Что изучает морфология растений
Морфология растений как наука
Морфология растений – раздел ботаники, наука о закономерностях строения и процессах формообразования растений. Основные проблемы науки: выявление морфологического многообразия растений в природе. Корни и их функции. Формы и окраски цветков и листьев.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.09.2016 |
| Размер файла | 32,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Морфология растений как наука
Морфология растений в широком смысле включает в себя анатомию растений и другие направления ботаники, занимающиеся морфологией растений на микроуровне. Морфология растений в узком смысле занимается изучением строения и формообразования растений на макроскопическом (главным образом на организменном) уровне.
Основные проблемы и методы изучения.
Основные проблемы Морфологии растений: выявление морфологического многообразия растений в природе; изучение закономерностей строения и взаимного расположения органов и их систем; исследования изменений общей структуры и отдельных органов в ходе индивидуального развития растения (онтоморфогенез); выяснение происхождения органов растений в ходе эволюции растительного мира (филоморфогенез); изучение воздействия различных внешних и внутренних факторов на формообразование. Таким образом, не ограничиваясь описанием определённых типов строения, Морфология растений стремится выяснить динамику структур и их происхождение. В форме растительного организма и его частей внешне проявляются закономерности биологической организации, т. е. внутренние взаимосвязи всех процессов и структур в целостном организме.
В теоретической Морфология растений различают 2 взаимосвязанных и дополняющих друг друга подхода к истолкованию морфологических данных: выявление причин возникновения тех или иных форм (с точки зрения факторов, непосредственно действующих на Морфогенез) и выяснение биологического значения этих структур для жизнедеятельности организмов (с точки зрения приспособленности), что ведёт к сохранению определённых форм в процессе естественного отбора.
Исторически морфология растений начинала развиваться как описательная морфология, занимаясь описанием разнообразия форм растительного мира. Ботаника как полноценная наука стала развиваться лишь благодаря работам Карла Линнея (1707—1778) по описательной морфологии.
Сейчас в морфологии растений выделяются следующие специализированные направления (разделы, дисциплины), отличающиеся предметами исследования:
С точки зрения основных используемых оптических методов разделы морфологии растений подразделяют на две группы:
Морфологические исследования растений играют важную роль в работах, связанных с вопросами охраны окружающей среды, в том числе с вопросами определения степени влияния загрязнений на растительные организмы.
Растения, как и все живые существа, состоят из клеток. Сотни клеток одинаковой формы и с одинаковой функцией образуют ткань, из нескольких тканей состоит орган. Основными органами растения являются корни, стебель и листья, каждый из них выполняет вполне определенную функцию. Важными органами, предназначенными для размножения, являются цветки, плоды и семена.
— стебель, если он не очень плотный, как у большинства травянистых растений;
— соломина, если он полый и разделен, как у злаков, хорошо видными узлами. Обычно в таком стебле много кремнезема, что увеличивает его прочность;
В зависимости от плотности стебля растения подразделяются на:
— травянистые, у которых нежный, не одревесневший стебель;
— кустарниковые, у которых все ветви одревесневшие, ветвятся от самого основания;
В зависимости от длительности жизни, которая связана с жизненным циклом, травянистые растения обычно подразделяются следующим образом:
— однолетние, или однолетники, если они растут только один год и погибают после того, как отцветут, дадут плоды и рассеют семена;
— двулетние, или двулетники, если они растут два года (обычно в первый год у них появляется только розетка листьев, на втором году они цветут, дают плоды, потом засыхают);
Красота и оригинальность форм и окраски цветков имеют вполне определенную цель. Всем этим, то есть выработанными веками хитростями и приспособлениями, природа время от времени снабжает цветок только для того, чтобы его род продолжался. Цветок, у которого есть мужские и женские органы, для достижения этой цели должен пережить два важнейших и необходимейших процесса: опыление и оплодотворение. Обычно у высших растений цветки двуполые, то есть в них есть и мужские и женские органы. Только в некоторых случаях полы разделены: у двудомных, например у ивы, остролиста и лавра, мужские и женские цветки находятся на разных экземплярах, а у однодомных, например у кукурузы и тыквы, на одном растении отдельно размещаются и мужские и женские цветки. На самом деле, все части, из которых состоит цветок, представляют собой различные видоизменения листа, которые произошли для того, чтобы выполнять различные функции. ботаника морфология корень
Репродуктивный женский аппарат цветка, или гинецей, образован одним или несколькими пестиками. Каждый из них состоит из нижней полой и вздутой части, называемой завязь, содержащей один или несколько семязачатков, верхняя нитевидная часть носит название столбик, а его верхушка, предназначенная для сбора и удержания пыльцевых зерен, называется рыльце.
