Lapai Jie yra būtini organai daugumos sausumos augalų funkcionavimui ir išlikimui. Jų morfologija, sudėtis ir prisitaikymas skiriasi priklausomai nuo rūšies, klimato ir aplinkos, tačiau jie atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį visuose augaluose ir turi įspūdingas struktūras. Toliau išsamiai išnagrinėsime kiekvieną lapo dalį, kaip jos viena kitą papildo ir kokios yra jų pagrindinės bei antrinės funkcijos. Taip pat aptarsime lapų įvairovę ir evoliuciją bei jų ekologinę svarbą, nepamirštant jų naudingumo ir naudojimo žmonėms.
Kas yra lapas ir kokia jo pagrindinė funkcija?
Lapas Tai augalo organas, kuris paprastai yra plokščias, labilus ir kurio spalva svyruoja nuo tamsiai žalios iki rausvos ar gelsvos, priklausomai nuo jo sudėties ir gyvavimo ciklo. Nors yra išimčių, dauguma lapų yra skirti atlikti tam tikras funkcijas. fotosintezė, gyvybiškai svarbi funkcija, kuri šviesos energiją paverčia chemine energija, leisdama augalams gaminti savo maistą. Lapai taip pat dalyvauja kituose svarbiuose procesuose, tokiuose kaip kvėpavimas ir transpiracija, kuriuos aptarsime vėliau.
Be to, kai kurie lapai evoliucionavo taip, kad atliktų specializuotas funkcijas, pvz. apsauga (dygliai, katafilos) reprodukcija (pažiedlapiai) sandėliavimas (mėsingi lapai), gynyba prieš žolėdžius (trichomus ir toksinus), remti (ūseliai) arba net grobio gaudymas (mėsėdžių augalų lapai).
Bendra struktūra: lapo dalys
Lapai gali turėti didelį įvairovę formų ir dydžių, bet paprastai turi pagrindinė struktūra Kompiuteris:
- Lapo lapas arba lapo plokštelė
- Lapkočiai (ne visada yra)
- Pagrindas arba apvalkalas
- Straipsniai (kartais)
- Šonkauliai arba venos
- Daryk ir pagal
- Pažastinis pumpuras (apačioje, pilnais lapais)
Aptarkime kiekvieną iš jų ir jų funkcijas išsamiau:
Lapo lapas arba lapo plokštelė
Pragaras Tai plokščia, praplatėjusi lapo dalis. Būtent čia išauga didžioji dalis ūglių. fotosintezė ir transpiracija dėl ląstelių su chloroplastais gausos. Limboje galima išskirti du paviršius: daryti (viršuje, paprastai tamsesnis ir ryškesnis) ir apatinė pusė (žemesnis, lengvesnis ir su didesniu žiotelių tankumu daugelyje rūšių). Lapo forma, dydis ir tekstūra gali labai skirtis tarp rūšių, ir jame yra nervai o briaunoti, kurios atlieka atramos ir kraujotakos funkcijas.
Lapkočiai
El lapkotis Tai mažas stiebas, jungiantis lapo lapą su pagrindiniu augalo stiebu. Jis veikia kaip kanalas, per kurį praeina lapai. Vanduo, maistinių medžiagų ir fotosintezės produktus. Kai kurie lapai neturi lapkočio ir yra vadinami sėdimas, nes lapelis yra tiesiogiai pritvirtintas prie stiebo, o kitais atvejais lapkotis gali būti ilgas ir lankstus, kad lapas galėtų šiek tiek judėti.
Lapo pagrindas arba apvalkalas
Lapo pagrindas yra ta vieta, kur lapkotis įsmeigiamas į stiebą, kartais sudarydamas apvalkalas kuris iš dalies apgaubia stiebą. Tokiuose augaluose kaip žolės šis apvalkalas yra labai išsivystęs ir yra labai svarbus lapo laikymui. Kitose rūšyse gali būti sustorėjimų arba specializuotų struktūrų, tokių kaip pulvinus, kurie palengvina lapų judėjimą reaguojant į dirgiklius.
