stringtranslate.com

Шипы, колючки и шипы

Колючки на ветке ежевики

В морфологии растений шипы , колючки и шипы , а также в целом шиповатые структуры (иногда называемые шиповатыми зубцами или шиповатыми апикальными отростками ) представляют собой твердые, жесткие продолжения или модификации листьев , корней , стеблей или почек с острыми, жесткими концами и , как правило, выполняют одну и ту же функцию: физическую защиту растений от травоядных .

Описание

В обычном языке эти термины используются более или менее взаимозаменяемо, но в ботанических терминах шипы происходят от побегов (поэтому они могут быть или не быть разветвленными, иметь или не иметь листья, и они могут или не иметь их, возникать или не возникать из почки), [1] [2] [3] [4] колючки происходят от листьев (либо всего листа, либо какой-то его части, которая имеет сосудистые пучки внутри, например, черешок или прилистник ), [1] [2] [3] [4] а колючки происходят от эпидермиса (поэтому их можно найти в любом месте растения и они не имеют сосудистых пучков внутри [4] ). [1] [2] [3]

Края листьев также могут иметь зубцы, и если эти зубцы острые, то они называются шиповидными зубцами на шиповатом крае листа [1] [2] (некоторые авторы считают их разновидностью шипа [2] ). На верхушке листа, если есть апикальный отросток (обычно расширение средней жилки), и если он особенно острый, жесткий и похожий на шип, его можно назвать шиповатым или острым апикальным отростком [1] (опять же, некоторые авторы называют их разновидностью шипа [2] ). Когда эпидермис листа покрыт очень длинными, жесткими трихомами ( в этом случае их правильнее называть щетинками ; [1] для некоторых авторов разновидностью колючки [2] ), его можно назвать хиспидовым одеянием ; [1] [2] [3] если трихомы являются жалящими трихомами, его можно назвать жгучим одеянием . [1]

Также можно обнаружить шипы или шиповатые структуры, происходящие от корней. [5]

Функция

Преобладающая функция шипов, колючек и шипов — механическое отпугивание травоядных . По этой причине их классифицируют как физическую или механическую защиту, в отличие от химической защиты.

Не все функции шипов или глохидий ограничиваются защитой от физических атак травоядных и других животных. В некоторых случаях было показано, что шипы затеняют или изолируют растения, которые их выращивают, тем самым защищая их от экстремальных температур. Например, шипы кактуса сагуаро затеняют апикальную меристему летом, а у представителей Opuntioideae глохидии изолируют апикальную меристему зимой.

Агравал и др. (2000) обнаружили, что шипы, по-видимому, не оказывают существенного влияния на специализированных опылителей, от которых зависят многие растения для размножения. [6]

Определения и технические различия

Заостренные или шиповатые отростки можно в целом разделить по наличию сосудистой ткани: шипы и колючки происходят из побегов и листьев соответственно и имеют внутри сосудистые пучки, тогда как колючки (например, колючки розы ) не имеют внутри сосудистых пучков, поэтому их можно удалить легче и чище, чем шипы и колючки.

Шипы — это видоизмененные стебли , которые вырастают из почек.
Ареолы кактуса; побеги (желтые), колючки (зеленые) и глохидии (также колючки, зеленые и маленькие)
(A) Шип или колючка
(B) Колючка
Шиповатый зубец на краю листа
Шиповатый апикальный отросток

Шипы

Шипы — это видоизмененные ветви или стебли . Они могут быть простыми или разветвленными.

Шипы

Колючки — это видоизмененные листья , прилистники или части листьев, такие как расширения жилок листа. Некоторые авторы предпочитают не отличать колючки от шипов, поскольку, как и шипы, и в отличие от колючек, они обычно содержат сосудистую ткань . [7]

Колючки по-разному описываются как черешковые колючки (как у Fouquieria ), листовые колючки (как у Phoenix ) или прилистниковые колючки (как у Euphorbia ), все из которых являются примерами колючек, развивающихся из части листа, содержащей черешок, среднюю жилку или вторичную жилку. [1] Растения семейства кактусовых особенно хорошо известны своим плотным покрытием колючек. Некоторые кактусы также имеют глохидии (или глохидии , в единственном числе глохидий) — особый вид колючек различного происхождения, которые меньше и листопадные с многочисленными ретрозными колючками по всей длине (как в ареолах Opuntia ). [1]