Цветки на растении могут располагаться по одному, на верхушке или в пазухах ветвей, но чаще они объединяются в группы, так называемые соцветия.
Среди соцветий наиболее обычными являются следующие: соцветия, образованные цветками на цветоножках: кисть, например, глициния, метелка (сирень), зонтик (морковь) и щиток, как у груши. Соцветия, образованные бесстебельковыми, то есть сидячими цветками: колос (пшеница), сережка (лещина), корзинка (маргаритка).
Очень часто ветер, вода, насекомые и другие животные принимают невольное участие в важнейшей операции опыления, необходимого для размножения растений. Многочисленные насекомые, например, пчелы, шмели и бабочки в поисках нектара, сахаристого вещества, находящегося в нектарниках, расположенных во внутренней части многих цветков, садятся на цветки. Когда они задевают тычинки, то из созревших пыльников на них попадает пыльца, и они переносят ее на другие цветки, где пыльца попадает на рыльце. Так происходит оплодотворение. У яркой окраски, привлекательной формы и у аромата цветков есть вполне определенная функция привлечения насекомых-опылителей, которые переносят пыльцу с одного цветка на другой.
Пыльцу, особенно очень легкую, которой бывает очень много у растений с маленькими цветками без венчика, следовательно, не привлекательных для насекомых, переносит и ветер. Именно эта пыльца, переносимая в огромных количествах по воздуху, бывает причиной большинства весенних аллергий.
После оплодотворения стенки завязи претерпевают глубокие изменения, одревесневают или становятся мясистыми, они образуют плод (или околоплодник, семенник), в то же время развиваются и семязачатки. Накапливая запас питательных веществ, они превращаются в семена. Часто, когда плод созреет, он бывает вкусным, мясистым, ярко окрашенным и приятно пахнет. Этим он привлекает животных, съев его, они помогают распространению семян. Если плод не ярко окрашен и не мясист, значит, его семена будут распространяться по-другому. Например, у плода лугового одуванчика есть легкие пушинки, напоминающие маленький парашют, а у плодов клена и липы есть крылышки и они легко переносятся ветром; у других плодов, например, репейника есть крючочки, которыми они цепляются за шерсть овец и за одежду человека.
Среди мясистых плодов наиболее известными являются костянка, внутри нее находится одно семя, защищенное околоплодником (вишня, слива, маслина), и ягода, в которой обычно много семян и они погружены непосредственно в мякоть (виноград, помидор).
Внутри плода находится семя, в котором есть зародыш, практически будущее растение в миниатюре. Попав в почву, где семя может прорасти, оно выходит из состояния покоя, в котором оно иногда может пребывать даже несколько лет, и начинает всходить. Таким образом, семя завершает выполнение своей функции, то есть защиты и питания ростка, который не мог самостоятельно существовать, и начинается новая жизнь.
Под наружным защитным слоем, называемым кожурой (оболочкой), ясно виден стебелек с двумя зародышевыми листочками, которые называются семядоли, в них большой запас питательных веществ, корешок и семяпочка (семязачаток).
Краткий исторический очерк.
1-я половина 19 в. характеризуется расцветом Морфологии растений О.П. Декандоль (1827), независимо от Гёте, пришёл к представлению о единстве органов и их метаморфозе. Р. Броуну принадлежат первые исследования семяпочки у голо- и покрытосеменных; он открыл архегонии и спермин у хвойных. В развитии сравнительной Морфология растений значительную роль сыграл немецкий ботаник А. Браун, исследовавший природу метаморфизированных органов и создавший вместе с К. Шимпером учение о математических закономерностях листорасположения (филлотаксис). В 1-й половине 19 в. были заложены основы онтогенетического и филогенетического направлений в Морфологии растений Активным пропагандистом онтогенетического метода был немецкий ботаник М. Шлейден (1842—1848). Начало развитию филогенетической Морфология растений было положено трудами немецкого ботаника В. Гофмейстера (1849—51), описавшего Чередование поколений и доказавшего гомологию органов размножения плауновидных, папоротников и голосеменных. Благодаря этому удалось установить морфологическую, а затем и эволюционную связь между споровыми и семенными растениями.
