A növények világa. Az eukarióta élőlények birodalmába 4 ország tartozik: egysejtű eukarióták, többsejtű gombák, többsejtű állatok, többsejtű növények.

Átírás

1 1

2 A növények világa Szerk.: Vizkievicz András Az eukarióta élőlények birodalmába 4 ország tartozik: egysejtű eukarióták, többsejtű gombák, többsejtű állatok, többsejtű növények. Az eukarióta sejtek belső szerveződésük alapján lehetnek növényi, állati, gomba sejtek. A különféle eukarióta sejtek alapjában véve egységes felépítésűek sejthártya, sejtplazma, sejtmag, sejtváz, belső hártyarendszer stb. - mégis az eltérő anyagcseréjük autotróf, heterotróf - miatt némi különbség megfigyelhető. A növényi sejtek az állati sejtektől eltérő legfontosabb jellemzői: a sejtet kívülről cellulóz sejtfal határolja, ezért a sejtek alakja hatszöges és állandó, a sejtplazmában az autotróf anyagcsere sejtszervecskéi, a főleg klorofillt tartalmazó zöld színtestek helyezkednek el, szintén a citoplazmában membránnal határolt sejtüregek, ún. vakuolumok találhatók, melyek feladata a sejtek belső terének kitöltése, a tápanyagok, valamint az anyagcseretermékek raktározása, valamint kiválasztása. A zárványok különféle anyagcsere-termékek raktározó helyei. Lehetnek: o keményítőszemcsék, o fehérjéket tartalmazó aleuronszemcsék, pl. a búza magjában, A növényi sejtek, ill. a növények nem csak felépítésükben, hanem anyagcseréjükben is jelentősen különböznek mind az állatoktól és a gombáktól, amennyiben autotróf, fotoszintézisre képesek, azaz saját szerves anyagaikat CO2-ból és vízből képesek előállítani. A mai modern rendszerek az autotróf fotoszintetizáló, azaz növényi életmódot folytató eukarióta élőlényeket 2 országba sorolják, az egysejtű szerveződésű moszatokat az egysejtű eukarióták közé, a többsejtű moszatokat, ill. a magasabb rendű növényeket a többsejtű eukarióta növények közé. A fenteknek megfelelően a növény kifejezést csak a többsejtű szervezetekre használhatjuk. 2

3 Moszatok algák A moszatok vagy algák, ősi, egyszerű felépítésű többnyire fototróf szervezetek. Rendszertanilag nem egységes csoport, az egysejtűek az egysejtű eukarióták országába, a többsejtűek a növények országába sorolandók. Ismert fajaik száma kb Szerveződés Lehetnek egysejtűek (járommoszat), többsejtűek, o sejttársulást (a sejtek között munkamegosztás nincs, pl. harmonika moszat), o telepet alkotnak. A telepek fonalasak (békanyál zöldmoszat), lemezesek (tengeri saláta), testszerűek, de testük sohasem tagolódik valódi gyökérre, szárra, ill. levélre, a legfejlettebbek testében sem találunk igazi szöveteket (csillárka moszat, barnamoszatok). Méret A legkisebbek (egysejtűek) mikrométeres nagyságrendűek, a legnagyobbak több 100 méteresek, s így a föld legnagyobb növényei (barnamoszatok). Életmód Többségük színanyagaik segítségével fototróf életmódot folytat, Előfordulás A környezeti tényezőkkel szemben tűrőképességük igen nagy, így csaknem mindenütt megtalálhatók: mindenféle vizekben, hőforrásokban, a sarkvidékek jegében, talajban, növényeken, barlangokban stb. 3

4 Sejtfelépítésük, színanyagaik, szaporodásmódjuk alapján 6 törzsbe sorolhatók. 1. Ostoros moszatok 2. Sárgásmoszatok 3. Barázdásmoszatok 4. Zöldmoszatok 6. Barnamoszatok 6. Vörösmoszatok Zöldmoszatok Ősi típusaikból alakultak ki a fejlettebb szárazföldi növények, a mohák és a harasztok közvetlen ősei. Színük zöld, melyet a bennük található karotin és xantofill mellett elsősorban különböző klorofilloktól kapják. Mindenféle szerveződésűek lehetnek lásd bevezető -, de a legfejlettebbek is csak teleptestes felépítésűek, amelyek megjelenése a magasabb rendű növények testére emlékeztet pl. a csillárkamoszat. Elsősorban édesvizekben kb. 30 méteres vízmélységig találhatók meg, tengerekben a fajok csak kb. 10 % fordul elő. Zöldmoszatok között található meg a legtöbb szárazföldi alga, köveken, fákon, talajon egyaránt előfordulnak. Több egysejtű moszat él szimbiózisban pl. gombákkal (zuzmók), vagy állatokkal (zöldhidra). A földtörténeti ókori zöldmoszatok jelentős mértékben részesek a kőszén, grafit, antracit, kőolaj létrehozásában. Barnamoszatok Színük barnás-zöld, barna. Színtestjeikben barna színű, a karotinnal rokon fukoxantint találunk, amely a többi színanyag színét elnyomva adja a jellegzetes barna színt. Egysejtű barnamoszat nincs. Soksejtű telepeik igen bonyolult felépítésűek. Mikroszkópikus, de már elágazó sejtfonalas formáktól a m-es gyökérszerű, szárszerű, levélszerű képződményeket viselő óriásokig, mindenféle megjelenésű alakkal találkozunk. A Sargasso tengerben élnek a Sargassum genus fajai, melyek Kolombusz vitorlásait két hétig fogságban tartották, mígnem egy vihar kiszabadította őket. A Sargasso tengert még ma is elkerülik a nagy tengerjáró hajók. 4