Колючки

Колючки сравнимы с волосами, но могут быть довольно грубыми (например, колючки розы). Они являются продолжением коры и эпидермиса . [ 8] [9] Технически говоря, многие растения, которые обычно считаются имеющими шипы или колючки, на самом деле имеют колючки. Розы , например, имеют колючки. [7] Хотя известно, что положение шипов и шипов контролируется филлотаксисом , расположение колючек, по-видимому, действительно случайно. Если нет, то филлотаксисом, настолько загадочным, что создается впечатление случайности. [ необходима цитата ]

Исследование, опубликованное для рецензирования в журнале Science, пришло к выводу, что растения с этими типами колючек были идентифицированы как имеющие общее семейство генов. [10]

Другие структуры

Другие похожие структуры — шипы, шипы апикальных отростков и трихомы. Трихомы , в частности, отличаются от шипов, колючек и колючек тем, что они представляют собой гораздо меньшие (часто микроскопические) выросты эпидермальной ткани, и они менее жесткие и больше похожи на волосы по внешнему виду; они обычно состоят всего из нескольких клеток внешнего слоя эпидермиса, тогда как колючки могут включать корковую ткань. Трихомы часто являются эффективной защитой от мелких насекомых-травоядных; шипы, колючки и колючки обычно эффективны только против более крупных травоядных, таких как птицы и млекопитающие.

Термин «шиповатый» описывает растения, которые имеют острые структуры, отпугивающие травоядных. Он также может относиться к состоянию, когда они стремятся быть или стать колючими в некотором смысле или степени, как в: «... разделение африканских акаций на основе шиповатых прилистников против нешиповатых прилистников...» [11]

«Корневые шипы» на стволе вида Cryosophila .

Также есть колючки, происходящие от корней, как те, что на стволе «пальм с корневыми колючками» ( Cryosophila spp.). Корни ствола Cryosophila guagara растут вниз до длины 6–12 см, затем прекращают расти и трансформируются в колючку. [5] Анатомия корней короны у этого вида (корни среди оснований живых листьев) также меняется в течение жизни. [5] Сначала они растут вверх, а затем поворачивают вниз и, наконец, тоже становятся колючими. [5] Боковые корни на этих двух типах корней, а также на ходульных корнях у этого вида также становятся колючими. [5] Некоторые авторы полагают, что некоторые из этих коротких колючих боковых отростков выполняют вентиляционную функцию, поэтому они являются «пневморизами». [5] Короткие колючие боковые отростки, которые могут выполнять вентиляционную функцию, также можно найти на корнях Iriartea exorrhiza . [5]

Также есть шипы, которые выполняют функцию пневморизы на пальме Euterpe oleracea . [5] У Cryosophila nana (ранее Acanthorhiza aculeata ) есть колючие корни; некоторые авторы предпочитают называть их «корневыми шипами», если длина корня меньше 10 раз толщины, и «корнями-шипами», если длина больше 10 раз толщины. [5] Придаточные колючие корни также были описаны на стволах двудольных деревьев из тропической Африки (например, Euphorbiaceae, как у Macaranga barteri , Bridelia micrantha и B. pubescens ; Ixonanthaceae, Sterculiaceae), а также могут быть обнаружены защищающими органы перенашивания, такие как клубни и клубнелуковицы (например, Dioscorea prehensilis -Dioscoreaceae- и Moraea spp. -Iridaceae- соответственно). [5] Короткие корневые шипы покрывают клубневое основание эпифитного муравьиного растения Myrmecodia tuberosa (Rubiaceae), они, вероятно, обеспечивают защиту муравьям, которые обитают в камерах внутри клубня, когда они бродят по поверхности растения. (Jackson 1986 [5] и ссылки там). Во многих отношениях схема образования шипов похожа на ту, которая происходит при развитии шипов из боковых побегов. (Jackson 1986 [5] и ссылки там).

Эволюция

Было высказано предположение, что колючие структуры могли изначально развиться как защитный механизм у растений, растущих в песчаной среде, которая не обеспечивала достаточных ресурсов для быстрой регенерации повреждений. [12] [13]

Морфологическая изменчивость

Шиповатые структуры встречаются в самых разных экологиях, и их морфология также сильно различается. Они встречаются как:

Некоторые шипы полые и действуют как мирмекодоматии ; другие (например, у Crataegus monogyna ) несут листья. Шипы многих видов разветвленные (например, у Crataegus crus-galli и Carissa macrocarpa ).