Современные проблемы и направления морфологии растений.
Значение для народного хозяйства.
Данные сравнительной, экологической и экспериментальной Морфология растений позволяют не только понять закономерности формообразования, но и использовать их в практике. Работы по онтоморфогенезу и экологической Морфология растений важны для разработки биологических основ лесо- и луговодства, приёмов выращивания декоративных растений и рекомендаций по рациональному использованию дикорастущих полезных растений (лекарственных и др.) с учётом их возобновления, биологического контроля над ростом культурных растений. Интродукционные работы, ведущиеся в ботанических садах, основываются на данных онтогенетической и экологической Морфология растений и в то же время дают материал для новых теоретических обобщений.
Конгрессы, съезды, органы печати.
1. Комарницкий Н.А., Морфология растений, в кн.: Очерки по истории русской ботаники, М., 1947;
2. Серебряков И.Г., Морфология вегетативных органов высших растений, М., 1952; Гёте И. В., Избр. соч. по естествознанию, пер. [с нем.], М., 1957;
3. Мейер К.И., Морфогения высших растений, М., 1958;
4. Фёдоров Ал. А., Кирпичников М.Э., Артюшенко З.Т., Атлас по описательной морфологии высших растений, т. 1—2, М., 1956—62;
5. Серебряков И.Г., Экологическая морфология растений, М., 1962; Имс А.Д., Морфология цветковых растений, пер. с англ., М., 1964;
7. Gцbel К., Organographie der Pflanzen, Tl 1—2, Jena, 1928—33; Troll W., Vergleichende Morphologic der hцheren Pflanzen, Bd 1—2, В., 1935—39;
8. Gцbel К., Praktische Einfьhrung in die Pflanzenmorphologie, Tl 1—2, Jena, 1954—57;
9. Wardlaw С., Organization and evolution in plants, L., 1965.Т.И. Серебрякова.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
реферат [20,2 K], добавлен 04.06.2010
Фитоморфология как наука. Стебель и побег, их роль для растений. Классификация и значение выделительных тканей цветков. Сущность эмбриогенеза растений. Основные типы ветвлений. Виды млечников и устройство смоляных ходов. Форма и строение нектарников.
лекция [11,6 K], добавлен 02.06.2009
Исследование основных жизненных форм растений. Описание тела низших растений. Характеристика функций вегетативных и генеративных органов. Группы растительных тканей. Морфология и физиология корня. Видоизменения листа. Строение почек. Ветвление побегов.
презентация [21,1 M], добавлен 18.11.2014
Особенности строения листа, его морфология, жилкование, анатомия, старение и листопад. Сравнительный анализ приспособления листьев к различным экологическим условиям. Влияние интенсивности освещения на анатомию листа тенелюбивых и светолюбивых растений.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.12.2011
Морфолого-биологические особенности и строение почек и побегов древесных и кустарниковых растений. Классификация листьев по форме листовой пластинки, форме основания и верхушки листа, расположению жилок. Морфология плодов и семян, их разновидности.