5 A legfejlettebbek belső felépítésükben sokban hasonlítanak a hajtásos növényekhez. Teleptestük a moszatok között a legfejlettebb, azonban a szövetes szerveződést nem érik el. A fajok zöme tengeri, alig néhány faj él édesvízben. Elsősorban a mérsékelt és a hideg tengerekben élnek. Gyakorlati vonatkozások Méretüknél fogva tengeri állatok búvóhelyéül szolgálnak. Belőlük készített algaliszt magas vitamin- és jódtartalma miatt fontos kiegészítő takarmány. Az előbb említett tulajdonságuk miatt Távol-Keleten a lakosság fogyasztja. Összefoglalva a moszatok jelentőségét Fotoszintézisükkel, o szerves-anyag termelésben jelentősek, a vízi tápláléklánc alapját képezik, o oxigénfejlesztésük révén a teljes termelt oxigén felét állítják elő. Indikátor-szervezetek, jelzik a vizek szennyeződését. Víztisztításban, a természetes vizek öntisztulásában szerepet játszanak. Emberi táplálékot, vitaminforrást, állati takarmányt jelentenek. Gyógyszeripar, kozmetikai ipar alapanyagai. Üledékképződésben jelentősek, kőszén, kőolaj alapanyagai. Mohák (törzse) A mohák már igazi szárazföldi növények, ugyanakkor szaporodásuk még vízhez kötött, vízforgalmukat leadás, felvétel - még nem tudják szabályozni, gyorsan kiszáradnak. Kb. 360 millió évvel ezelőtt jelentek meg, a tengerek árapály zónájában élő ősi zöldmoszatokból fejlődtek ki. Azonban fejlődésük megrekedt, a magasabb rendű növények felé semmiféle kapcsolatot nem mutatnak, az evolúció egyik zsákutcáját képviselik. (Ismert fajaik száma ) 5

6 A mohák fejlett teleptestes szerveződésűek. A mohatelep gyakran testszerű, tagoltsága a magasabb rendű növényekére emlékeztet, azonban valódi szöveteket nem tartalmazhatnak. A talajhoz gyökérszerű fonalak rögzítik (gyökerecske), a fotoszintetizáló leveleket (levelecske), szárszerű képlet (száracska) emeli a talajszint fölé. A vizet és az ásványi anyagokat egész testfelületükön keresztül veszik fel, mivel a növény felületén nem található kutikula, amely a magasabb rendű növények föld feletti részén meggátolja a növény és a környezete között a felületen keresztül lezajló vízforgalmat. A levélkék általában csupán egyetlen sejtrétegből állnak. Életmód, előfordulás, jelentőség Igen elterjedtek, a sarkvidékektől egészen a trópusokig mindenhol megtalálhatók. A mohák számos olyan élőhelyet benépesítettek ahol a vízellátás csupán rövid ideig kedvező, mivel a mohák levélkéit nem borítja kutikula, így a mohalevélke teljesen átjárható a víz és a benne oldott sók számára. E tulajdonság révén a növény a vizet a teljes testfelületén képes felvenni, mégpedig igen gyorsan. Ugyanakkor a növény vízmegtartó képessége kicsi változó vízállapotú növények. A mohák ezt úgy ellensúlyozzák, hogy szorosan, tömött párnácskákban nőnek. Légszáraz állapotban a mohák hetekig, sőt hónapokig, egyes fajok évekig megtartják életképességüket. Ebben az állapotban életfolyamataik rendkívül lelassulnak. Ha vízhez jutnak - a már említett okok miatt - életfolyamataik pillanatok alatt helyre állnak. A trópusokon igen fontos szerepet töltenek be azáltal, hogy a hirtelen lehulló nagy mennyiségű csapadékot megkötik, elraktározzák, és fokozatosan juttatják vissza a környezetbe. Így meggátolják a talajeróziót, élőhelyükön kiegyenlített nedvesség viszonyokat biztosítanak. Igénytelenségük miatt fontos szerepük van a termőtalaj kialakításában, ugyanis elsőként jelennek meg olyan helyeken, ahol más élőlények még nem fordulnak elő, ezért a mohákat pionír élőlények közé soroljuk. 6

7 Csillagos májmoha Tőzegmohák Ciprusmoha Harasztok (törzse) A harasztok kb. 400 millió évvel ezelőtt való megjelenése az evolúció történetében merőben új fejezetet jelentett, amennyiben a harasztok voltak az első valódi szövetes és az első szervekkel rendelkező valódi hajtásos növények. A valódi szövetek, a növényi szervek kialakulását a szárazföldi életmódra való áttérés indukálta. Ősi zöldmoszatokból jöttek létre, teljesen alkalmazkodtak a szárazföldi életmódhoz. 7

