МОРФОЛОГИЯ И АРХИТЕКТОНИКА ПОБЕГА COLEUS BLUMEI BUTH

Авторы: Ирина Кузьмина, Кира Васильева,
гимназия "Эврика"

Научный руководитель: Семчук Н.Н., Фомичева В.В.

г. Великий Новгород

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Цель работы: изучить особенности строения вегетативных органов растения Coleus blumei buth.

Задачи:

1. Овладеть методикой учета дислокации элементов морфологии при изучении строения вегетативных органов растения.

2. Разработать компоненты рабочей таблицы морфологического описания, включающей дислокационную и информационную части, и провести изучение морфологии побегов.

3. Изучить закономерности морфологии и архитектоники Coleus blumei buth.

СВЕДЕНИЯ ИЗ ЛИТЕРАТУРЫ

Главная черта, отличающая побег от корня, – его облиственность и наличие узлов. Узлом принято называть участок стебля на уровне отхождения листа или мутовки листьев. Участки стебля между соседними узлами называют междоузлиями. [1]. Угол, образованный листом и находящимся над ним стеблем, называется пазухой листа. [2].

Побег как единый орган обладает метамерностью, то есть в нем хорошо выражены элементы – метамеры, повторяющиеся вдоль его продольной оси. Каждый метамер состоит из узла с отходящими от него листом или листьями, пазушной почки и лежащего ниже междоузлия. [5].

Первый побег растения – его главный побег, или побег первого порядка. Он образуется из зародышевого побега, представленного гипокотилем (подсемядольным коленом), семядолями, отходящими от семядольного узла, и почечкой, из которой в дальнейшем формируются все последующие метамеры главного побега.

Кроме верхушечной, на побеге образуются боковые почки. У семенных растений они, как правило, находятся непосредственно над узлами, в пазухах листьев, называемых кроющими по отношению к этим пазушным почкам. Каждый метамер типичного побега состоит из узла с листом, пазушной почкой и нижележащего междоузлия. На меристематическом апексе побега прежде всего вычленяются узлы в виде серии дисков (образовательных колец), соответствующих уровням заложившихся листовых зачатков, а междоузлия разрастаются впоследствии путем вставочного роста.

Из боковых пазушных почек формируются боковые побеги и происходит ветвление, за счет которого увеличивается общая площадь соприкосновения растения с воздушной средой. Формируется система побегов, представленная главным побегом (побегом первого порядка) и боковыми (побегами второго порядка), а при повторении ветвления – и боковыми побегами третьего, четвертого и последующих порядков [1, 2].

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование Coleus blumei buth проводили по общепризнанным методам [3, 4, 6], а также использовали методику, позволяющую фиксировать дислокацию всех элементов морфологии. Благодаря этому оказалось возможным осуществить сопоставительный анализ динамики морфологической конструкции в зависимости от расположения вегетативного или генеративного органа на растении и учитывать связанные с этим свойства. Это позволяет также проводить компьютерную обработку полученных результатов, облегчает построение математической модели морфологии вида. Методика разработана в лаборатории экспериментальной ботаники Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого.

Для этого при регистрации биометрических показателей оформляется специальная таблица, особенностью которой является наличие двух частей – дислокационной и информационной. Особенностью способа регистрации расположения элемента морфологии является привязка к системе координат, представленной стеблями растения. При этом учитываются всего лишь два показателя – номер стебля в системе побегов и номер узла на данном стебле. Причем номер стебля определяется визуально по разветвлениям побега. Номер стебля может не совпадать с осью порядка побега. Так, например, при симподиальном ветвлении стебель, визуально представляющий собой единое образование, может состоять из нескольких частей, представляющих собой различные оси порядка.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Как показывают данные таблицы 1 побег Coleus blumei buth имеет супротивное расположение листьев. Эта информация указана в колонке “Левый (л) правый (п) лист”. Супротивные листья расположены в узле с одним и тем же номером.

Можно отметить, что колебания параметров у супротивных листьев достигали значительной величины. Так разница в длине черешка у супротивных листьев в узле с шифром 1-5-1 была всего лишь 2 мм, в узле с шифром 1-8-1 составила 10 мм, в узле с шифром 1-9-3 – 15 мм, а в узле с шифром 2-11-2 достигла 20 мм.

Таблица 1. Морфология побега Coleus blumei buth.

