Өсімдік эволюциясындағы сабақтың құрылысының өзгерісі. Өсімдіктің негізгі топтары.
Сабақ – өсімдіктің жер асты мүшелері мен жер үсті мүшелерін жалғастырып тұратын орталық тірек. Қызметі: 1) сабаққа – бүршік, жапырақ, гүл, жеміс бекінеді; 2) қоректік заттар сабақ арқылы қозғалады; 3) органикалық заттар қорға жиналады; 4) көбеюге қатысады.Өсімдік сабақтары шөптекті, ағаштекті немесе сүректі болып бөлінеді.
20 ғасырдың ортасына дейін өсімдіктерді төмен сатыдағы (бактериялар, балдырлар, кілегейлілер, саңырауқұлақтар, қыналар) және жоғары сатыдағы өсімдіктер (ринийлер, мүктәрізділер, псилофиттер, плаунтәрізділер, қырықбуындар, қырыққұлақтәрізділер, ашықтұқымдылар және гүлді өсімдіктер не жабықтұқымдылар) деп бөлді.
Сабақтың түрлері өсу бағытына байланысты тік, жатаған, шырмалғыш, өрмелегіш, жабысқақ, қысқарған сабақ деп бөлінеді (1-сурет).
Тік сабақ Шырмалғыш сабақ Өрмелегіш сабақ Қысқарған сабақ
Жатаған (желі) сабақтар Жатаған (мұртша) сабақтар
1-сурет. Сабақтың түрлері.
Тік сабақты өсімдіктерге жүгері, бидай, терек, емен, қайың және т.б. жатады.
Жатаған сабақтар (желі сабақ) өте әлсіз, жұмсақ. Жер бауырлап жатады. Мұртшалары арқылы ұзарып өседі. Мұртша да желі сабақ тобына жатады. Мұртшаның желі сабаққа қарағанда буынаралықтары ұзын және топыраққа жанасқан жерінен қосалқы тамыр шығады (құлпынай). Желі сабақтың буынаралықтары қысқа. Топыраққа жанасқан жерінен тамыр шықпайды (асқабақ, қияр, қауын, қарбыз).
Шырмалғыш сабақтар нәзік болғандықтан айналасындағы өсімдіктерге шырмалып өседі (шырмауық, құлмақ), мұртшалары болмайды.
Өрмелегіш және жабысқақ сабақтар. Өрмелегіш сабақтар – мұртшасы арқылы басқа өсімдікке жабысып, өрмелеп өседі (асбұршақ, жабайы бұршақ, жүзім және т. б.). Бұлардың сабақтары сүйенетін өсімдікке тығыз жанаспайды. Жабысқақ сабақты өсімдіктер ілмешегі, емізікше өсінділері, жабысқақ түктері арқылы сүйенетін өсімдігіне тығыз жанасады. Сүйенетін өсімдіктен ажырату қиын. Мысалы, плющ, жабысқақ қызылбояу (подмаренник цепкий) және т.б. жатады. Сабақтары жеңіл әрі жіңішке, ұзын болғандықтан шырмалғыш, өрмелегіш сабақты, өсімдіктерді лианалар дейді.
Қысқарған сабақты өсімдіктердің сабағы өте қысқа. Мысалы, (бақбақ, жолжелкен, пияз, ақ қауданды қырыққабат және т. б.).
Сабақтың ішкі құрылысы
2-сурет. Сабақтың ішкі құрылысы.
1. Сыртқы қабық.
2. Тоз.
3. Камбий.
4. Сүрек.
5. Өзек.
а) Бір жылдық ағаш;
ә) Екі жылдық ағаш;
б) Үш жылдық ағаш.
Сабақтың ішкі құрылысын ағаш діңінің көлденең кесіндісінен көреміз. Ішкі құрылысы 4 қабаттан тұрады: қабық, камбий, сүрек, өзек (2-сурет).
1. Қабық – сабақтың ең сыртқы қабаты. Қабық – өң, тоз, тін қабатынан тұрады. Өң – түссіз (мөлдір), жас сабақтардың сыртын қаптайды. Үлкен ағаштардағы өң түлеп түсіп, орнын тоз алмастырады. Тоз қалың болса да ішкі жасушалардың тыныс алуына оттегін өткізеді. Тозда тыныс алуға қатысатын пішіні төмпешікке ұқсаған жасушаларды жасымықша дейді. Жасымықшалар өркендердің сыртынан бұртиып айқын білінеді. Тоздың ішкі жағында қабыққа беріктік (мықтылық) қасиет беретін тін қабаты орналасқан. Кендір, зығыр, мақта өсімдіктерінде қабықтың тін талшықтары жақсы дамыған. Тін талшықтарынан өндірісте түрлі маталар, бұйымдар тоқылады. Қабық өсімдікті сыртқы ортаның қолайсыз жағдайларынан қорғайды.