8 A harasztok felépítésének jellemzése Valódi szerveik, szöveteik vannak, állandó vízállapotúak. A talajban a növényt vízszintesen futó gyöktörzs rögzíti. Lágyszárúak (kivéve páfrányfák). Levelik felülete általában kicsi, pikkelyszerűek korpafüvek, zsurlók, de lehetnek nagyfelületűek, pl. páfrányok. Virágaik nincsenek, ivartalanul spórákkal szaporodnak, melyek gyakran a levelek fonákján jönnek létre, pl. páfrányok. Csoportjaik Korpafüvek Kapcsos korpafű főleg tölgyesekben, fenyvesekben fordul elő. Spóráit nagy mennyiségben sebhintőpornak használták. Zsurlók A ma élő zsurlók felépítésére jellemző, hogy az apró pikkelyszerű levelek örvösen helyezkednek el. A sejtfalban SiO2 kova - halmozódik fel, ami a növények érdes tapintását okozza, ezért régen edények súrolására használták őket (innen a név). Magyarországon a legismertebb faj a mezei zsurló. A mezei zsurló vérzéscsillapító és vizelethajtó anyagokat tartalmaz. Páfrányok A harasztok legfejlettebb, fajokban leggazdagabb csoportja. Ősi formáikból fejlődtek ki az első nyitvatermők, a magvaspáfrányok. Pl. erdei pajzsika 8

9 Nyitvatermők (törzse) A földtörténet során elsőként megjelenő virágos, magvas növények. Megtermékenyítésük függetlenné vált a víztől, viaszos leveleik miatt kiválóan szabályozzák vízháztartásukat állandó vízállapotú növények így a növények közül elsőként hódították meg a szárazföldeket, jól bírják a vízhiányt. Nagyon elterjedtek, magas hegységekben 1000 m fölött, a tajgában, ill. a mediterrán területeken egyaránt megtalálhatóak. A nyitvatermők kb. 250 millió évvel ezelőtt jelentek meg. Főbb jellemzőik Kivétel nélkül fás szárúak. Többségük örökzöld, néhány fajuk lombhullató pl. vörösfenyő, Ginkgo biloba, leveleik főleg tű vagy pikkely alakúak, ritkán nagy felületűek (Ginkgo biloba). Virágaik egyivarúak általában egylakiak. o Egyivarú virág: vagy csak termő vagy csak porzó található a virágban. o Egylaki növény: egy egyeden mind a termős, mind a porzós virágok megtalálhatók. Virág-takarólevelek nincsenek, így a virágok felépítése igen egyszerű. A porzós virágzat főleg az ágak csúcsán található meg, benne porzók kicsik, pikkelyszerűek. A termős virágok füzérei a tobozvirágzatot alkotják. A törzs nevét onnan kapta, hogy a magkezdemények szám szerint kettő - a termőlevelek tövében szabadon fejlődnek (termő, zárt magház, termés nincs). A keletkezett virágpor a szél közvetítésével közvetlenül a magkezdeményre jut. A megtermékenyítést követően a magvak szárnyas repítő szerkezetük segítségével, a toboz felnyílása után nagyobb távolságot is megtehetnek. Nyitvatermők csoportjai Cikászok Páfrányfenyők Fenyők Ciprusfélék Mocsárciprusfélék 9

10 Fenyők faj: erdei fenyő faj: fekete fenyő faj: lucfenyő faj: vörösfenyő Tiszafák Cikászok Ősi típusú nyitvatermők. Külső megjelenésükben pálmaszerűek, jellemző pálmatörzs, amely egyes fajoknál hordószerűen megrövidül. Páfrányfenyők Ginkgo biloba élő kövületnek tekinthető. Hatalmasra növő fája lombhullató, levelei jellegzetesen legyező alakúak villás erezettel. A csonthéjas termésre emlékeztető magvak húsos magköpenyének vajsavtartalma miatt kellemetlen szagot árasztanak, emiatt közterületekre általában a hímivarú példányokat ültetik. Fenyők A törzs fajokban leggazdagabb, előfordulását tekintve legelterjedtebb csoportja, megtalálhatók szinte mindenhol, elsősorban Ázsia és Észak-Amerika mérsékelt övi területein kiterjedt, majdnem összefüggő erdőket alkotnak (tajga). Ciprusfélék faj: keleti életfa faj: közönséges boróka 10

11 Mocsárciprusfélék faj: mocsárciprus faj: kaliforniai mamutfenyő Fenyők Erdei fenyő: törzse kissé barnás, hosszú tűlevelei kettesével állnak. lucfenyő Vörösfenyő Tiszafák Húsos maghéja nem mérgező, azonban magja és a fa minden része erősen toxikus és keserű! 11

12 Zárvatermők törzse Kialakulásuk ősi nyitvatermőkből indult. Első képviselőik a kréta korban jelentek meg, kb. 120 millió éve. A törzs a nevét a termőlevelek összezáródásából kialakuló termőről kapta. A termő alsó része a magház, amely a bibeszálban, ill. a bibében folytatódik. A magházban a megtermékenyítést követően a magkezdeményekből fejlődnek a magok. Jellemző a kettős megtermékenyítés (később). A termő falából termés képződik. Megjelenik a színes virágtakaró. Rovarmegporzás jellemző. Két fő csoportjuk (osztályuk) van: o egyszikűek és a o kétszikűek. Kétszikűek Egyszikűek 1. A mag két sziklevéllel csírázik. 1. A mag egy sziklevéllel csírázik. 2. A szár dúsan elágazó. 2. A szár csak a tövében elágazó. 4. A szár vastagodásra képes. 4. Megvastagodás nincs. 12

