В процессе работы над исследовательским проектом по биологии на тему "Видоизменения листьев" автор изучил типы листьев и виды изменения внешнего листа, распространенные в природе и особенности его внутреннего строения.

Подробнее о проекте:

В рамках работы над исследовательским проектом по биологии "Видоизменения листьев" автор выяснил, что листовые видоизменения происходят в результате адаптации растений к окружающей среде и к климату. Листва большинства деревьев имеет изрезанную форму, что помогает им устоять перед сильнейшими ветрами и ураганами.

Автор на основе полученных сведений определил, что помимо процессов фотосинтеза, дыхательной функции, листовые изменения наделили растения рядом новых функций: защитной от вредителей и различных повреждений, функцией регуляции газообменов и испарений жидкостей и функцией гетеротрофного питания.

Оглавление

Введение.

1. Типы листьев.
2. Виды изменений.

Заключение.
Литература.

Листом является вегетативный растительный орган, состоящий из листовой пластины с черешком. Листья являются самыми пластичными растительными органами. В условиях адаптации к меняющимся факторам окружающей среды весь лист или его отдельная часть могут претерпевать различные метаморфозы, при которых происходят их важные функциональные изменения.
Это приносит существенные изменения внешнего вида листа и особенностей его внутреннего строения. Таким образом, происходит листовое видоизменение. Существует несколько видов листовых видоизменений. Рассмотрим некоторые из них, наиболее распространенные в природе.
Колючки. Представляют собой превращенные в иголки листья или их части. Обыкновенно, присутствуют на растениях с мясистыми стеблями. Образуются из побега, прилистника или корня.

• Колючки способствуют сохранению влаги внутри себя и уменьшению испарений. Они надежно защищают растения от набегов травоядных животных. Яркими представителями, наделенными колючками, являются различные кактусы.
• Усики. Когда верхняя листовая часть или целый лист превращаются в вытянутый жгут, закручивающийся на кончике, образуется усик. Усики играют опорную роль, поддерживая растения вертикально к опоре. Усиками снабжены растения семейства бобовых с чечевицей.
• Чешуйка. Представляет собой плотные листья треугольной формы, наслаивающиеся друг на друга. Замыкают верхние части растений, как у лотоса, предохраняют от пересыхания и механического повреждения. Встречаются у кукурузы, древесных почек и луковичных растений.
• Сочные листья. Представляют собой кожистые упругие листья, иногда образующие вилки. Сверху их покрывает слой воскового налета. Данная листовая структура обеспечивает растения запасом питательных элементов с влагой. Встречается у капусты и алоэ.
• Филлодия. Черешок, превращенный в листовую пластину, способный к процессам фотосинтеза. Внешне, представляет собой мельчайшие листочки из двух рядов. Такие видоизменения характерны для засухи, чтобы уменьшать влагоиспарения. Встречаются у австралийской акации.
• Ловушки. Эти листья покрывает вязкие и липкие вещества, приманивающие различных насекомых. Данная листовая конструкция может свернуться или захлопнуться в неожиданный момент. Когда растения нуждаются в дополнительных минеральных веществах, они приобретают такие ловушки. Ловушками вооружены росянки с мухоловками.

Листья делят на два типа:простые и сложные. Простые листья имеют одну листовую пластинку, сложные – несколько листовых пластнок, имеющих свой черешок, сидящий на общей оси - рахисе(главная ось, или центральная жилка с черешком,сложного листа).
Существует несколько главных листовых типов:

• Листовые отростки. Встречаются у папоротника.
• Хвоя. Представляет собой листья – иголочки.
• Лист. Цветковые растения имеют следующее строение: прилистник с черешком и листовой пластиной.
• Микрофилловый лист. Встречается у плауновидных представителей мира Флоры.
• Оберточный лист. Характерен для многообразия травянистых растений.

Листья видоизменяются в результате естественного отбора, приспосабливаясь к изменчивым факторам окружающей среды. Обыкновенно, листья играют 3 роли: участвуют в фотосинтезе, в испарении воды и в газообмене. Однако, в частых случаях, приходится листу брать на себя дополнительные функции, чтобы растение выжило в неблагоприятных ему условиях. Слабые стебли способствуют тому, что растение цепляется листьями за опоры, таким образом, образовались усики.

