Объясните возникновение колючек у растений и животных кратко
Обновлено: 05.07.2024
Возникновение колючек у растений и животных имеет приспособительный характер. Колючки являются видоизмененными органами растений – листьев, стеблей. Одна из функций колючек — конденсация водяного пара. Для суккулентов эта функция колючек нередко является основной; для некоторых видов кактусов со слабо развитой корневой системой именно колючки являются основным органом водоснабжения.Многие функции колючек связаны с защитой поверхности растений, особенно у молодых растений, от слишком ярких лучей солнца, а также от поедания животными и других повреждений.Колючки (шипы) на плодах или на засохших листочках обёртки соцветий (особенно в тех случаях, когда на концах колючек имеются крючки) служат для зоохории — распространения семян с помощью животных.У некоторых кактусов имеются нектароносные колючки, которые выделяют нектар для привлечения опылителей.Для животных колючки являются защитой от хищников. Колючки это производные эпидермиса, плавников у рыб. Например, ящерица-молох, еж, ехидна, некоторые рыбы и др.
Специалисты утверждают, что колючки у разных растений могут образовываться из самых разных органов и тканей.
Колючки следует отличать от шипов — твёрдых массивных заострённых выростов эпидермы и подлежащих тканей, которые образуются на стеблях и черешках (реже — на листьях) многих растений — например, видов розоцветных из родов малина (Rubus), шиповник (Rosa), хотя они морфологически и сходны с колючками, но не имеют строго порядка в расположении, то есть не привязаны к узлам, пазухам листьев и т. п. То есть у колючек можно наблюдать строгое соответствие их наличия и расположения другим частям растения, а у шипов такого нет.
Считается, что колючки - это результат эволюционного изменения частей растений. В колючки постепенно превратились (у разных растений) побеги (боярышник), листья (барбарис), части листьев, почечные чешуйки (кактус) и даже корни (у некоторых видов пальм).
Растения с колючками наиболее часто встречаются в регионах с жарким или засушливым климатом.
Классификация колючек
- простые
- разветвленные
- радиальные
- центральные
Функции колючек
- Снабжение водой. В этом случае колючки служат для конденсации водяного пара. Вода по ним стекает на стебли и поглощается растением.
- Защита растения. Это может быть защита от поедания животными, от слишком ярких лучей солнца, от повреждений и т.д.
- Размножение. У некоторых растений колючки предназначены для распространения семян. Такие семена имеют загнутый конец, который цепляется к шерсти животных, которые и разносят семена. Такой вид распространения семян называется зоохорией. Некоторые виды кактусов имеют колючки, которые выделяют нектар и привлекают насекомых для опыления (корифанта, ферокактус)
Примеры колючек у растений
У облепихи колючки – короткие веточки, у кактуса – видоизмененные листья, у чертополоха – производные края листа, у розы – выросты кожицы эпидермиса.
Легче всего привести доказательства для облепихи. В течение вегетационного периода колючка покрыта листьями, а после листопада на колючках можно увидеть почки, которые заложились в пазухах опавших листьев. Листья могут прикрепляться только к стеблям, поэтому колючки облепихи – это короткие острые стебли, то есть веточки.
Несколько сложнее доказать листовую природу колючек кактусов. Во-первых, на колючках никогда не бывает почек, листьев или боковых побегов. Это говорит о том, что стеблевая природа колючек маловероятна. Во-вторых, если присмотреться, где закладываются боковые побеги или цветки кактусов, можно увидеть, что они всегда находятся в пазухах колючек. У некоторых видов кактусов на месте колючек развиваются рано опадающие листья (некоторые опунции) либо хорошо развитые листья (род переския). Все это подтверждает листовую природу колючек кактусов.
Рассматривая колющий край листа чертополоха, легко увидеть, что колючки составляют единое целое с проводящими жилками листа – жилки как бы вырастают дальше края листа.