2. Камбий – қабықтан кейінгі орналасатын қабат. Жас бұтақтың қабығын сылып тастаса камбий жасушаларының қабықшасы жыртылады (бұзылады). Қабықшасы жыртылған жасуша ішіндегі цитоплазма мен шырыны ағып кетеді. Сылынған жерді саусақпен сипаса, шырышты дымқыл байқалады. Камбий ағаштардың бір жылдық өркенінде (2-суретте, а) қабықтан кейінгі сары түсті қабат) пайда болады. Камбий жасушалары ұшы сүйірленген ұзынша пішінді. Бірнеше қабат жасушалардан түзіліп, камбий аймағын құрайды. Барлық жасушалары бөлінуге қабілетті. Камбий жасушалары қыста бөлінбейді. Көктем шығысымен қарқынды бөліне бастайды. Камбий жасушаларының бөлінуінен ағаштар жыл сайын жуандай береді. Камбийден жылдық қабаттар (шеңберлер) түзіледі. Шеңбер саны арқылы ағаштардың жасын ажыратуға болады.
3. Сүрек – сабақтың едәуір бөлігін алып жататын камбийден кейін орналасатын қабат. Жасушаларының пішіндері мен мөлшері біркелкі емес. Ұзын, жіңішке жасушалары қосылып, түтікше құрайды. Түтікшенің айналасын беріктік қасиет беретін қалың қабықшалы сүрек талшықтары қоршайды. Камбий жасушалары дамылсыз бөлінетіндіктен, ағаш діңі жуандап өседі.
4. Өзек – сабақтың орталық бөлімі. Жас өркенде жасушалары тірі болғандықтан, органикалық заттар қорға жиналады. Өзек жасушалары өзек сәулелерін құрайды. Өзек сәулелерінің жасушалары сабақтың барлық бөлімдерін бір-бірімен байланыстырады. Қоректік заттар өзек сәулелері арқылы сабақтың басқа қабаттарына жеткізіледі. Өзек сәулелері де камбийден түзіледі.
Cабақ ұшында төбе меристемасы болуына байланысты үнемі ұшынан өсіп отыратын өсімдіктің вегетативті мүшесі. Қызметі: сабақ арқылы жапырақта фотосинтез процесі нәтижесінде пайда болған органикалық зат тамырға, ал тамыр арқылы қабылданған минералды заттарды жапыраққа қарай жылжытады. Өсімдіктерді кеңістікте ұстап тұру, жапыраққа бағыттау қызметін атқарады. Сабақта фотосинтез жүреді және вегетативті көбею мүшесі болып табылады.
Сабақтың көлденең кесіндісі көп жағдайда цилиндр тәрізді болып келеді, бірақ шөптесін өсімдіктерде сабақ үш қырлы (қияқта), төрт қырлы (ерін гүлділер,) қанатшалы (орман чинасы), жалпақ (шылаң-рдест) болып келеді.
Тіршілік формасы немесе биоморфа (грекше «биос»-өмір, «морфе»-форма) деп, өсімдіктердің онтогенезінде белгілі бір экологиялық жағдайда пайда болатын және негізгі бейімделу белгілері жиынтығын көрсететін өздік сыртқы бейнесін (габитус) айтады.
Тіршілік формалары туралы ғылымның одан ары дамуы А.Н.Краснов, А.Б.Келлер, И.С.Серебряковтың есімімен тығыз байланысты. Белгілі ботаник-эколог А.Б.Келлер(1993) айтуы бойынша, «тіршілік формасы деп өсімдіктердің дене құрылымымен, оның белгілі бір класқа,тұқымдасқа және туысқа жатуымен тығыз байланысты экологиялық бейімделу жүйесін керек». В.Алехин (1944) «тіршілік формасы өсімдіктің сыртқы көрінісінде бейнеленген,оның жергілікті тіршілік жағдайына ұзақ уақыт бейімделудің нәтижесі» деп анықтады.
И.Джефридің,кейінірек Э.Синнота мен И.Бейлидің микроскопиялық салыстырмалы морфологиялық зерттеулері сүректілердің шөптесін өсімдіктерден біршама көне екендігін дәлелдеді. Сол сияқты тіршлік формаларының құрамы климаттық жағдайларының көрсеткіші де бола алады.