Колючки образовались в условиях засухи, чтобы сократить испарение жидкости и как защита от набегов животных. Бедные и скудные на минералы почвы провоцируют появление у растений ловушек и превращают растения в хищников. Чтобы выжить, росянкам нужно переваривать насекомых, попавших в ловушки, получая, при этом, недостающие минералы. Кожистые и мясистые листья алоэ необходимы для запасов жидкости. В тропическом поясе, наоборот, у растений наблюдаются крупные и широкие листья, которые испаряют больше жидкости. Это наблюдается у филодендронов и монстер.

При адаптации к засушливому климату многие растения вынуждены уменьшать испаряемость и в результате этого происходит редукция листов, которая часто способствует полной потере функции фотосинтеза. В пустынях яркими представителями, вооруженными колючками, являются разнообразные кактусы. В результате видоизменений, листья превратились в колючки. Эти метаморфозы способствовали уменьшению испаряемости и приспособили растения к условиям засухи.

Отдельные виды кактусов растут и во влажном климате, имея, одновременно, и колючки и обыкновенные листья. Яркими представителями являются молочай и его разновидности. Барбарис, также, вооружен острыми колючками, которые видоизменились из обыкновенных листьев. Однако, колючки в этом случае играют оборонительную роль. Они защищают цветки и плоды от поеданий травоядными животными. Такими же оборонительными колючками снабжена акация, а также боярышник с терном.

Яркими представителями, у которых произошло листовое видоизменение в виде усиков является семейство бобовых. Оно характеризуется наличием длинных и тонких побегов и тяжелых и увесистых плодов, что не позволяет им удерживать вертикальное положение.

В результате произошло видовое изменение отдельных листовых пластинок, превратившихся в усики, что обеспечило надежное крепление слабых стеблей растений к опорам. Горох снабжен усиками, превращенными из верхних листиков. Другое название усиков – надземные столоны. Усик позволяет растению осуществлять ряд жизненно важных функций: дополнительной опоры и фиксации, вегетативного размножения и способствует расширению зоны произрастания растений. Усиками снабжены и огурцы с земляникой.

Чешуйки присутствуют у лука-порея. Луковицы, сидящие глубоко под землей, являются видоизменившимися надземными побегами растения. Данные луковицы имеют плоские стебли, внизу от них отходят придаточные корни. Вверху имеются листья нескольких видов. Молоденькие листочки зеленого цвета отрастают от почек донца. Упругие толстые листья запасают влагу для растения. Сухая чешуя защищает от различного рода повреждений внутреннюю часть луковиц.

Сочная чешуя выполняет роль запасающей функции у луковичных растений, алоэ и капустных вилков. Кроящая чешуя почки служит защитой нежным листочкам в зачаточном состоянии от вредных факторов окружающего мира. Чешуя, покрывающая наружную часть почек и чешуя корневища образовались в результате видовых изменений листа. Наружные кукурузные листья стали оберткой, в результате видоизменений, служащей защитой для початков.

В условиях засухи, множество растений адаптировались к неблагоприятным условиям с помощью листовых видоизменений. У алоэ с агавами произошло превращение листьев, которые стали толстыми и сочными образованиями. Это необходимо для запасания воды растениями.

Для уменьшения испаряемости листовую поверхность покрывает слой воскового налета с волосками и устьица присутствуют в небольшом количестве. Данное видоизменение не затронуло все главные листовые функции, наоборот, появилась новая дополнительная функция запасания влаги.

Филлодии представляют собой листовидные и расширенные листовые черешки, выполняющие функции листовых пластинок. Собственно, сами листовые пластины находятся в недоразвитом состоянии или отсутствуют вовсе. Название «Филлодии» образовалось из греческого языка и означает листовидные. Множество австралийских акаций с кассиями имеют филлодии.