13 5. A levél alakja változatos. 5. A levél egyszerű, hosszúkás. 6. A levélerezet hálózatos. 6. A levélerezet párhuzamos. 7. Főgyökér-rendszer van. 7. Bojtos, mellékgyökérzet van. 8. Általában öttagú, kettős virágtakaró van (csésze + szirom). 8. A leples (nincs csészelevél) egyszerű virágtakarót a hármas szám jellemzi. 9. Fás vagy lágyszárú növények. 9. Lágyszárúak vagy ritkán fások. 13

14 A növények testfelépítése Szerveződés A testszerveződés fogalmát a növényi szervezetet felépítő sejtek közötti kapcsolatok minősége alapján határozzuk meg. Szintjei: 1. Egysejtűek, ahol a sejtek magányosan fordulnak elő, a moszatokra jellemző. Sárkányvérfa, Jemen 2. Többsejtűek, ahol a sejtek többedmagukkal élnek. A) Sejttársulás, amelynek lényege, hogy a sejtek osztódás után általában együtt maradnak közös kocsonyás burokban, azonban munkamegosztás nincs közöttük (moszatokra jellemző). B) Telepes szerveződés, ahol az együtt élő sejtek között működésmegosztás van (algák, mohák). C) Hajtásos növények, amelyek már rendelkeznek valódi szövetekkel, ill. szervekkel. Első képviselőik a harasztok, amelyeknél még csak vegetatív szervek találhatók. A szaporítószervek - a mag és a virág - a nyitvatermőknél jelentek meg A termés csak a zárvatermők törzsére jellemző. Növényi szövetek Az azonos működésű, alakú, eredetű sejtek összességét szövetnek nevezzük, ahol az egyes sejtek már nem egyformák, különböző feladatokra specializálódnak. Két fő szövettípus különböztethető meg: osztódó szövetek, mely osztódásra képes sejtekből állnak, állandósult szövetek, mely differenciált, állandósult sejtekből állnak, működés szerint feloszthatók: o bőrszövetek, o szállítószövetek, o alapszövetek, valódi alapszövetek, táplálékkészítő alapszövet, raktározó alapszövet, szilárdító szövetek, kiválasztó és váladéktartó szövetek. 14

15 A szövetek kialakulása a szárazföldi életmódhoz való alkalmazkodás következménye. A növényi osztódó szövetek E szövetekben a sejtek osztódó képességüket a növényi élet egész tartalmára megőrzik. Az osztódó szöveteknek köszönhetően képes a növény arra, hogy teste egész élete alatt növekedjen, szemben az állati szervezettel, s ezért hívjuk növekvő lénynek, vagyis növénynek. Elhelyezkedésük szerint ismertek: csúcsi osztódó szövetek a tengelycsúcsokon: a hajtáscsúcson, gyökércsúcson, a növény hosszirányú növekedéséért felelősek. Oldalsó osztódó szövetek, melyek a növényi szerv oldalával párhuzamosan kialakuló osztódó szövetek, a növényi szerv vastagodásáért felelősek, pl. a kambium. Bőrszövetrendszer A bőrszövetrendszer a hajtásos növények testének felületén levő sejtcsoportok összessége. Alapvető működési eltérések következtében két típusa van: - a hajtás és - a gyökér bőrszövetrendszere. 1. A fiatal hajtás bőrszövete Feladata: mechanikai védelem, védelem a kiszáradás ellen, a párologtatás, gázcsere lebonyolítása. A fiatal hajtás bőrszövete általában egy sejtrétegű. A sejtek igen szorosan kapcsolódnak egymáshoz. A folytonosságot csak a gázcserenyílások légrései szakítják meg. Ezek nyílások, amelyet két zárósejt veszi körül, nyithatók vagy zárhatók. A gázcserenyílások bonyolítják le a párologtatást és a gázcserét a külvilág és a növény belső szövetei között. A bőrszöveti sejtekben nincsenek zöld színtestek, így az színtelen. A levél színét a mélyebben lévő szövetek színtestjeitől kapja. A bőrszöveti sejtek felszínén összefüggő kémiai védőréteg helyezkedik el, ez a kutikula, amely védi a növényt a kiszáradástól. 15