реферат [16,9 K], добавлен 31.10.2011
МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
Полезное
Смотреть что такое «МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ» в других словарях:
Морфология растений — фитоморфология, наука о закономерностях строения и процессах формообразования растений в их индивидуальном и эволюционно историческом развитии. Один из важнейших разделов ботаники (См. Ботаника). По мере развития М. р. из неё выделились… … Большая советская энциклопедия
Морфология растений — Морфология (в биологии) изучает как внешнее (форму, структуру, цвет, образцы) организма, таксона или его составных частей, так и внутреннее строение живого организма (например, морфология человека). Подразделяется на наружную морфологию (или… … Википедия
Морфология растений — отрасль ботаники, наука о формах растений. Во всей своей обширности эта часть науки заключает в себе не только исследование внешних форм растительных организмов, но также анатомию растений (морфология клеточки) и систематику их (см.), которая… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
морфология растений — раздел ботаники; наука, изучающая закономерности строения растений и процессы формообразования в их онтогенезе и филогенезе … Анатомия и морфология растений
МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ — отрасль ботаники, изучающая закономерности строения и процессы формообразования у растений в их онтогенезе и филогенезе … Словарь ботанических терминов
морфология растений — ▲ строение (чего) ↑ растение таллофиты. кормофиты. ♥ трихомы выросты эпидермиса. гидатоды. гуттация. апекс. осмофоры. нектарники. жилки система проводящих пучков в листьях, стеблях, чашелистике, лепестках, плодах. нервация. каллус. галлы. злаки:… … Идеографический словарь русского языка
Морфология — растений отрасль ботаники наука о формах растений. Вовсей своей обширности, эта часть науки заключает в себе не толькоисследование внешних форм растительных организмов, но также анатомиюрастений (морфология клеточки) и систематику их (см.),… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
МОРФОЛОГИЯ — МОРФОЛОГИЯ, морфологии, мн. нет, жен. (от греч. morphe форма и logos Учение). 1. Учение о строении организмов (растений, животных). Морфология растений. Морфология животных. || Строение организмов. 2. Отдел языковедения, изучающий формы слов… … Толковый словарь Ушакова
МОРФОЛОГИЯ — (от греческого morphe форма и. логия) в биологии, наука о форме и строении организмов. Морфология животных и человека включает анатомию, эмбриологию, гистологию, цитологию; морфология растений исследует закономерности их строения и… … Современная энциклопедия
Морфология — [гр.morphe форма logos понятие, учение] 1) морфология животных комплекс наук, изучающих форму и строение животных организмов (анатомия, гистология, эмбриология, цитология, палеонтология); 2) морфология растений наука о форме растений, их внешнем… … Теоретические аспекты и основы экологической проблемы: толкователь слов и идеоматических выражений
Морфология растений
Морфоло́гия (в биологии) изучает как внешнее (форму, структуру, цвет, образцы) организма, таксона или его составных частей, так и внутреннее строение живого организма (например, морфология человека). Подразделяется на наружную морфологию (или эйдономию) и внутреннюю морфологию (или анатомию). Морфология отличается от физиологии тем, что последняя изучает в первую очередь функционирование.
Фактически, понятие морфологии ввёл немецкий поэт И.В.Гёте, определив её как «учение о форме органических тел, её образовании и преобразовании».
Также применяется термин «общая морфология», который указывает на известные или главные отличительные стороны организма или морфологии таксона. Описание общей морфологии организма могло бы включать, к примеру, его форму, главные цвета, основную расцветку и т. д., но не мелкие детали.
Большинство таксонов отличаются от других по морфологическим признакам. Как правило, близкие таксоны имеют гораздо меньше отличий, чем более удалённые связанные с ними, но есть и исключения из этого. Микровиды — это виды, которые выглядят похоже, или даже внешне одинаковы, но размножаются в изоляции. И наоборот, иногда не связанные таксоны оказываются одинаковыми по внешнему виду путём конвергентной эволюции или даже путём мимикрии.
Ещё одна сложность, возникающая когда полагаются на морфологические данные, может состоять в том, что при анализе ДНК двух разных видов фактически может оказаться, что это один вид.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Морфология растений» в других словарях:
МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ — наука о закономерностях строения и процессах формообразования растений. В широком смысле М. р. изучает формы на всех уровнях от целого растения до клеточных органоидов и макромолекул, в узком только макроструктуры. В этом случае из неё выделяются … Биологический энциклопедический словарь
Морфология растений — фитоморфология, наука о закономерностях строения и процессах формообразования растений в их индивидуальном и эволюционно историческом развитии. Один из важнейших разделов ботаники (См. Ботаника). По мере развития М. р. из неё выделились… … Большая советская энциклопедия