К.Раункиер жоғарыдағы көрсеткіштерді қамти отырып, тіршілік формаларының ірі бес тобын ажыратады, олар: фанерофиттер, хамефиттер, гемикриптофиттер, криптофиттер және терофиттер.
1. Фанерофиттер (грекше «фанерос») — бұған ағаштар, бұталар, сүректі лиандар, эпифиттер жатады. Фанерофиттердің жандандыру бүршіктері топырақ бетінен 25 см-ден жоғары орналасады, олар қыстайды немесе құрғақшылық мезгілді басынан өткізе алады. Осыған байланысты бүршіктері бүршік қабығымен жабылады. Бұлай етпейтін фанерофиттер де бар. Олар — ылғалды тропикалық орман өсімдіктері. Өсімдіктер бойының биіктігіне қарай Раункиер бұл топты мегафанерофиттер, мезофанерофиттер, микрофанерофиттер және нанофанерофиттер деп бөледі (грекше «мега» — үлкен, ірі, »мезос» — орташа, »микрос» — кішкентай, нанос — ергежейлі).
К.Раункиер фанрофиттерге эпифиттерді және суккуленттерді жатқызады. Эпифиттер — ылғалды тропикалық орманға тән, бүршіктері ашық, бүршік қабыршақтарымен қапталмайтын өсімдіктердің ереше тіршілік формасы.
2. Хамефиттер — бүршіктері топырақ деңгейінен шамалы ғана жоғары орналасады. Бұларға бұташықтар, жартылай бұталар, жартылай бұташықтар, көптеген төселмелі өсімдіктер, жастықша өсімдіктер жатады. Суық және қоңыржай климатта бұл тіршілік формаларының бүршіктері қар астында қыстап шығады.
3. Гемикриптофиттер (грекше «геми»-жартылай, «крипто»-жабамын) — көпжылдық шөптесін өсімдіктер. Олардың бүршіктері топырақ деңгейінде немесе онымен шамалы ғана жабылып орналасады. Қыстап шығатын бүршіктерді өсімдіктердің қалдықтары жауып, қосымша қорғайды.
4. Криптофиттер (грекше «гео»-жер) — жандану бүршіктерінің орналасуына қарай геофиттер және гидрофиттер деп бөлінеді. Геофиттердің бүршіктері топырақта бір сантиметрден бірнеше сантиметрге дейінгі тереңдікте орналасады. Бұған тамыр сабақты, түйнекті, жуашықты өсімдіктер жатады. Гидрофиттердің вегатативтік өркені суға батып тұрады, сонддықтан бүршіктері су астында қыстайды.
5. Терофиттер(грекше «терос»-жаз) — біржылдық өсімдіктер. Бұлардың тіршілігі бір вегатациялық кезеңдерде аяқталады. Жылдың қолайсыз мерзімін тұқым түрінде ғана басынан өткізеді.
2. Өсімдіктердің ылғалға байланысты экологиялық топтары
Ылғалға байланысты өсімдіктердің мынадай негізгі топтарын ажыратады:
1. Ксерофиттер (грекше «ксерос» — құрғақ, «фитон» — өсімдік) — топырақтағы және ауадағы ылғалдың тұрақты немесе уақытша жетіспеуіне бейімделген өсімдіктер.
2. Мезофиттер («мезос» — орташа) — орташа ылғалдық жағдайында тіршілік ететін өсімдіктер.
3. Гигрофиттер (грекше «гигра» — ылғал) — көбінесе атмосфералық ылғал мол жерлерде тірішілік ететін өсімдіктер.
4. Гидрофиттер (грекше «гидро» — су — суда өсуге бейімделген өсімдіктер. Гидрофиттер суда жартылай батып тұрады, сондықтан денесінің жартысы су астында,жоғарғы бөлігі су бетінде қалқып өседі.
5. Толығынан суға батып тіршілік ететін өсімдіктерді гидатофиттер («гидатос»-су) деп айтады.
Гидатофиттер — су өсімдіктері. Бұларға балдырлар, сужапырақ, валлиснерия, көптеген шыландар,егеушөп, мүйізжапырақ, тұңғиық, сары тұңғиық, наяда, дүңгіршек,т.б. өсімдіктер жатады. Бұлардың бірсыпырасы су түбіне бекініп, біразы су қабаттарында бос жүреді.