Номер узла на стебле номер			Длина междо-узлей, мм	Диаметр стебля, мм	Левый (л) правый (п) лист	Морфология листа
1	2	3				Длина черешка (мм)	Диаметр черешка (мм)	Длина листовой пластинки (мм)	Ширина листовой пластинки (мм)	Площадь листа (см.кв.)
1			33	12
1	1		47	7
1	2		76	7
1	3		93	7
1	4		98	7
1	5		96	6
1	5	1	16	3	л	6	2	37	27	6,7
1	5	1			п	6	2	39	27	7,0
1	5	2	21	3	л	8	2,5	66	47	20,7
1	5	2			п	5	2	45	34	10,2
1	5	3	14	2	л	5	2	51	39	13,2
1	5	3			п	5	2	60	47	18,8
1	5	4	4	1,5	л	2	1	22	10	1,5
1	5	4			п	1	1	13	5	0,4
1	8	1	55	5	л	50	4	145	80	77,3
1	8	1			п	60	4	150	100	99,9
1	9	3	40	7	л	45	3	155	105	108,4
1	9	3			п	60	4	150	100	99,9
20	3		11	1,5	л	3	1,5	38	25	6,3
20	3				п	5	1,5	52	36	12,5

Колебания размеров длины листовой пластинки у супротивных листьев достигали 26 мм, ширины – 20 мм. Разница в площади листовой пластинки у супротивных листьев колебалась в пределах от 0,1 до 22,6 см² и только в одном случае площадь листовой пластинки у супротивных листьев совпала.

На размеры листовой пластинки оказало влияние место расположения листа на стебле. Так, например, у стеблей № 3 с увеличением номера узла (считая от основания побега) сначала происходило возрастание длины и ширины листовой пластинки, диаметра черешка листа, затем отмечено некоторое уменьшение этих показателей (табл. 3).

Таблица 3. Параметры морфологии листа у стеблей номер три в зависимости от расположения на стебле (в среднем).

Номер узла	Длина черешка, мм	Диаметр черешка, мм	Длина листовой пластинки, мм	Ширина листовой пластинки, мм
1	11,8	1,8	48,7	28,7
2	11,2	2,3	53,8	34,5
3	18,5	2,3	81,5	54,8
4	3,5	1,5	36,0	25,0

Длина междоузлия колебалась в пределах от 1,0 до 98,0 мм, диаметр стебля в пределах 0,5 – 12,0 мм.

С увеличением номера узла на стебле номер один наблюдалось постепенное уменьшение диаметра стебля с 12.0 мм до 4.0 мм. Относительно длины междоузлия можно сказать об отсутствии устойчивой взаимосвязи между местом дислокации и длиной междоузлия. Так, например, колебания длины междоузлия на первом стебле находились в пределах от 25,0 до 55,0 мм, однако изменения имели волнообразный характер без видимой закономерности.

С увеличением длины листовой пластинки возрастала и ее ширина, однако коэффициент отношения длины листовой пластинки к ее ширине оставался достаточно стабильным (рис. 1 “в файле kolmorarh.xls”). Вследствие этого форма листа практически не изменялась.

Установлена устойчивая тенденция снижения коэффициента отношения диаметра черешка к его длине (с 1,0 до 0,1) при увеличении размеров черешка листа (рис. 2 “в файле koltcher.xls”). Можно отметить, что в общей тенденции имелись отклонения, причем с увеличением длины черешка амплитуда колебаний коэффициента уменьшалась.

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Параметры элементов морфологии Coleus blumei buth можно разделить на две группы:

а) характеристика которых зависит от места расположения элемента морфологии на растении;

б) место расположения элемента морфологии на растении не оказывает влияния на характеристику параметра;

2. Парные элементы морфологии (например, супротивно расположенные листья) в преобладающем большинстве случаев имеют различия в строении и пропорциях между составляющими их компонентами.

3. Строение и архитектоника некоторых элементов морфологии подчинены строгой закономерности. Так, например, установлена устойчивая тенденция снижения коэффициента отношения диаметра черешка к его длине при увеличении размеров черешка листа.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Васильев А. Е., Воронин Н. С., Еленевский А. Г. и др. Ботаника. Анатомия и морфология растений. – М.: Просвещение, 1978. – 480 с.

2.Исаин В. Н. Основы ботаники. – М.: Издательство сельскохозяйственной литературы, 1962. – 173 с.

3. Клейн Р.М., Клейн Д.Т. Методы исследования растений. Москва, “Колос”, 1974.

4. Лакин Г.Ф. Биометрия. Москва, “Высшая школа”, 1990.

5. Петров В. В., Абрамова Л. И., Баландин С. А., Березина Н. А. Общая ботаника с основами геоботаники. – М.: Высшая школа, 1994. – 271 с.

6. Гельмут Янтра. Цветы в нашем доме. Москва, “Интербук бизнес”, 1998.