16 A levelek, gyümölcsök felületén gyakran viasz is felhalmozódhat, mely többé-kevésbé összefüggő réteget alkot pl. ezüstfenyő levél fonákján, almán, szilván, szőlőn stb. 2. A fiatal gyökér bőrszövete A gyökér bőrszövetén nincsenek gázcserenyílások és nincsen kutikula réteg sem. A gyökér bőrszövetének speciális képződményei a gyökérszőrök. A gyökérszőrök a gyökér bőrszövet sejtjeinek kesztyűujjszerű kitűrődései. A gyökérszőrökön keresztül történik a víz és az oldott ionok felvétele. A gyökérszőrök feladata a felület nagyobbítás. Egyetlen rozsnövényen 14 milliárd gyökérszőr lehet, amelynek egyesített felülete 4OO négyzetméter. A gyökérszőrök élettartama néhány nap, a csúcstól távolabb pusztulnak, a csúcs irányába mindig megújulnak. 3. Másodlagos bőrszövetek A vastagodó hajtás és gyökér felületén az elszakadozó elsődleges bőrszövet helyett kialakul egy több sejtrétegű, igen ellenálló elhalt bőrszövet. Általában ismeretes a többéves fás szárú növények szárán, gyökerén. Ez van a fák kérgén. Szivárvány eukaliptusz, Kauai, Hawaii Az Eucalyptus deglupta vagy más néven a szivárvány eukaliptusz a Föld legszínesebb fája. A fa törzse azért színes, mert az év folyamán különböző időpontokban, foltokban dobja le magáról a kérgét, amely alatt feltűnik a világoszöld belső kéreg. Ezután a törzs elsötétül, érlelődik, amely során kék, lila, narancssárga, majd barna tónusú lesz. 16

17 A szállítószövet-rendszer A hajtásos növények testében a gyökerek által felvett víznek el kell jutnia a levelekbe, ill. a test minden élő sejtjébe. Ugyanakkor a levelekben keletkezett szerves termékeknek is el kell jutni a raktározó szövetekhez. Ezt az összetett feladatot a szállítószövet-rendszer végzi el. A szállítószövet-rendszer sejtjei a legkisebb ellenállást nyújtva a szállítás irányába megnyúltak, végfalaik ferdén állnak (nagyobb tapadási felület). A végfalak lyukacsosak, esetleg teljesen felszívódnak. A kettős feladatot ellátó szövetrendszer két részre: a vizet szállító, nagyrészt elhalt farészre (xylem), a szerves anyagokat szállító háncsrészre (phloem) tagolható. A szállítóelemek elrendeződése alapján két fő típust különböztetünk meg: Fás szár, ahol belül összefüggő fahengert, körülötte összefüggő háncs hengerpalástot, találunk. A kettő között kambiumgyűrű helyezkedik el. 2. Másik esetben a szállítóelemek különálló ún. szállítónyalábokat alakítanak ki. Ez a típus lágyszárúakban gyakori. Levelekben a nyalábrendszer a levél erezete. Az alapszövet-rendszer A növényi testben mindaz, ami nem bőr-, és nem szállítószövet, az alapszövet. Működésük alapján megkülönböztetünk: valódi alapszöveteket, szilárdító alapszöveteket, kiválasztó alapszöveteket. 17

18 1. Valódi alapszövetek Élettani működésük alapján a valódi alapszöveteket további típusokra oszthatjuk. a) Táplálékkészítő alapszövetek A fotoszintetikus szervesanyag-építés színhelyei, a nagy mennyiségű zöld színtesttől zöldek Előfordulnak a levelek középső részében, fiatal zöld szárakban. b) Raktározó alapszövetek A sejtekben különböző tápanyagokat raktároznak: keményítőt, olajat, fehérjéket. Elsősorban a fénytől elzárt növényrészekben találhatók meg: gyökerekben, magvakban, gumókban. 2. Szilárdító alapszövetek A növényi test méretének növekedése következtében, a lombozat megtartásához komolyabb szilárdításra van szükség, s ezt a szerepet a mechanikai szövetek töltik be. A szilárdító szövetekben a sejtfalakra jellemző a sejtfalvastagodás, amely a növényi részeknek szilárdságot, tartást biztosít. 3. A kiválasztó alapszövet A növényeknek az állatok veséjéhez hasonló elkülönült kiválasztó szervük nincs. Ugyanakkor a növényi anyagcsere során is keletkeznek olyan anyagok, amelyeket a testből el kell távolítani. Ez többféleképpen történhet. Gyantajáratok Ilyenek vannak pl. a fenyőfélék testében. A megkövesedett gyanta a borostyán. 18

19 Tejcsövek A tejcsövek összeolvadó sejtsorok, amelyek tejszerűen folyékony sejtnedvet tartalmaznak. A tejnedv a tejcső sejtnedve. A kaucsukfa tejnedve a kaucsuk, a gumigyártásának volt az alapanyaga. A mák tejnedve sok alkaloidot tartalmaz, a mák kicsorgó és megszáradó tejnedve az ópium. A növényi szervek A harasztok, nyitvatermők, zárvatermők hajtásos növények, testük gyökérre, szárra, levelekre tagolódik. Ezek az önfenntartó vagy vegetatív szervek. Megtermékenyítést követően a zigótából létrejön az embrió v. csíra. A csíra alapvetően 3 részre tagolható: gyököcskére, amelyből a gyökérrendszer fejlődik ki, rügyecskére, amelyből a leveles szár, azaz a hajtásrendszer jön létre, sziklevelekre, melyek általában tartalék tápanyagot tartalmaznak. A gyökér A gyökér lapvető feladata a növény rögzítése, ill. a víz ás a benne oldott ásványi anyagok felvétele. A gyökérrendszer A gyökerek összessége a gyökérzet, melynek két típusa ismert: a) Főgyökérrendszer, erős központi főgyökér jellemző, melyből oldalgyökerek, hajszálgyökerek erednek (nyitvatermők, zárvatermő kétszikűek). b) Mellékgyökérrendszer, nagyszámú, egyforma fejlettségű gyökerek jellemzőek. Oldalgyökerek, hajszálgyökerek itt is kialakulhatnak (egyszikűek). A gyökérrendszer mérete a növényfajtától és a talajviszonyoktól függ, pl. a lucerna gyökérzete az alföldön 15-2O m mélyre is hatolhat, a Szuezi-csatorna ásásakor tamariszkuszok 3O m mélyre hatoló gyökereit is kiásták. A gyökérzet teljes hossza pl. egy töknél 2O km, rozsnövénynél akár a 8O km-t! 19