Гидатофиттердің тіршілік ортасына байланысты құрылымында өзіндік ерекшеліктері бар. Жапырақтары жұқа. Мысалы, сужапырақ жасушалардың екі қабатынан ғана тұрады. Су асты жапырақтары көбінесе жіп тәрізді бөлшектеніп кеткен. Дене беткейлері көлемді. Бұл ауа алмасуды жеңілдетеді, суда еріген оттегі өте аз. Су өсімдіктеріне жарық жетіспейді, өйткені жарық сәулелерінің бір бөлігі ғана сіңеді де. біразы су бетінен шағылысып, сіңе алмайды. Сондықтан оларға көлеңке сүйгіш өсімдіктердің ерекшеліктері тән.
Гидрофиттер — әдетте су қоймаларының жағалауында өседі. Су қоймаларының түбіне көптеген қосалқы тамырлары немесе жапырақты өркендері шығып тұрады. Гидрофиттердің барлық мүшелерінде су қоймасы түбіндегі және суға батып тұрған бөліктерін оттегімен қамтамасыз ететін жасушааралық қуыстары жақсы жетілген. Көптеген гидрофиттерде пішіні және құрылымы дамып жетілген орта жағдайына байланысты әртүрлі жапырақтар пайда болған. Мысалы, жебежапырақты алар болсақ, оның су бетінен жоғары көтеріліп тұрған жапырағының сабағы мықты, жапырақ тақтасы тығыз, пішіні жебе тәрізді, мезофилінде бағаналы ұлпа жақсы жетілген, жапырақ сабағында,сол сияқты тақтасында да жасушааралық қуыстары бар.
Гигрофиттер — ылғалды ормандар мен өзен аңғарларының батпақты шалғындардың өсімдіктері. Өсіп тұрған ортасында ауа ылғалы жоғары болғандықтан, бұларда судың булануы баяу жүреді немесе буланбайды, мұның нәтижесінде жоғары ағыс жолымен минералдық заттардың қозғалуы баяулайды. Гидрофиттерге көптеген шаяноттар, көкбұталар, кейбір бегониялар жатады. Қоңыржай аймақтың гидрофиттеріне баймана, шытырлақ, батпақ қызылбояуы, кейбір қырықбуындар жатады. Мәдени өсімдіктерден күрішті атауға болады.
Мезофиттер — орташа ылғалды орташа тіршілік ететін өсімдіктер. Бұған қоңыржай аймақтың жапырағын түсіретін ағаштар мен бұталары: шалғын және орман шөптесін өсімдіктердің басым көпшілігі, егістік дақылдардан — қатты және жұмсақ бидайдың басым көпшілігі, жүгері, сұлы, асбұршақ, қытайбұршақ, қантқызылшасы, кенепшөп, бадам, жүзім, жемістік дақылдарының көпшілігі, сәбіз, қызанақ, керем, т.б.жатады.
Ксерофиттер — ылғал тұрақты немесе уақтылы жетіспейтін ортада өсетін өсімдіктер. Олар су теңдестігін әр түрлі бейімделу арқылы реттейді. Морфологиялық құрылысы жағынан ксерофиттер алуан түрлі. Бұған әр түрлі тіршілік формалары жатады, олардың бірсыпырасы алдыңғы тарауларда берілген. Мысалы, сабақтары мен жапырақтарында су қорын сақтайтын сабақты-жапырақты суккуленттер сол сияқты жапырақтардың әр түрлі дәрежеде редукциялануы.
Ксерофиттердің устьицесі крипта (латынша Crypta-төле) деп аталатын тереңдікте, шұңқырда орналасады және олардың қабырғаларының кескін үйлесімі күрделі болып келеді. Мысалы, алоэда жасуша қабықшасы жасушаларының өскіндері бір-біріне жақындайды, сөйтіп су буының ауаға шығуына кедергі жасайды.
Олеандрада әрбір үлкен төледе бірнеше устьице орналасады да, ал төленің қуысы жұмсақ тығын сияқты жиі орналасқан түктермен толып тұрады.
Ксерофиттердің екі тобын ажыратады: склефориттер (грекше «склерос»-қатты) және суккуленттер (латынша «суккулентус»-шырынды).
Склерофиттер — құрғақ, қатты келеді, олар су мол болатын мезгілде де бойына су қорын жинамайтын, денесіндегі ылғалды 25 ға дейін жоғарылатудан зиян шекпейтін ксероморфты құрылымды өсімдіктер. Склерофиттерге жүзгін, сексеуіл және тағы сол сияқты шөл, шөлейтті, құрғақ дала өсімдіктері жатады.