Человек использует

Растения с шипами, колючками или колючками часто используются в качестве защиты от взлома , стратегически высаживаясь под окнами или по всему периметру собственности. [17] Они также использовались для защиты урожая и скота от мародерствующих животных. Примерами служат живые изгороди из боярышника в Европе, агавы или окотильо в Америке и других странах, куда они были завезены, осейджский апельсин в прерийных штатах США и сансевиерия в Африке. [18] [ нужна страница ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghij Simpson, MG 2010. "Морфология растений". В: Систематика растений, 2-е издание . Elsevier Academic Press. Глава 9.
  2. ^ abcdefgh Джадд, Кэмпбелл, Келлог, Стивенс, Донохью. 2007. «Структурные и биохимические признаки». В: Систематика растений, филогенетический подход, третье издание . Глава 4.
  3. ^ abcd Тернер и др. 2005, Растения пустыни Сонора, экологический атлас. Издательство Университета Аризоны.
  4. ^ abc Ван Вик, Ван Вик. 2007. Как распознать деревья в Южной Африке. Струйк.
  5. ^ abcdefghijkl Джексон, МБ (2012-12-06). Формирование новых корней у растений и черенков. Springer Science & Business Media. ISBN 978-94-009-4358-2.
  6. ^ Агравал, Анураг А.; Руджерс, Дженнифер А.; Ботсфорд, Луис В.; Катлер, Дэвид; Горин, Джессика Б.; Ландквист, Кэролин Дж.; Спитцер, Брайан В.; Суонн, Алиса Л. (2000). «Преимущества и ограничения защиты растений от травоядных: шипы влияют на законных и незаконных посетителей цветков желтой звездчатки чертополоха, Centaurea solstitialis L. (Asteraceae)» . The Southwestern Naturalist . 45 (1): 1–5. doi :10.2307/3672545. ISSN  0038-4909. JSTOR  3672545.
  7. ^ ab Bell, AD 1997. Форма растения: иллюстрированное руководство по морфологии цветковых растений . Oxford University Press, Оксфорд, Великобритания предварительный просмотр в Google Books
  8. ^ Ван Вик, Браам (2007). Как распознать деревья в Южной Африке (иллюстрированное издание). Струйк. п. 184. ИСБН 9781770072404.
  9. ^ Зенгбуш, Питер (2003-07-31). "Поперечное сечение шипа розы". Архивировано из оригинала 2008-04-30 . Получено 2009-04-27 .
  10. ^ Саттерли, Джеймс В.; Алонсо, Дэвид; Грамазио, Пьетро; Дженике, Кэтрин М.; Он, Цзя; Арронес, Андреа; Вильянуэва, Глория; Пласас, Мариола; Рамакришнан, Шривидья; Бенуа, Матиас; Джентиле, Якопо; Хендельман, Анат; Шохат, Хагай; Фицджеральд, Блейн; Робитайл, Джина М. (2 августа 2024 г.). «Конвергентная эволюция колючек растений путем многократного коопционирования генов на протяжении длительного времени». Наука . 385 (6708). дои : 10.1126/science.ado1663. ISSN  0036-8075. ПМЦ 11305333 . 
  11. ^ Росс, Дж. Х. «Конспект видов африканской акации». Серия: Мемуары Ботанического обзора Южной Африки, № 44 Ботанический научно-исследовательский институт, Департамент сельскохозяйственных технических служб, Претория, 1979
  12. ^ Стив Брилл , Эвелин Дин, Определение и сбор съедобных и лекарственных растений (1994), стр. 17.
  13. Август Вейсман, Джон Артур Томсон, Маргарет Р. Томсон, Теория эволюции (1904), стр. 124.
  14. ^ Bihrmann.com
  15. ^ Дайер, Р. Аллен, «Роды южноафриканских цветковых растений», том 2. ISBN 0-621-02863-0 , 1976 
  16. ^ Андерсон, Эдвард Ф., Семейство кактусов, Издательство: Timber Press 2001 ISBN 978-0-88192-498-5 
  17. ^ Фелсон, Маркус (2006) Преступление и природа , стр. 288.
  18. ^ Хантер, JA (1993) Издательство "Охотник": Buccaneer Books, ISBN 978-1-56849-109-7 

Библиография

Внешние ссылки