20 A gyökéren függőlegesen különböző működési zónák vannak. 1. Osztódási zóna A gyökér csúcsi része osztódószövetből áll, melyet a gyökérsüveg véd, sejtjei elnyálkásodva leszakadnak, illetve gyökérsavat termelhetnek. 2. Megnyúlási zóna Itt a legerőteljesebb a sejtek hosszirányú növekedése. 3. Felszívási zóna Gyökérszőrök jellemzik. Legfelső sejtjei fokozatosan elhalnak, míg a csúcshoz közel újra képződnek. 4. Szállítási zóna, ahonnan az anyagok a szár szállítónyalábjaiba jutnak. A gyökér keresztmetszete Három szövettájat különböztethetünk meg: a csúcs mögött néhány centiméterrel, a szállító zóna alsó határán. 1. Bőrszövetrendszert, gyökérszőreivel. 2. Az elsődleges kéreget, mely raktározó alapszövet, tápanyagokat raktározhat. 3. A központi hengert, amelyben helyezkednek el a szállítónyalábok. A gyökérmódosulások A környezethez való evolúciós alkalmazkodások eredményeképpen a gyökerek gyakran jelentős átalakuláson mennek keresztül, különféle speciális feladatok ellátására módosulhatnak. 1. Raktározhatnak: karógyökér, ahol a főgyökér megvastagodik (sárgarépa). 2. Gyökérgümő, ahol anaerob nitrogénkötő baktériumok a levegő nitrogéntartalmát megkötik és ammóniává alakítják (pillangósvirágú növényekben, pl. bab, borsó). 3. Légzőgyökerek: az oxigénben szegény talajban levő gyökér gázcseréjét segítik, pl. mocsárciprus. A járulékos gyökerek Ha a gyökér nem a csíra gyököcskéjéből, hanem a szárból v. lomblevélből fejlődik, járulékos gyökérről beszélünk: 1. szívógyökerek pl. ilyen a parazita aranka, ahol megtámadott növény háncselemeibe nőnek bele a szívógyökerek, szerves anyagot vonnak el, 20

21 a fagyöny ún. félparazita, a megtámadott növény farészébe hatolnak be a szívógyökerek, vizet és ásványi sókat vesznek el. 2. Koronagyökerek ilyen pl. a kukorica, ill. a mangrove szétterpeszkedő támasztógyökerei. 3. Kapaszkodó gyökerek, mint pl. a borostyánnál, ezek a gyökerek nem alkalmasak táplálékfelvételre, tehát nem károsítják a fát. A hajtás A leveles szárat hajtásnak nevezzük, mely az embrió rügyecskéjéből fejlődik ki. A hajtás tengelye a szár, függelékszervei a levelek. A szár Összekapcsolja a leveleket és a gyökeret, közvetíti a tápanyagokat, a növényi test tartóvázát adja. Szár- és hajtástípusok Két alaptípust különböztetünk meg, a fás és a lágy szárat. A fás szár A fás szár az ősibb, ebből jött létre a lágy szár, a sokéves növényekre jellemző. Fás szára: van az összes nyitvatermőnek, a sokéves kétszikűeknek (közismert fák). Kívülről befelé haladva a fás szár keresztmetszetén a következő rétegeket lehet megkülönböztetni. Többrétegű bőrszövet a héjkéreg. Elhalt háncs, majd élő háncs, általában néhány cm. Kambiumgyűrű, amely elsősorban a csapadékosabb tavaszi időszakban működik ekkor befelé nagyobb átmérőjű, vizet szállítóelemek, nyáron és ősszel szűkebb átmérőjű csövek jönnek létre, ennek köszönhető az évgyűrűs szerkezet a farészben a mérsékelt égövi fáknál. 21

22 Az élő fatest a szijács. Az elhalt fatest a geszt, amely elsősorban szilárdító feladatokat lát el. A lágy szár A lágyszár puha állományú, mely lehet egy vagy két éves. Ha üreges, akkor dudvaszár (paradicsom, burgonya, napraforgó). A lágy szár egyik jellemző típusa a szalmaszár, amely hosszú, üreges szártagú, bütykös csomójú csőszár. A szártagokat levélhüvely veszi körül. A lágy szárban a szállítónyalábok elrendeződése lehet körkörös, mint a kétszikűekben vagy szórt, mint az egyszikűekben. Általános tendencia, hogy a faelemek a szár közepe felé, a háncselemek perifériásan helyezkednek el. 1. A szár módosulásai a) Föld feletti szármódosulások Pozsgás szár: megvastagodott, redukált levelű, víztartó alapszövetekben nagy mennyiségű vizet raktározó szár, pl. kaktuszok. 22