Морфология растений — отрасль ботаники, наука о формах растений. Во всей своей обширности эта часть науки заключает в себе не только исследование внешних форм растительных организмов, но также анатомию растений (морфология клеточки) и систематику их (см.), которая… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
морфология растений — раздел ботаники; наука, изучающая закономерности строения растений и процессы формообразования в их онтогенезе и филогенезе … Анатомия и морфология растений
МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ — отрасль ботаники, изучающая закономерности строения и процессы формообразования у растений в их онтогенезе и филогенезе … Словарь ботанических терминов
морфология растений — ▲ строение (чего) ↑ растение таллофиты. кормофиты. ♥ трихомы выросты эпидермиса. гидатоды. гуттация. апекс. осмофоры. нектарники. жилки система проводящих пучков в листьях, стеблях, чашелистике, лепестках, плодах. нервация. каллус. галлы. злаки:… … Идеографический словарь русского языка
Морфология — растений отрасль ботаники наука о формах растений. Вовсей своей обширности, эта часть науки заключает в себе не толькоисследование внешних форм растительных организмов, но также анатомиюрастений (морфология клеточки) и систематику их (см.),… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
МОРФОЛОГИЯ — МОРФОЛОГИЯ, морфологии, мн. нет, жен. (от греч. morphe форма и logos Учение). 1. Учение о строении организмов (растений, животных). Морфология растений. Морфология животных. || Строение организмов. 2. Отдел языковедения, изучающий формы слов… … Толковый словарь Ушакова
МОРФОЛОГИЯ — (от греческого morphe форма и. логия) в биологии, наука о форме и строении организмов. Морфология животных и человека включает анатомию, эмбриологию, гистологию, цитологию; морфология растений исследует закономерности их строения и… … Современная энциклопедия
Морфология — [гр.morphe форма logos понятие, учение] 1) морфология животных комплекс наук, изучающих форму и строение животных организмов (анатомия, гистология, эмбриология, цитология, палеонтология); 2) морфология растений наука о форме растений, их внешнем… … Теоретические аспекты и основы экологической проблемы: толкователь слов и идеоматических выражений
Морфология растений
Полезное
Смотреть что такое «Морфология растений» в других словарях:
МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ — наука о закономерностях строения и процессах формообразования растений. В широком смысле М. р. изучает формы на всех уровнях от целого растения до клеточных органоидов и макромолекул, в узком только макроструктуры. В этом случае из неё выделяются … Биологический энциклопедический словарь
Морфология растений — фитоморфология, наука о закономерностях строения и процессах формообразования растений в их индивидуальном и эволюционно историческом развитии. Один из важнейших разделов ботаники (См. Ботаника). По мере развития М. р. из неё выделились… … Большая советская энциклопедия
Морфология растений — Морфология (в биологии) изучает как внешнее (форму, структуру, цвет, образцы) организма, таксона или его составных частей, так и внутреннее строение живого организма (например, морфология человека). Подразделяется на наружную морфологию (или… … Википедия
морфология растений — раздел ботаники; наука, изучающая закономерности строения растений и процессы формообразования в их онтогенезе и филогенезе … Анатомия и морфология растений
МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ — отрасль ботаники, изучающая закономерности строения и процессы формообразования у растений в их онтогенезе и филогенезе … Словарь ботанических терминов
морфология растений — ▲ строение (чего) ↑ растение таллофиты. кормофиты. ♥ трихомы выросты эпидермиса. гидатоды. гуттация. апекс. осмофоры. нектарники. жилки система проводящих пучков в листьях, стеблях, чашелистике, лепестках, плодах. нервация. каллус. галлы. злаки:… … Идеографический словарь русского языка
Морфология — растений отрасль ботаники наука о формах растений. Вовсей своей обширности, эта часть науки заключает в себе не толькоисследование внешних форм растительных организмов, но также анатомиюрастений (морфология клеточки) и систематику их (см.),… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
МОРФОЛОГИЯ — МОРФОЛОГИЯ, морфологии, мн. нет, жен. (от греч. morphe форма и logos Учение). 1. Учение о строении организмов (растений, животных). Морфология растений. Морфология животных. || Строение организмов. 2. Отдел языковедения, изучающий формы слов… … Толковый словарь Ушакова
МОРФОЛОГИЯ — (от греческого morphe форма и. логия) в биологии, наука о форме и строении организмов. Морфология животных и человека включает анатомию, эмбриологию, гистологию, цитологию; морфология растений исследует закономерности их строения и… … Современная энциклопедия
Морфология — [гр.morphe форма logos понятие, учение] 1) морфология животных комплекс наук, изучающих форму и строение животных организмов (анатомия, гистология, эмбриология, цитология, палеонтология); 2) морфология растений наука о форме растений, их внешнем… … Теоретические аспекты и основы экологической проблемы: толкователь слов и идеоматических выражений
Содержание
Объем
Морфология растений «представляет собой исследование развития, формы и структуры растений и, как следствие, попытку интерпретировать их на основе сходства плана и происхождения». [4] Морфология растений состоит из четырех основных областей, каждая из которых частично совпадает с другой областью исследований. Биологические науки.