Straipsniai
The priedėliai Tai ataugėlės, esančios lapkočio arba lapo apačioje. Jų buvimas arba nebuvimas, taip pat jų forma (žvyneliai, spygliai, dantys, liaukos, siūleliai ir kt.) yra naudinga savybė rūšiai identifikuoti. Jų funkcija gali būti apsaugoti pažasties pumpurą jam vystantis, nors daugeliu atvejų jie atlieka antraeilius vaidmenis arba palaipsniui mažėja.
Šonkauliai arba venos
Šonkauliai Jie sudaro lapo vidinį skeletą. Juos sudaro vaskuliarinis audinys (ksilemas ir floemas), kuris perneša vandenį, mineralus ir fotosintezės produktus į lapą ir iš jo. Gyslų išsidėstymas gali būti toks: lygiagrečiai (vienaląsčiuose augaluose) tinklinis (dviskilčiuose) arba mišriomis ir labai kintamomis formomis. Pagrindinės gyslos prisideda prie lapo struktūrinės atramos, neleidžiančios minkštiesiems audiniams suirti ir padedančios atsispirti vėjui bei kitiems išorės veiksniams.
Daryk ir pagal
El daryti Tai viršutinis limbus paviršius, kuris paprastai gauna daugiausiai saulės šviesos ir paprastai yra storesnis bei apsaugotas vaškine odele. apatinė pusė Tai apatinis paviršius, kuriame daugelyje augalų yra daugiau ląstelių. stomatai palengvinti dujų mainus, tuo pačiu sumažinant vandens nuostolius.
Pažastinis pumpuras
La pažasties pumpuras Jis randamas lapkočio ir stiebo sandūroje. Tai pumpuras, iš kurio gali išaugti šoninė šaka, žiedas arba naujas lapas. Jo buvimas yra pagrindinis veiksnys, leidžiantis atskirti tikrąjį lapą nuo... lapelis sudėtiniuose lapuose.
Lapo vidinė struktūra: histologija ir anatomija
Lapas viduje formuojamas iš kelių tipų audinių:
- epidermis
- mezofilas (su palisadu ir lagūnos parenchima)
- Kraujagyslių audinys (ksilema ir floema)
- Atraminiai ir apsauginiai audiniai (kolenchima, sklerenchima, trichomos, odelė ir kt.)
Trumpai išanalizuokime kiekvieną iš šių komponentų:
epidermis
La lapų epidermis dengia ir apsaugo lapą. Paprastai tai suplokštėjusių ląstelių sluoksnis, kartais daugiasluoksnis, padengtas odelė vaškinė membrana, kuri sumažina vandens netekimą, apsaugo nuo patogenų ir padeda reguliuoti dujų patekimą ir išėjimą. Tarp epidermio ląstelių yra stomatai, angos, apsuptos apsauginių ląstelių, reguliuojančių dujų mainus ir transpiraciją. trichomes (epidermio plaukeliai), esantys daugelyje rūšių, gali atlikti gynybines funkcijas, sumažinti sėklų ar žiedadulkių garavimą ir sklaidą.
mezofilas
El mezofilas Tai pagrindinis lapo audinys, esantis tarp dviejų epidermių. Jis specializuojasi fotosintezėje ir yra sudarytas iš:
- Palisadinė parenchimacilindrinės ląstelės, kuriose gausu chloroplastų, išdėstytos taip, kad maksimaliai padidintų šviesos surinkimą (dažniausiai po spinduliu).
- Lakunarinė arba kempinė parenchima: labiau apvalios arba laisvos ląstelės, su dideliais tarpląsteliniais tarpais, kad būtų lengviau keistis dujomis (jos vyrauja apatinėje pusėje).
Lapuose, prisitaikiusiuose prie tam tikrų šviesos, drėgmės ar temperatūros sąlygų, mezofilas gali pasireikšti skirtingais vystymosi etapais ir specializacijomis, pavyzdžiui, sukulentų lapai su papildomais kolenchimos arba sklerenchimos sluoksniais.