Отличие шипов и колючек на примере розы
Шипы розы разбросаны по стеблю и по листьям, а иногда и по ложным плодам растения. Если бы шипы были листьями, то они не смогли бы расти на черешках листьев. То, что в пазухах шипов никогда не развиваются боковые побеги, еще раз говорит против листовой природы шипов. Это и не боковые веточки, которые могут вырасти только в пазухах листьев, а у роз шипы разбросаны по стеблю.
Анатомические срезы показывают, что шипы роз не соединены проводящими элементами с проводящей системой стебля. Это говорит о том, что шипы роз – это выросты эпидермиса.
Сначала давайте вспомним: кого из млекопитающих природа наделила иголками? Большинство назовёт ежа, некоторые — дикобраза. Однако на самом деле список иглоносцев гораздо длиннее!
Слышали про иглистых. мышей акомисов? На их спинке, среди обычных волос, есть самые настоящие иголки! Колючки! Они, конечно, не так густы, не торчат, как у ёжика, и редко выделяются по цвету среди остальной шерсти, но они есть! Как и у многих других грызунов: крыс и даже хомячков. Короткими жёсткими и толстыми колючками покрыты не только грызуны, но и представители отряда яйцекладущих — ехидны, и насекомоядных — тенреки.
Надежная защита
Кто-то защищает себя рогами, кто-то полагается на быстрые ноги, кого-то защищает панцирь. Для героев нашего сегодняшнего рассказа надёжной защитой служат иголки.
Правда, крысы, мыши и хомяки просто ограничились ношением иголок: не умеют они ни сворачиваться особым образом, ни топорщить их — разве что чуть приподнимут, словно волосы, вставшие дыбом от страха. Зато другие иглоносцы могут пре вращаться в колючий шар, сворачиваясь в клубок; или просто так ощетинятся иголками, что мало у кого возникнет желание подойти и потрогать.
Скажем, ёж. Каждая его игла крепится к мышечному волоконцу, которое её поднимает и опускает. И когда иголки подняты, они перекрещиваются под разными углами, создавая надёжный колючий покров.
Свой колючий панцирь некоторые ёжики научились использовать не только для пассивной, но и для активной защиты. Жители Каракумов и пустыни Гоби песчаные ежи выкапывают в горячем песке нору и прячутся внутри от палящего солнца. Горе тому путнику, кто наступит на это жильё! Из норы, подобно пружине, вылетает игольчатый клубок и впивается в обидчика. Иглы его ядовиты даже для человека. Известны случаи, когда монгольские скотоводы после встречи с этим опасным зверьком не успевали добраться до больницы. За свою стремительность и ядовитые иглы песчаного ежа называют ещё гюрзовым ежом.
Иглы дикобразов для самообороны природа наделила особыми чешуйками, которые образуют на кончике зазубрины и делают его подобным гарпуну. Он впивается в тело врага и легко обламывается, не причиняя вреда хозяину. А больше хвостый дикобраз из чешуек устроил щёточку: она не даёт игле глубоко войти в тело противника и позволяет дикобразу либо выдернуть иглу, либо обломить её кончик. Во всех случаях жертва получает суровый урок, а игла сохраняется, что немаловажно для дикобразов, у которых новые иглы отрастают лишь через несколько недель.
А для ещё большего устрашения врагов дикобразы превратили свои хвостовые иглы в погремушки: они ребристые и при трении друг о друга или о дерево громко гремят.
Впрочем, иглы помогают своим обладателям не только в защите от врагов, но и смягчают удары в случае падения с высоты.
Схематические продольные срезы побеговой колючки (А) и шипа (В).
Древесина колючки является продолжением древесины несущей её ветви, колючка расположена в пазухе кроющего листа, соответственно — листового рубца; напротив, шип как эмергенец, образован исключительно тканью коры и поэтому обламывается [1] .
Колю́чки (в ботанике) — заострённые, твёрдые, обычно одревесневшие образования у растений.