Прежде всего, морфология сравнительныйЭто означает, что морфолог изучает структуры многих разных растений одного или разных видов, затем проводит сравнения и формулирует идеи о сходстве. Когда считается, что структуры у разных видов существуют и развиваются в результате общих, унаследованных генетический пути, эти структуры называются гомологичный. Например, уходит из сосна, дуб, и капуста все они выглядят по-разному, но имеют общую структуру и расположение частей. О гомологии листьев легко сделать. Морфолог растений идет дальше и обнаруживает, что шипы из кактус также имеют ту же базовую структуру и развитие, что и листья у других растений, поэтому колючки кактуса также гомологичны листьям. Этот аспект морфологии растений частично совпадает с изучением растений. эволюция и палеоботаника.
Во-вторых, морфология растений учитывает как вегетативный (соматический) конструкции растений, а также репродуктивный конструкции. Вегетативные структуры сосудистые растения включает изучение системы побегов, состоящей из стебли и уходит, так же хорошо как корень система. Репродуктивные структуры более разнообразны и обычно характерны для определенной группы растений, таких как цветы и семена, папоротник сори, и мох капсулы. Детальное изучение репродуктивных структур растений привело к открытию смена поколений содержится во всех растениях и большинстве водоросли. Эта область морфологии растений частично совпадает с изучением биоразнообразие и систематика растений.
В-четвертых, морфология растений изучает характер развитие, процесс, посредством которого структуры возникают и созревают по мере роста растения. В то время как животные производят все части тела, которые они когда-либо будут иметь с раннего возраста, растения постоянно производят новые ткани и структуры на протяжении всей своей жизни. У живого растения всегда есть зародышевые ткани. На то, как созревают новые структуры по мере их создания, может влиять момент в жизни растения, когда они начинают развиваться, а также среда, которой подвергаются эти структуры. Морфолог изучает этот процесс, причины и его результат. Эта область морфологии растений пересекается с физиология растений и экология.
Сравнительная наука
Морфолог растений сравнивает структуры многих растений одного или разных видов. Проведение таких сравнений между подобными структурами на разных заводах решает вопрос Зачем конструкции похожи. Вполне вероятно, что подобные основные причины генетики, физиологии или реакции на окружающую среду привели к этому внешнему сходству. Результат научного исследования этих причин может привести к одному из двух открытий лежащей в основе биологии:
Понимание того, какие характеристики и структуры принадлежат каждому типу, является важной частью понимания растений. эволюция. Биолог-эволюционист полагается на морфолога растений для интерпретации структур и, в свою очередь, дает филогении взаимоотношений растений, которые могут привести к новым морфологическим открытиям.
Гомология
Когда считается, что структуры у разных видов существуют и развиваются в результате общих наследственных генетических путей, эти структуры называют гомологичный. Например, листья сосны, дуба и капусты выглядят по-разному, но имеют общие основные структуры и расположение частей. О гомологии листьев легко сделать. Морфолог растений идет дальше и обнаруживает, что колючки кактуса также имеют ту же основную структуру и развитие, что и листья других растений, и поэтому колючки кактуса также гомологичны листьям.
Конвергенция
Вегетативные и репродуктивные характеристики
Морфология растений касается как вегетативных структур растений, так и репродуктивных структур.
В вегетативный (соматический) структуры сосудистые растения включают две основные системы органов: (1) система стрельбы, состоящий из стебли и уходит, и (2) a корневая система. Эти две системы являются общими почти для всех сосудистых растений и представляют собой объединяющую тему для изучения морфологии растений.
Напротив, репродуктивный структуры разнообразны и обычно характерны для определенной группы растений. Такие структуры как цветы и фрукты находятся только в покрытосеменные; сори находятся только в папоротники; и шишки находятся только в хвойные породы и другие голосеменные. Поэтому репродуктивные признаки считаются более полезными для классификации растений, чем вегетативные признаки.
Использование в идентификации
Биологи растений используют морфологические признаки растений, которые можно сравнивать, измерять, подсчитывать и описывать, чтобы оценить различия или сходства в таксонах растений и использовать эти признаки для идентификации, классификации и описания растений.
Когда символы используются в описаниях или для идентификации, они называются диагностический или ключевые персонажи которые могут быть как качественными, так и количественными.
Оба типа символов могут быть очень полезны для идентификации растений.