В России филлодиями наделена южная чина. Филлодии участвуют в процессах фотосинтеза. Обыкновенные листья при этом редуцированы. Филлодии образовались в результате длительных засушливых периодов. Строением они напоминают листочки с целостными пластинами, плотные и кожистые, на ощупь твердые, покрытые смолянистым веществом. Как правило, видоизменениям подвержены листовидные боковые побеги.

Видоизмененные листья могут нести опасность для различных представителей животного мира. В результате видовых метаморфоз появилась отдельная категория, к которой причисляются насекомоядные растения. Эти растения осуществляют процессы фотосинтеза, равно как и обыкновенные растения. Они автотрофы. Но если возникают неблагоприятные условия и невозможно осуществлять фотосинтез, то они выбирают гетеротрофный питательный способ.
С помощью ловушек, в которые превращаются обыкновенные листья, они могут захватывать мелких насекомых и впоследствии их переваривать. Тропическая саррацения имеет воронковидные листья, окружающие нектарники с тонким ароматом. Когда насекомое приблизится, то моментально попадает в ловушку. Растения выделяют вещество наркотического действия, обездвиживающее насекомых любого размера. Видоизмененными листьями обладает и росянка с ее подвижными щупальцами, кончики которой смазаны липкой жидкостью.

Она способна к привлечению различных насекомых, желающих подкрепиться нектаром и пойманным в ловушки. Ловушками обладают растения, растущие на болотах или торфяниках со скудным, по минеральному составу, почвенным слоем. Ловчие аппараты помогают росянке средней полосы, североамериканской венериной мухоловке и непентесу азиатских переварить пищу органического происхождения и извлечь из нее необходимый азот и фосфор. По своему строению, ловушки различны, но все они могут поймать и переварить животную добычу, в чем им помогают ферменты, которые выделяются пищеварительными железами.

Листовые видоизменения происходят в результате адаптации растений к окружающей среде и к климату. Листва большинства деревьев имеет изрезанную форму, что помогает им устоять перед сильнейшими ветрами и ураганами. Такими листьями обладает канадский клен. Засушливый климат наделяет листья небольшими размерами и восковым налетом.
Примером могут служить фикусы. Волосяные покровы множества растений обратились колючками. Это можно увидеть у кактусов. Все эти метаморфозы в условиях засухи помогают значительно уменьшать испарение жидкости. Жаркие тропики, наоборот, наделяют представителей растительного мира крупными и широкими листьями с многочисленными прожилками. Это помогает им испарять большое количество жидкости. Видоизмененные листья, превращенные в колючки защищают растение от набегов вредителей. Листья эвкалиптов могут вырабатывать ядовитые или эфирные вещества, отталкивающие травоядных вредителей.
Лиановидные растения, листочки которых превратились в усики, цепляются с их помощью к различным поверхностям и, тем самым, усиливается стеблевая опора. Такими усиками наделено семейство бобовых. Для сельского хозяйства листовые изменения играют важную роль в плане защиты растений. Усики бобовых и огурцов помогают закрепить лазающие стебли самостоятельно, может не требоваться подвязка растениям. Тонкие чешуи выполняют защитную функцию для репчатого лука и помогают сохранять урожай длительное время.
Сочные чешуйки того же лука служат кладезем полезных питательных элементов. Колючки сохраняют урожай барбариса. Ловушки насекомоядных растений помогают отлавливать и уменьшать популяции вредных насекомых. Листовые видоизменения имеют колоссальное значение. Эти метаморфозы ведут к увеличению жизнестойкости растений и помогают облегчить адаптационные процессы. В процессе листовых изменений различного рода множество наземных растений освоили все климатические зоны, контрастные по степени увлажнения, температурным характеристикам и почвенным свойствам.
Помимо процессов фотосинтеза, дыхательной функции, листовые изменения наделили растения рядом новых функций: защитной от вредителей и различных повреждений, функцией регуляции газообменов и испарений жидкостей и функцией гетеротрофного питания.

1. Учебник Биологии 6 класс Д.И.Трайтак, Н.Д. Трайтак
2. Интернет-ресурсы