Kraujagyslių sistema: ksilemas ir floemas
El ksilemas perneša neapdorotas sultis (vandenį ir mineralines druskas) iš šaknų į fotosintezės ląsteles. phloem Jis paskirsto fotosintezės produktus (cukrų ir kitas organines molekules) iš lapų į likusią augalo dalį. Abu audiniai sudaro kraujagyslių pluoštus, išsidėsčiusius gyslų raštu, ir kartais turi papildomų apsauginių audinių apvalkalų.
Atraminiai ir gynybiniai audiniai
Lapuose gali būti ląstelių kolenchima y sklerenchima kurie sustiprina konstrukciją ir suteikia mechaninį atsparumą. trichomesBe transpiracijos mažinimo, jie gali atlikti chemines arba fizines gynybos funkcijas. Kai kuriose rūšyse yra ląstelių, kurios išskiria eterinius aliejus, dervas, gleives ar net virškinimo fermentus (kaip mėsėdžiuose augaluose).
Pagrindinės lapų funkcijos
Lapai atlieka kelis vaidmenis gyvybinės funkcijos augaluose:
- FotosintezėŠviesos energijos surinkimas, CO2 absorbcija ir cukrų (gliukozės) bei deguonies gamyba.
- PerspektyvaKontroliuojamas vandens garavimas per žioteles ir odeles, leidžiantis vandeniui ir mineralams absorbuotis iš šaknų ir prisidedant prie vidinės kraujotakos bei termoreguliacijos.
- KvėpavimasDujų (deguonies ir CO2) mainai, būtini metabolinei energijai gauti.
- SandėliavimasSukulentų lapuose, svogūnuose ir kitose rūšyse lapai kaupia vandenį, cukrų arba atsarginius junginius.
- Gynyba, apsauga ir kitos specializuotos funkcijosErškėčiai, ūseliai, gynybiniai trichomai, toksiškų medžiagų kaupimasis, ryški pigmentacija, apdulkintojų pritraukimas ir daugelis kitų.
Lapų rūšys pagal jų morfologiją ir sudėtingumą
The paprasti lapai turi nedalomą limbą, o sudėtiniai lapai Jie turi limbus, padalytą į kelias dalis, vadinamas lankstinukaiŠis suskirstymas gali būti:
- Plekštelėjimas (lapeliai atsiskiria nuo lapkočio galo, kaip ir arklio kaštono)
- Plunksninis (lapeliai išdėstyti palei rachis, kaip akacijose ar jacarandose)
- Dviplunksnis, triplunksnis (lapai suskirstyti iš eilės)
- Skaitmeniniai, trilapiai ir kiti variantai
Paprastieji ir sudėtiniai lapai bei lapeliai identifikuojami stebint pažastinio pumpuro buvimą ir tai, kaip lapeliai prisitvirtinę prie stiebo.
Klasifikacija pagal limbus formą
- ovalus
- lancetiškas
- Elipsės formos
- Linijinis
- Nuoširdus
- Peltada
- Mentele
- Dantiraštis
- Reniformas
- Aštrios arba adatos formos (būdingos spygliuočiams)
- Žvynuotas
Kraštai ir viršūnės
- Briaunos: Visas, pjautas, dantytas, šukuotas, skiautėtas, skaldytas, skeltas ir kt.
- ViršūnėBukas, smailus, smailus, nupjautas, su kraštais ir kt.
Išsidėstymas ant stiebo (filotaksas)
- Kaitaliojamas (kiekvienas lapas viename lygyje, kaitaliojamos pusės)
- Priešingoje pusėje (du lapai kiekviename mazge, priešingose pusėse)
- Kvapiuotas (daugiau nei du lapai viename mazge)
- Spiralės (spiralės)
Adaptacijos ir specialūs lapų tipai
Evoliucijos metu išsivystė lapai adaptacijos išgyventi ekstremalioje aplinkoje arba atlikti specializuotas funkcijas. Šios adaptacijos apima:
- Mėsingi arba sultingi lapaiJie kaupia vandenį sausoje aplinkoje (sukulentai, kaktusai)
- ErškėčiaiApsauga nuo garavimo ir jo mažinimas (kaktusai, akacijos)
- ūseliaiLaikymasis ir laipiojimas (žirniai, vynmedžiai)
- šluotelėsGėlių apsauga ir apdulkintojų pritraukimas (puansetijos, bugenvilija)
- Mėsėdžių augalų lapaiPrisitaikę gaudyti ir virškinti vabzdžius (Drosera, Dionaea, Nepenthes)
- Filodai ir filokladaiLapkočiai arba praplatėję stiebai, kurie pakeičia tikruosius lapus (Acacia, Ruscus)
- KatafilaiŽvynuoti lapai, neturintys fotosintezės gebos, esantys pumpuruose, svogūnėliuose ir požeminėse dalyse
- Adatos formos lapaiJie yra spyglio formos, kompaktiškos struktūros, kad išgyventų šaltame arba sausame klimate (pušys, eglės).