3. Өсімдіктердің субстратқа байланысты кейбір экологиялық топтары
Өсімдіктердің топырақтағы қоректік заттарды қабылдау қабілеті әр түрлі. осыған байланысты өсімдіктерді шартты түрде эвтрофты, мезотрофты және олиготрофты үшке бөледі.
Эвтрофты өсімдіктердің топырақ құнарлылығына талабы өте жоғары (дала,орманды дала, жалпақ жапырақты орман өсімдіктері).
Олиготрофты (грекше «олигос» — аз, «троф» — қорек) өсімдіктер қоректік затқа кедей топырақта өсе алады. Бұған құрғақ аңғарлы шалғын (аққылтан), құмайт топырақ (қарағай), шымтезекті батпақ (шықшөп, мүкжидек, ұлпабас, шымтезек мүктері) жатады.
Б.А Келлер галофиттердің мынадай типтерін ажыратады:
1. Бұзаубас сортаң типі. Жапырақтары қатты өзгерген, шырынды, сабағы бунақталған өсімдіктер.
2. Шведка (Snaeda maritima). Жапырақтары өзгермеген, шырынды етженді өсімдіктер.
3. Көкпек типі. Жапырақтарының беткейінде көпіршік тәрізді түктерге ұқсас су сақтамайтын ұлпалары болады.
4. Етженді және сортаңдар типі. Өсімдіктердің сабақтарында, жапырақтарында тұзды ерітінділер бөлініп тұратын бездері болады, осылар арқылы өсімдік өз денесіндегі артық тұздан арылады.
4. Өсімдіктердің жарыққа байланысты экологиялық топтары
Жарықтың жасыл өсімдіктер үшін физиологиялық мәні зор,олар жарық жеткілікті болған жағдайда ғана қалыпты өсіп дами алады. Жарық өсімдіктердің сыртқы көрінісіне, анатомиялық құрылысына әсер етеді. Жарық жеткіліксіз жерде өскен өсімдіктердің реңі солғын жасыл, буынаралықтары ұзарған жапырақтары майда. Табиғатта белгілі дәрежеде этилонданған өсімдіктер орманның төменгі белдеуінде, шалғында кездеседі.
Жарықтың өсімдіктердің сыртқы пішіні ғана емес, ішкі құрылымына да, әсіресе бәрі бірдей дәрежеде қажет етпейдді. Соған байланысты өсімдіктерді 3 топқа бөледі:
1) жарық сүйгіш өсімдіктер-гелиофиттер (грекще «гелиос»-күн). Бұлар жарық мол жерде ғана өседі. Бұған тундра,шөл дала және ормансыз тау шыңдарының өсімдіктерін жатқызуға болады. Қарағай, балқарағай, шаған, емен, тал жарық сүйгіш өсімдіктерге жатады.
2) Көлеңкеге төзімді өсімдіктер жарық мол жерде тіршілік ете алады және көлеңкеге де төзімді болады. Бұған шалғынның көптеген өсімдіктері, шырша, самырсын, жөке ағашы, үйіңкі, көптеген папоротниктер мен мүктер жатады.
3) Көлеңке сүйгіш өсімдіктер — сциофиттер (грекше «циа»-көлеңке). Бұлар көлеңкелі жерлерде ғана тіршілік ете алады. Бұған Еуропа құсықшөбі, саумалдық және көптегенн орман өсімдіктері жатады.
Жарықтың құндылығы,сол сияқты жарықтың ұзақтығы экватордан полюске қарай,ендіктерге сәйкес жыл бойы өзгеріп отырады. Экваторда күн мен түн тең. Ал қалған аймақтарда экватордан солтүстікке және оңтүстікке қарай күн мен түн жылына екі рет – көктемгі және күзгі күн мен түннің теңесуі күндері ғана тең болады.
IV. Жаңа тақырып бекіту.
1 тапсырма. Сәйкестендіру тесті.
А)
1. Ксерофиттер А) орташа ылғалдылық жағдайында тіршілік ететін өсімдіктер
2. Гигрофиттер Ә) топырақтағы және ауадағы ылғалдың тұрақты немесе уақытша жетіспеуіне бейімделген өсімдіктер
3. Мезофиттер Б) көбінесе атмосфералық ылғал мол жерлерде тіршілік ететін өсімдіктер
4. Гидрофиттер В)толығымен суға батып, тіршілік ететін өсімдіктер
5. Гидатофиттер Г)суға өсуге бейімделген өсімдіктер