Смена поколений
Пигментация у растений
Растительные пигменты включают множество различных видов молекул, в том числе: порфирины, каротиноиды, антоцианы и беталаины. Все биологические пигменты избирательно поглощают определенные длины волн свет в то время как отражающий другие. Поглощаемый свет может использоваться растением для стимуляции химических реакций, а длина отраженной волны света определяет цвет, который пигмент будет казаться глазом.
Морфология в развитии
Завод развитие это процесс, посредством которого структуры возникают и созревают по мере роста растения. Это предмет изучения в анатомия растений и физиология растений а также морфология растений.
Процесс развития растений принципиально отличается от того, что наблюдается у растений. позвоночное животное животные. Когда животное эмбрион начинает развиваться, он очень рано производит все части тела, которые когда-либо будут у него в жизни. Когда животное рождается (или вылупляется из яйца), у него есть все части тела, и с этого момента оно будет только расти и становиться более зрелым. Напротив, растения на протяжении всей своей жизни постоянно производят новые ткани и структуры из меристемы [5] расположены на концах органов или между зрелыми тканями. Таким образом, у живого растения всегда есть зародышевые ткани.
Свойства организации, наблюдаемые в растении: эмерджентные свойства которые больше, чем сумма отдельных частей. «Сборка этих тканей и функций в единый многоклеточный организм дает не только характеристики отдельных частей и процессов, но и совершенно новый набор характеристик, которые нельзя было бы предсказать на основе исследования отдельных частей». [6] Другими словами, знания всего о молекулах в растении недостаточно, чтобы предсказать характеристики клеток; а знание всех свойств клеток не позволяет предсказать все свойства структуры растения.
Однажды эмбрион прорастает из своего семени или родительского растения он начинает производить дополнительные органы (листья, стебли и корни) в процессе органогенез. Новые корни растут из корня меристемы расположен на кончике корня, и из побега вырастают новые стебли и листья меристемы находится на кончике побега. [7] Ветвление происходит, когда небольшие скопления клеток, оставленные меристемой и еще не подвергшиеся клеточная дифференциация чтобы сформировать специализированную ткань, начинают расти как верхушка нового корня или побега. Рост из любой такой меристемы на кончике корня или побега называется первичный рост и приводит к удлинению этого корня или побега. Вторичный рост приводит к расширению корня или побега из делений клеток в камбий. [8]
Рост и развитие растений опосредуются специфическими гормоны растений и регуляторы роста растений (ГРР) (Росс и др., 1983). [9] Уровни эндогенных гормонов зависят от возраста растений, морозостойкости, состояния покоя и других метаболических состояний; фотопериод, засуха, температура и другие внешние условия окружающей среды; и экзогенные источники ГРР, например, применяемые извне и ризосферного происхождения.
Морфологическая вариация
Растения демонстрируют естественные вариации по форме и строению. В то время как все организмы различаются от человека к человеку, растения демонстрируют дополнительный тип изменений. В пределах одного человека повторяются части, которые могут отличаться по форме и структуре от других подобных частей. Это изменение наиболее легко увидеть на листьях растения, хотя другие органы, такие как стебли и цветы, могут иметь аналогичные изменения. У этой вариации есть три основные причины: позиционные эффекты, влияние окружающей среды и молодость.
Эволюция морфологии растений
Факторы транскрипции и сети регуляции транскрипции играют ключевую роль в морфогенезе растений и их эволюции. Во время посадки растений появилось много новых семейств факторов транскрипции, которые преимущественно связаны с сетями многоклеточного развития, репродукции и развития органов, внося вклад в более сложный морфогенез наземных растений. [10]
Позиционные эффекты
Хотя растения производят множество копий одного и того же органа в течение своей жизни, не все копии одного и того же органа будут идентичными. Существуют различия между частями зрелого растения, обусловленные относительным положением органа. Например, на новой ветке листья могут иметь одинаковый узор вдоль ветки. Форма листьев, образующихся у основания ветки, будет отличаться от листьев, образующихся на верхушке растения, и эта разница сохраняется от ветки к ветке на данном растении и в данном виде. Это различие сохраняется после того, как листья на обоих концах ветки созрели, и не является результатом того, что одни листья моложе других.
Экологические последствия
На то, как созревают новые структуры по мере их создания, может влиять момент в жизни растений, когда они начинают развиваться, а также среда, которой подвергаются эти структуры. Это можно увидеть в водные растения и надводные растения.