Lapų evoliucija ir įvairovė
Lapai atsirado kraujagyslių augalų evoliucijos metu kaip sprendimas padidinti paviršiaus plotą šviesų kolekcija ir pagerinti fotosintezės efektyvumą. Yra du pagrindiniai evoliucijos tipai:
- MikrofilaiMaži, paprasti lapai su viena gysla (likofitai, tokie kaip Selaginella, Lycopodium ir Isoetes).
- MegafilaiDideli lapai su sudėtinga kraujagyslių sistema ir šakotu gyslojimu (paparčiai, gimnasėkliai ir gaubtasėkliai).
Ši evoliucija leido atsirasti didžiulei morfologinei įvairovei, ekologinėms adaptacijoms ir funkcinėms specializacijoms.
Histologinė organizacija: specializuoti audiniai ir ląstelės
Lape galima identifikuoti įvairių tipų ląsteles ir audinius, kurie leidžia efektyviai atlikti jo funkcijas:
- Epidermio ląstelėsApsauga nuo prakaitavimo ir jo reguliavimas.
- Apsauginės ląstelės (žiotelės)Dujų mainai ir vandens nuostolių kontrolė.
- TrichomosApsauga, gynyba, prakaitavimo mažinimas, junginių išsiskyrimas.
- Parenchiminės ląstelėsFotosintezė, kaupimas, cirkuliacija.
- Sekreciniai latakaiDervų, aliejų, latekso ir kt. sekrecija.
- Sklerenchiminės ir kolenchiminės ląstelėsKonstrukcinis armatūra.
Šių elementų proporcija, tipas ir išsidėstymas skiriasi priklausomai nuo rūšies ir aplinkos, kurioje jie vystosi.
Žiotelės: dujų mainų kontrolės raktas
Los stomatai Tai mažos angos epidermyje, suformuotos iš dviejų apsauginių ląstelių, reguliuojančių žiotelių porų atsidarymą ir užsidarymą. Jos leidžia patekti CO2 fotosintezei ir išeiti O2 bei vandens garams transpiracijos metu. Žiotelės skiriasi savo skaičiumi, išsidėstymu, forma ir gyliu priklausomai nuo rūšies ir aplinkos, taip prisidėdamos prie lapo prisitaikymo prie šviesos, sausros, drėgmės ir temperatūros sąlygų.
Žiotelių ir su jomis susijusių ląstelių organizacija yra naudinga taksonominė savybė ir pagrindinis fiziologinis atsakas į aplinkos stresą.
Lapų rūšių įvairovė pagal augalų šeimas ir grupes
Vienaskilčiai
- Paprasti lapai, dažniausiai pailgi, lygiagrečiai gysloti, su išsivysčiusiu makštimi ir dažnai be lapkočio. Išsiskiria Poaceae (žolės), Liliaceae, Arecaceae (palmės) ir kitos, turinčios ligules, ausis ar kitas išskirtines struktūras.
Dviskiltės
- Platus formų ir gyslų raštų pasirinkimas, dažnai pasitaiko lapkočių ir prielapių. Jie gali būti paprasti arba sudėtiniai, su įvairiais kraštais, viršūnėmis ir spalvomis.
Gymnosperms
- Žvynuoti arba adatiniai (spygliuoti) lapai, prisitaikę prie šaltos arba sausos aplinkos, su stora odele ir įdubusiomis žiotelėmis.