23 b) Föld alatti módosult szár Gumó: megvastagodott, tápanyagraktározó földbeni szár, pl. ciklámen, karalábé, burgonya. 2. Hajtásmódosulások, melyek alkotásában a szár és a levelek egyaránt részt vesznek. a) Föld feletti hajtásmódosulások Kacs: kapaszkodáshoz módosult, vékony csavarodó hajtásrész, pl. komló, szőlő, tök. Inda: vegetatív szaporítószerv, p. szamóca. b) Föld alatti hajtásmódosulások Hagyma: tápanyagokat raktározó, húsos alleveleket viselő földbeni hajtás. Lefelé hajtáseredetű gyökereket fejleszt. Pl. tulipán, vöröshagyma. A lomblevél 1. A lomblevél részei A levélalap, a levélnyél, és a levéllemez. Ha a levélalap csőszerűen alakul, és a szárat körülöleli, levélhüvelyről beszélünk (egyszikűeknél). 2. A lomblevél alakja Rendkívül változatos. A levéllemez felső oldala a színe, az alsó a fonáka. Megkülönböztetjük a levéllemez vállát, csúcsát és szélét. A váll lehet: nyilas, dárdás vagy kerekített. A széle lehet: ép, hullámos, csipkés, fogas, fűrészelt. Ha a levél szélének bemetszései mélyek, akkor a levél tagolt. A tagolt levéllemez a bemetszések mélysége szerint lehet karéjos, hasadt, osztott és szeldelt. A levélcsúcs: hegyes, tompa, lekerekített, kicsípett. A fentiek a növényhatározáskor fontosak. 23

24 Ha egy levélnyélen egyetlen levéllemez van, a levél egyszerű, ha több, a levél összetett. Az összetett levél lehet: tenyeresen összetett (gesztenye), lehet szárnyasan összetett (akác). 3. Levélmódosulások A környezethez való alkalmazkodás következtében bekövetkező változások. A) Levéltövis: pl. a kaktusz így csökkenti a párologtató felületet, akác. B) Rovarfogó levelek, amelyeken emésztő mirigyszőrök fejlődnek. Pl. harmatfű, kancsóka. C) Levélkacs, melyek kapaszkodószervek, pl. borsó. 4. Levéltípusok 1. Lomblevél: zöld, fotoszintetizál. 2. Sziklevelek: a magban lévő csírának részei, a csíranövény táplálásában van szerepük. Számuk lehet több (sokszikűek, pl. fenyők), v. kettő, ill. egy. 5. A lomblevél felépítése A lomblevelek a fotoszintézis, a gázcsere és a párologtatás szervei. A lomblevelekre jellemző: nagy felület, kiterjedt sejtközötti járatrendszer, raktározó szövetek nincsenek. Szöveti felépítés A levelet minden oldalról bőrszövet fedi. A bőrszöveten belül található a levél táplálékkészítő alapszövete, amelyben futnak a szállítónyalábok, melyek a levél erezetét alkotják. A bőrszövet egy sejtrétegű, melyet kutikula és viasz boríthat. 24

25 A bőrszövet folytonosságát a gázcserenyílások szakítják meg, amelyek többnyire a levelek fonákján helyezkednek el. Megkülönböztetünk légrést, a légrést körülvevő bab alakú két zárósejtet, A bab alakú zárósejtekben zöld színtest található. A gázcserenyílások kettős feladatot látnak el, lebonyolítják a gázcserét, illetve végzik a párologtatást. A zárósejtek speciális felépítésük révén a légrést tágítani vagy szűkíteni képesek, amennyiben a zárósejtek vizet vesznek fel és megduzzadnak, a légrés kinyílik, ellenkező esetben a vízvesztés következtében a zárósejtek összezáródnak. A levél erezete A levél erezetét a levéllemezben futó szállítónyalábok képezik. A tápanyagszállítás mellett, mivel szilárdító szöveteket is tartalmaznak, merevítik is a levelet, kifeszítve tartják a levéllemezt, s védik a szél tépőhatásával szemben. Az erezet formái. Hálózatos, amely főérből és belőle elágazó oldalerekből áll, pl. kétszikűekben. Párhuzamos, amely egyforma nagyságú mellékerekből áll, pl. egyszikűekben. 25

26 A virág A virágos növények evolúciója az ősi harasztokig nyúlik vissza. A harasztok szaporodásánál a víznek még nélkülözhetetlen a szerepe, hiszen a hímivarsejtek csak vízben úszva tudnak eljutni a petesejthez. A korszakos előrelépést az egyes ősi harasztok továbbfejlődése, az első nyitvatermők a magvaspáfrányok kialakulása jelentette, ahol a törzsfejlődés során először megjelent a víztől független szaporodást lehetővé tevő ősi virág és a mag. A virágos növények közé tartoznak a nyitvatermők és a zárvatermők. A nyitvatermők voltak az első virágos növények, virágjaik jelentéktelen megjelenésűek, ezért a zárvatermők virágszerkezetét vizsgáljuk meg részletesen. A zárvatermő virág felépítése A virág korlátolt növekedésű, módosult leveleket viselő, szaporító hajtás. A virág a virágtengelyből és a viráglevelekből épül fel. A virágtengely alsó része megnyúlik, amit kocsánynak nevezünk. A kocsány felső kiszélesedő részét vacoknak nevezzük. A viráglevelek lehetnek: 1. virágtakaró levelek, ide tartozik a a csésze, a párta, a lepel, 2. ivarlevelek, melyek a a porzótájat, a termőtájat alkotják. A virágtakaró A virágtakaró levelek feladata kettős: védik az ivarleveleket, feltűnő színeikkel odacsalogatják a megporzásban résztvevő rovarokat. 26

27 A virágtakaró levelek lehetnek: különneműek, azaz csészére és pártára különülnek, ez a kettős virágtakaró, egyneműek, amikor a takarólevelek egyformák, ilyenkor lepelről beszélünk, ekkor nem különböztethető meg csésze és párta. A lepel általában az egyszikűekre jellemző. A csészelevelek zöld színűek, felépítésük a lomblevelekéhez hasonló. A párta A párta a sziromlevelek összessége. Megtermékenyítés után a párta a csészelevelekkel együtt lehullik. A porzótáj A porzólevelek összességét porzótájnak nevezzük. porzószálat és portokot lehet rajtuk megkülönböztetni. A portokba jön létre a pollen v. virágpor. A pollen kezdetben egysejtű, de még a porzsákban kettéosztódik, s létre jön egy nagyobb vegetatív sejt és egy kisebb generatív sejt. A rovar terjesztette pollen felszíne tüskés, amely a rovaron való megtapadást segíti. A termőtáj A termőlevelek együttese a termőtájat alakítja ki. A nyitvatermőknél a termőlevelek még szabadon állnak, zárvatermőkben többé-kevésbé összenőnek és alsó zárt részük képezi a magházat. A magház felfelé a bibeszálban folytatódik, melynek kiszélesedő csúcsi része a bibe. A bibe nagy, ragadós felülete biztosítja a pollenszemek biztos megtapadását. A magház üregében, helyezkednek el a magkezdemények, melyekből a megtermékenyítést követően kialakul a mag. A magkezdeményben alakul ki a petesejt. A magkezdemény felépítése: Az egyik póluson levő sejthármas középen a petesejt, mellette a segítősejtek, a másik oldalon levő sejtek az ellenlábas sejtek. Középen a két sejtből összeolvadt központi sejt van. 27

28 A zárvatermők kettős megtermékenyítése, a mag kialakulása A különböző módon szállított szél, ill. rovar - virágpor végül a ragadós felületű bibén köt ki (megporzás). Itt a kétsejtes pollen tömlőt hajt és behatol a bibe szövetébe. A tömlő képzésében a vegetatív sejtnek van jelentős szerepe. A fejlődő tömlőben a generatív sejt ketté osztódik, s létrejön két hímivarsejt. A pollentömlő a termőlevél szövetében lenő egészen a magkezdeményig, majd behatol az embriózsákba, ahol a tömlő felnyílásával az egyik hímivarsejt a petesejtet, a másik hímivarsejt a kp-i sejttel egyesül. Eme, zárvatermőkben előforduló folyamatot kettős megtermékenyítésnek nevezzük. A megtermékenyítést követően a magkezdeményből kialakul a mag, mely során a petesejtből zigóta, majd abból a csíra v. embrió fejlődik, a kp-i sejtből a mag táplálószövete, a magkezdeményt borító burokból a maghéj alakul ki. Az embrió fejlődése során kialakul a gyököcske, melyből a gyökér, a rügyecske, melyből a hajtás, a sziklevelek, melyek tartalék tápanyagot raktároznak. 28

29 A tartalék tápanyag kémiailag többféle lehet, s eszerint megkülönböztetünk: keményítőt tartalmazó lisztes magvakat, pl. gabonafélék, olajat raktározó olajos magvakat, pl. dió, napraforgó olíva. A virág lehet: Kétivarú virágoknak nevezzük, azokat a virágokat, amelyekben megtalálható egyaránt a porzótáj és a termőtáj. A virág egyivarú azonban, ha a virágban csak az egyik ivartáj fordul elő, ilyenkor a virág lehet termős vagy porzós. A növény lehet: Egylaki a növény, ha a porzós és a termős virág ugyanazon az egyeden fordul elő, pl. dió, mogyoró. Kétlaki, ha külön- külön egyeden találhatók meg, pl. fűz. A mag érése után nyugalmi szakaszba kerül. A nyugalmi szakasz kialakulása víztartalom csökkenésének és a csírázást gátló anyagok felszaporodásának tudható be. A termés A termés a zárvatermőkre jellemző, a magház, ill. a termő falából jön létre a megtermékenyítést követően. A termés elősegíti a magok elterjedését. A létrejövő termésfal általában 3 rétegű. Terméstípusok I. Valódi termés, ha a termés kialakításában csak a termő vesz részt. a) Száraz termés, éretten kiszáradnak. 1. Felnyíló száraz termések, pl. hüvelytermés bab, borsó. 2. Nem felnyíló száraz termés, pl. szemtermés, makk. b) Húsos termésben a termésfal lédússá válik, pl. bogyótermés, csonthéjasok. II. Áltermés, ha a termés kialakításában valamilyen másik virágrész is részt vesz (vacok), pl. alma, eper. 29

30 Hüvelytermés Szemtermés Makktermés Bogyótermés Csonthéjas termés Eper áltermés Alma áltermés 30