Температура
Температура оказывает множество воздействий на растения в зависимости от множества факторов, включая размер и состояние растения, а также температуру и продолжительность воздействия. Чем меньше и больше сочные растения, тем выше подверженность повреждению или смерти от слишком высоких или слишком низких температур. Температура влияет на скорость биохимических и физиологических процессов, скорость обычно (в определенных пределах) увеличивается с температурой. Однако соотношение Вант-Гоффа для мономолекулярных реакций (которое гласит, что скорость реакции удваивается или утроится при повышении температуры на 10 ° C) не строго соблюдается для биологических процессов, особенно при низких и высоких температурах.
Последствия замерзания воды в растениях во многом зависят от того, происходит ли замерзание внутриклеточно (внутри клеток) или вне клеток в межклеточном (внеклеточном) пространстве. [11] Внутриклеточное замораживание обычно приводит к гибели клетки вне зависимости от морозостойкости растения и его тканей. [12] Внутриклеточное замораживание в природе встречается редко, но умеренные скорости снижения температуры, например, от 1 ° C до 6 ° C / час, вызывают образование межклеточного льда, и этот «внеклеточный лед» [13] может быть или не быть летальным, в зависимости от прочности ткани.
При отрицательных температурах сначала замерзает вода в межклеточных пространствах тканей растений, хотя вода может оставаться незамерзшей до тех пор, пока температура не упадет ниже 7 ° C. [11] После первоначального межклеточного образования льда клетки сжимаются, поскольку вода теряется в сегрегированном льду. Клетки подвергаются сублимационной сушке, причем обезвоживание является основной причиной обморожения.
Юность
Органы и ткани, производимые молодым растением, например, саженец, часто отличаются от тех, которые производятся тем же растением, когда они стареют. Это явление известно как юность или гетеробластика. Например, молодые деревья будут давать более длинные и тонкие ветви, которые будут расти вверх больше, чем ветви, которые они будут производить как полностью выросшее дерево. Кроме того, листья, образовавшиеся на раннем этапе роста, обычно крупнее, тоньше и неправильной формы, чем листья взрослого растения. Образцы молодых растений могут настолько отличаться от взрослых растений того же вида, что яйцекладущие насекомые не распознают растение как пищу для своего потомства. Различия видны в укоренении и цветении, а также на одном и том же зрелом дереве. Молодые черенки, взятые у основания дерева, образуют корни гораздо легче, чем черенки, исходящие из средней и верхней кроны. Цветение у основания дерева отсутствует или менее обильно, чем цветение на более высоких ветвях, особенно когда молодое дерево впервые достигает возраста цветения. [17]
Переход от ранних форм роста к поздним обозначается как «изменение вегетативной фазы’, но есть некоторые разногласия по поводу терминологии. [18]
Современная морфология растений
Рольф Саттлер пересмотрел фундаментальные концепции сравнительной морфологии, такие как концепция гомология. Он подчеркнул, что гомология должна также включать частичную гомологию и количественную гомологию. [19] [20] Это приводит к континуальной морфологии, которая демонстрирует континуум между морфологическими категориями корня, побега, стебля (каулом), листа (филлом) и волос (трихома). Как лучше всего описываются промежуточные звенья между категориями, обсуждали Bruce K. Kirchoff et al. [21] Недавнее исследование, проведенное Stalk Institute, извлекло координаты, соответствующие основанию и листьям каждого растения в трехмерном пространстве. Когда растения на графике были размещены в соответствии с их фактическим расстоянием перемещения питательных веществ и общей длиной ветвей, растения почти идеально попадали на кривую Парето. «Это означает, что способ выращивания растений в своей архитектуре также оптимизирует очень распространенный компромисс при проектировании сети. В зависимости от окружающей среды и вида, завод выбирает различные способы достижения компромиссов для этих конкретных условий окружающей среды». [22]
Для Жен, Барабе и Лакруа классическая морфология (то есть основная морфология, основанная на концепции качественной гомологии, подразумевающей взаимоисключающие категории) и морфология континуума являются подклассами более всеобъемлющей морфологии процесса (динамической морфологии). [30]
Нравится нам это или нет, но морфологические исследования находятся под влиянием философских допущений, таких как либо / или логика, нечеткая логика, дуализм структуры / процесса или его трансцендентность. А эмпирические данные могут повлиять на философские предположения. Таким образом, существует взаимодействие между философией и эмпирическими открытиями. Эти взаимодействия являются предметом того, что было названо философией морфологии растений. [33]