Paparčiai ir besėkliai augalai
- Dideli lapai, dažnai plunksniškai sudėtiniai, kai kuriose grupėse dichotominė gyslų sistema ir pažymėta heterofiliškai.
Heterofilija, heteroblastija ir lapų plastiškumas
Daugelis rūšių rodo heterofilija, tai yra, to paties individo lapai, turintys skirtingų formų ar dydžių, priklausomai nuo amžiaus, organo, padėties ar aplinkos sąlygų. heteroblastija reiškia lapų morfologinius pokyčius viso augalo vystymosi metu, tuo tarpu lapų plastiškumas Tai gebėjimas modifikuoti anatominius ir fiziologinius aspektus, reaguojant į aplinką (šviesą, vandenį, maistines medžiagas).
Ekstremalių lapų adaptacijų pavyzdžiai
- Plaukiojantis vandens lelijos lapasdidelis paviršiaus plotas, žiotelės tik viršutiniame paviršiuje.
- Pušies lapasAdatinis, su dervos kanalais, retu mezofilu ir puikia epidermio apsauga.
- Lapai ant panardintų vandens augalųPlonas, be odelės ar žiotelių, kempinėtas mezofilas su daugybe vandeningų ertmių.
- Dykumos lapai (kserofitiniai)Mažas, odiškas, apaugęs plaukais, labai stora odelė, įdubusios žiotelės, kad sumažėtų vandens netekimas.
- Mėsėdžių augalų lapaimorfoanatomiškai ir chemiškai prisitaikę privilioti, pagauti ir suvirškinti grobį.
Sezoniniai pokyčiai, spalvos pasikeitimas ir lapų senėjimas
Metinio ciklo metu lapai gali pakeisti spalvą (geltona, rausva, violetinė, ruda) dėl chlorofilo skaidymosi ir karotinoidų bei antocianinų kaupimosi. Tai vyksta per lapų senėjimas, užprogramuotas procesas, kuris baigiasi lapo kritimu ir susidaro abscisijos zona, kuris apsaugo stiebą nuo infekcijų ir vandens praradimo.
Lapų ekologinė svarba ir panaudojimas
Lapai, būdami pagrindiniu organinių medžiagų ir deguonies šaltiniu planetoje, atlieka svarbų vaidmenį biogeocheminiuose cikluose (anglis, deguonis, vanduo) ir užtikrina maitinimas daugumos heterotrofinių organizmų. Tačiau jo naudingumas yra daug platesnis:
- Žmonių ir gyvūnų mitybaValgomieji daržovių lapai, pagardai, pašarai, užpilai.
- Tradicinė ir moderni medicinaBioaktyviųjų junginių, eterinių aliejų, vaistų veikliųjų medžiagų šaltiniai.
- Pramonė, amatai ir technologijosLapai naudojami krepšių pynimui, stogų dengimui, popieriui, natūralioms pakuotėms, tekstilės pluoštams, kosmetikai ir parfumerijai.
- Dekoravimas ir sodininkystėDekoratyvinės veislės atrenkamos pagal spalvą, tekstūrą, formą ir augimo modelį.
Įdomybės, išimtys ir evoliucinė adaptacija
- Katafilai ir rezerviniai lapaiSvogūnuose ir svogūnėliuose modifikuoti lapai kaupia maistines medžiagas ir vandenį.
- Augalai be tikrųjų lapųSamanos, kepenų žolės ir tam tikros pteridofitų rūšys yra aptinkamos. filoidų, kurie atlieka panašias funkcijas kaip lapai, bet turi kitokią anatomiją.
- Visžaliai ir lapuočių augalaiYra tokių, kurie kasmet atnaujina savo lapiją (lapuočiai), ir tokių, kurie išlaiko kelis gyvų lapų ciklus (visžaliai).
Nuo evoliucinės kilmės iki struktūros ir daugybės funkcijų, lapai yra vienas iš sudėtingiausių, universaliausių ir lemiamų organų augalų gyvybės ir sausumos biosferos istorijoje. Jų tyrinėjimas leidžia suprasti ne tik augalų biologiją, bet ir jų vaidmenį klimato reguliavime, deguonies ir maisto gamyboje bei jų įtaką žmonių kultūrai.