Колючки следует отличать от шипов — твёрдых массивных заострённых выростов эпидермы и подлежащих тканей, которые образуются на стеблях и черешках (реже — на листьях) многих растений — например, видов розоцветных из родов малина ( Rubus ), шиповник ( Rosa ) и др. [2] [3] . В отличие от колючек шипы по своему происхождению относятся к эмергенцам, хотя они морфологически и сходны с колючками, но не имеют строго порядка в расположении, то есть не привязаны к узлам, пазухам листьев и т. п.
По происхождению
Колючки — результат метаморфоза различных органов, которые в процессе развития стали выполнять новые функции. У разных растений колючками стали побеги, листья, части листьев, прилистники или, реже, корни [4] [5] . Видоизмененными побегами являются колючки боярышника, тёрна, гледичии. Видоизмененными листьями являются колючки барбариса.
Колючки у кактусов являются видоизменёнными почечными чешуями. Поскольку меристема ареол у кактусов (являющихся видоизменёнными пазушными почками) остаются жизнедеятельными в течение длительного времени, в них могут появляться всё новые и новые колючки; кроме того, колючка кактусов может увеличиваться в размере за счёт роста своей нижней части (интеркалярный рост) [6] .
По строению
Колючки лопуха большого (являющиеся листочками обёртки соцветий) имеют крюкообразные остроконечия, с их помощью растения распространяют свои семена
По своему строению различают колючки простые и разветвлённые [4] :
- простые колючки не имеют разветвлений — например, у кактусов,
- разветвлённые колючки — например, у гледичии ( Gleditsia ).
По расположению
Колючки кактусов, расположенные в одной ареоле, делятся на радиальные, находящие на границе ареолы, и центральные. Как правило, радиальных колючек больше, чем центральных, при этом они по сравнению с центральными более короткие и тонкие. Центральные колючки на конце нередко имеют крючок [6] . Иногда формируются только радиальные либо только центральные колючки; у некоторых видов радиальные и центральные колючки в ареолах трудно различаются. Колючки могут быть округлыми в поперечном сечении, овальными или плоскими.
Глохидии
Одной из разновидностью колючек являются глохидии — мелкие, легко обламывающиеся колючки с микроскопическими крюкообразными выростами, которые характерны для представителей подсемейства опунциевые семейства кактусовые. В ареоле глохидии располагаются пучком [6] .
Одна из функций колючек — конденсация водяного пара, вода потом стекает по стеблю к корням. Поступление воды через колючки в стебли обсуждается в некоторых работах, но нет объяснения механизмов, которые бы в таком случае препятствовали бы её потере в жаркое время суток из побегов.
Многие функции колючек связаны с защитой поверхности растений, особенно у молодых растений, от слишком ярких лучей солнца, а также от поедания животными и других повреждений [6] .
Колючки (шипы) на плодах или на засохших листочках обёртки соцветий (особенно в тех случаях, когда на концах колючек имеются крючки) служат для зоохории — распространения семян с помощью животных.
У некоторых кактусов (у представителей родов корифанта и ферокактус, а также у Hamatocactus setispinus) имеются выполняющие функцию внецветковых нектарников колючки, которые выделяют нектар для привлечения опылителей [6] .
Максимальная длина колючек у кактусов составляет 25 см (у видов Cereus jamacaru и Corryocactus brevistylus) [6] .
Схематические продольные срезы побеговой колючки (А) и шипа (В).
Древесина колючки является продолжением древесины несущей её ветви, колючка расположена в пазухе кроющего листа, соответственно — листового рубца; напротив, шип как эмергенец, образован исключительно тканью коры и поэтому обламывается [1] .
Колю́чки (в ботанике) — заострённые, твёрдые, обычно одревесневшие образования у растений.
Колючки следует отличать от шипов — твёрдых массивных заострённых выростов эпидермы и подлежащих тканей, которые образуются на стеблях и черешках (реже — на листьях) многих растений — например, видов розоцветных из родов малина ( Rubus ), шиповник ( Rosa ) и др. [2] [3] . В отличие от колючек шипы по своему происхождению относятся к эмергенцам, хотя они морфологически и сходны с колючками, но не имеют строго порядка в расположении, то есть не привязаны к узлам, пазухам листьев и т. п.
Читайте также: