A növényi szervek Szerk.: Vizkievicz András 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 alapvető feladata a növény rögzítése, ill. a víz és 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! 1
A gyökéren függőlegesen különböző működési zónák vannak. 1. Osztódási zóna A gyökér csúcsi része osztódószövetből áll. Gyökérsüveg védi, sejtjei elnyálkásodva leszakadnak, illetve gyökérsavat termelhetnek. 2. Megnyúlási zóna Itt a legerőteljesebb a sejtek hosszirányú növekedése (auxin). 3. Felszívási zóna Gyökérszőrök jellemzik. Legfelső sejtjei fokozatosan elhalnak, míg a csúcshoz közel újraképződnek. 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), gyökérgumók, ahol az oldalgyökerek egy ponton vastagodnak meg (salátaboglárka). 2
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, 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. 3
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 lágyszárat. A fás szár A fásszár az ősibb, ebből jött létre a lágyszár, a sokéves növényekre jellemző. Fás szára: van az összes nyitvatermőnek, a sokéves kétszikűeknek (közismert fák). Fás szár típusai Fatörzs, ha a hajtása sokáig el nem ágazó törzsből, és a belőle kiinduló elágazó hajtásrendszerből, a koronából áll. Cserje, ha a törzs hiányzik, a hajtás az alapjánál ágazik el. Pálmatörzs, egyenletes vastagságú, levélkoronát viselő, el nem ágazó fás szár, melynek oldalán a lehullott levelek töveinek maradványa látható. A lágyszár A lágyszár puha állományú, esetleg a tövén gyengén elfásodhat, mely lehet egy vagy két éves. Ha üreges, akkor dudvaszár (paradicsom, burgonya, napraforgó). A lágyszár típusai: Szalmaszár, amely hosszú, üreges szártagú, bütykös csomójú csőszár. A szártagokat levélhüvely veszi körül. Ez jellemző a pázsitfűfélékre, gabonafélékre. 4
Palkaszár, mely csak az alsó részén visel leveleket (a kákán is csomót keres), pl. szittyók, kákák. A szár felépítése, keresztmetszete A szár, akárcsak a gyökér, keresztmetszetét vizsgálva 3 szövettájra tagolódik. 1. Bőrszövet Lehet egyrétegű a lágyszárú növényeken, többrétegű a fás szárú növényeken. 2. Elsődleges kéreg Az elsődleges kéreg raktározó alapszövet. Fiatal szárak zöldek, mivel a bőrszövet alatt zöld színtestek lehetnek, emiatt képesek fotoszintetizálni. 3. Központi henger A központi henger tartalmazza a szállítószöveteket alapszövetbe ágyazódva. Attól függően, hogy a kambium különálló kötegeket képez (lágy szár), vagy összefüggő hengert alkot (fás szár) alakul ki a lágy, ill. a fás szár. A lágy szár A lágyszárban 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. 5
A fás szár A fás szár a többéves zárvatermőkre, ill. a nyitvatermőkre jellemző. Kívülről befelé haladva 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. Az élő fatest a szijács. Az elhalt fatest a geszt, amely elsősorban szilárdító feladatokat lát el. 1. A szár módosulásai a) Föld feletti szármódosulások Pozsgás szár: megvastagodott, redukált levelű, víztartó alapszövetekben nagy mennyiségű vizet raktározó szár, pl. kaktuszok. b) Föld alatti módosult szár Gumó: megvastagodott, tápanyag raktározó földbeni szár, pl. ciklámen, karalábé, burgonya. 6
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. Tövis: kemény, hegyes, védőszervvé módosult hajtás, pl. kökény. Inda: vegetatív szaporítószerv, p. szamóca. b) Föld alatti hajtásmódosulások Hagyma: tápanyagokat raktározó, húsos alleveleket viselő földbeni hajtás. Lefelé hajtáseredetű gyökereket fejleszt. Pl. tulipán, vöröshagyma. 1. A lomblevél részei A levélalap, a levélnyél, és a levéllemez. A lomblevél Ha a levélalap csőszerűen alakul, és a szárat körülöleli, levélhüvelyről beszélünk (egyszikűeknél). 7
2. A lomblevél alakja Rendkívül változatos. A levéllemez felső oldala a színe, az alsó a fonákja. 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. 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 8
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. 3. Allevelek: többnyire védőlevelek, a lomblevelek zónája alatt helyezkednek el, pl. a hagymalevelek. 4. Fellevelek: a lomblevelek zónája felett helyezkednek el. Ilyenek, pl. a viráglevelek is. 5. A lomblevél felépítése A gázcsere és a párologtatás jelentős része a lomblevélen keresztül zajlik le. A lomblevelek a fotoszintézis, a gázcsere és a párologtatás szervei. A lomblevelekre jellemző: nagy felület, kiterjedt sejtközötti járatrendszer, raktározó szövetek nincsenek. 9
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. 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. 10
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. 11
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 magvaspáfrányoknál a hím jellegű spóráknak a virágpor feleltethető meg, amely szél útján közvetlenül a petesejtet tartalmazó magkezdeményre került. A virágporban létrejöttek a hímivarsejtek, a magkezdeményben a petesejtek, így már a megtermékenyítéshez nem volt szükség vízre. A magvaspáfrányok kialakulása három szempontból igen jelentős: 1. a megtermékenyítés folyamata függetlenné vált a víztől, így elsőként meghódíthatták a szárazföldek belső, szárazabb területeit, 2. a csíra nem a földön alakul ki és kezdi meg önálló életét, hanem az anyanövényen, 3. a tartalék tápanyagnak köszönhetően a csíra fejlődése egy ideig független a környezet tápanyag tartalmától. 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. 12
A virágtakaró A virágtakaró levelek feladata kettős: védik az ivarleveleket, feltűnő színeikkel odacsalogatják a megporzásban résztvevő rovarokat. 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. 13
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. 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. 14
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. 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. 15
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. Hüvelytermés Szemtermés Makktermés Bogyótermés 16
Csonthéjas termés Eper áltermés Alma áltermés 17