древесина используется тысячами способов; его можно использовать для создания зданий , мебели , лодок , самолетов , вагонов , автомобильных запчастей, музыкальных инструментов спортивного инвентаря , железнодорожных шпал , опор , столбов для заборов, свай , зубочисток , спичек , , фанеры , гробов , черепицы , бочковых шестов, игрушек. , ручки для инструментов , рамы для картин , шпон , уголь и дрова . Древесная масса широко используется для изготовления бумаги , картона , целлюлозных губок, целлофана и некоторых важных пластмасс и текстиля , таких как ацетат целлюлозы и вискоза . Бамбуковые стебли также имеют сотни применений, в том числе в бумаге, зданиях, мебели, лодках, музыкальных инструментах, удочках , водопроводных трубах , кольях для растений и строительных лесах . стволы пальм и древовидных папоротников Для строительства часто используют . Стебли тростника являются важным строительным материалом для использования в соломе в некоторых районах.

Дубильные вещества, используемые для дубления кожи , получают из древесины некоторых деревьев, например квебрахо . Пробку получают из коры пробкового дуба . Каучук получают из стволов гевеи бразильской . Ротанг , используемый для изготовления мебели и корзин, изготавливается из стеблей тропических вьющихся пальм. Лубяные волокна для текстиля и веревок получают из стеблей таких растений, как лен , конопля , джут и рами . из стеблей папируса Самая ранняя известная бумага была получена древними египтянами .

Янтарь — это окаменелый сок стволов деревьев; он используется для изготовления украшений и может содержать консервированных животных. Смолы хвойной древесины используются для производства скипидара и канифоли . Кору деревьев часто используют в качестве мульчи и среды для выращивания контейнерных растений. также может стать естественной средой обитания лишайников Он .

Некоторые декоративные растения выращивают в основном ради красивых стеблей, например:

• Белая кора бумажной березы
• Скрученные ветки штопорной ивы и трость Гарри Лаудера ( Corylus avellana 'Contorta')
• Красная, шелушащаяся кора бумажного клена

См. также

• Съедобный стебель растения
• Стипе (ботаника)

Дальнейшее чтение

• Спек, Т.; Бургерт, И. (2011). «Стебли растений: функциональный дизайн и механика». Ежегодный обзор исследований материалов . 41 : 169–193. Бибкод : 2011AnRMS..41..169S . doi : 10.1146/annurev-matsci-062910-100425 .

Внешние ссылки

• СМИ, связанные со стеблями растений , на Викискладе?
• Обзор анатомии ствола