Histogeneza. organogeneza

HISTOGENEZA. ORGANOGENEZA

Histologia (lat. histos = tesut, lat. logos = stiinta) este stiinta care studiaza tesuturile din care sunt alcatuite organele vegetale si animale.

Tesuturile se formeaza printr-un proces biologic complex de diferentiere celulara denumit histogeneza.

Procesul de diferentiere celulara a vegetalelor poate fi analizat sub doua aspecte: ontogenetic si filogenetic.

Dezvoltarea ontogenetica (lat. ontos = individ, lat. genesis = origine, nastere) incepe cu celulele de origine ce poate fi insusi organismul vegetal la plantele unicelulare sau cu cel ou la plantele pluricelulare. La plantele superioare cuprinde doua etape: in prima se formeaza tesuturile embrionare din celula ou, iar in a doua se formeaza tesuturile definitive alcatuind organismul matur.

Dezvoltarea filogenetica determina diferentieri celulare astfel incat se pot analiza si stabili diferite grade de organizare ale tesuturilor plantelor de la aparitia lor si pana azi. Diferentierea celulara cuprinde totalitatea transformarilor celulelor tinere, embrionare in celule mature cu o anumita structura anatomica.

Organele vegetative se formeaza intr-un proces complex de diferentiere celulara numit organogeneza sub influenta factorilor externi si interni.

Organogeneza cuprinde patru etape:

Formarea oului (zigotului) in urma fecundarii oosferei (gametul femel).

Formarea embrionului prin diviziuni succesive ale zigotului inca inainte de maturizarea semintei in care acesta se afla. Are loc si un proces de diferentiere organica prin formarea miniorganelor vegetative embrionare: radicula sau radacinita, hipocotil sau tulpinita, gemula sau muguras. Embrionul insotit de unul sau mai multe cotiledoane contine substante nutritive; se afla inchis in samanta si este inconjurat de tesuturi hranitoare si protectoare.

Formarea plantulei (plantei tinere) prin dezvoltarea embrionului in urma germinarii semintei. Minioganele embrionului cresc prin inmultirea celulelor meristematice care apoi se diferentiaza treptat si continuu cu aparitia tesuturilor primare definitive si specifice fiecarui organ vegetativ. Aceasta etapa marcheaza si trecerea de loa nutritia heterotrofa la nutritia autotrofa.

Formarea plantei mature prin ramificarea radacinii primare, a tulpinii purtatoare de frunze si prin aparitia organelor de reproducere: floare, fruct si seminte.

Antogeneza este procesul de formare a florii.

Cartogeneza este procesul de formare a fructului.

Seminogeneza este procesul de formare a semintelor.

TESUTURILE VEGETALE

Sunt o grupare de celule care au aceeasi forma si structura si indeplinesc aceeasi functie.

Dupa forma celulelor, tesuturile sunt:

Ø     Parenchimuri - au celule izodiametrice

Ø     Prozenchimuri - au celule lungi

Dupa functia indeplinita de catre celulele din care sunt formate, tesuturile pot fi:

Ø     Embrionare

Ø     De protectie

Ø     Mecanice

Ø     Asimilatoare

Ø     Conducatoare

Ø     De rezerva

Ø     De secretie si excretie

Ø     Senzitive

Ø     De miscare

In functie de dezvoltarea si diferentierea celulelor, tesuturile se pot clasifica in:

Ø     Meristeme - tesuturi tinere cu celule nespecializate, cu o capacitate mitotica mare

Ø     Tesuturi definitive - au celule diferentiate cu forma si structura dependente de functia pentru care s-au specializat si au pierdut capacitatea de a se divide, dar in anumite conditii celulele acestora isi recapata proprietatile meristematice mitotice, se divid si dau nastere la tesuturi noi

Tesuturile vegetale pot fi impartite in cinci mari sisteme:

Sistemul generator - cuprinde meristemele primordiale, cele primare si secundare

Sistemul protector - cuprinde epiderma, exoderma, endoderma si periderma

Sistemul conducator - cuprinde xilemul, floiemul si parenchimul conducator

Sistemul fundamental - cuprinde parenchimul asimilator, aerifer, acvifer, cel de inmagazinare a substantelor de rezerva

Sistemul tesuturilor speciale - cuprinde structuri secretoare, tesuturi senzitive

A.    Tesuturile meristematice

Celulele meristematice sunt relativ mici, izodiametrice, cu citoplasma densa, cu nucleu mare, fara substante de rezerva, de regula fara plastide colorate, cu vacuole mici, cu pereti subtiri de natura pectocelulozica, cu o mare capacitate de diviziune.

Tesuturile meristematice sunt clasificate, dupa localizarea in corpul plantei, in:

Ø     Meristeme embrionare

Ø     Meristeme apicale sau terminale - localizate in apexul radicular si caulinar, mai rar in varful frunzelor (ex. la ferigi)

Ø     Meristeme intercalare - spre deosebire de meristemele apicale, care produc in acelasi timp celule care se diferentiaza si celule care regenereaza meristemul, meristemele intercalare se diferentiaza in final in totalitate. Sunt localizate in cuprinsul tesuturilor definitive primare, asigura cresterea in lungime a frunzelor la cele mai multe fanerograme (ferigi) precum si cresterea internodiilor din tulpinele de graminee.

Ø     Meristeme laterale - apar in urma meristemelor apicale, iau nastere din tesuturi definitive prin dediferentiere si asigura cresterea in grosime a radacinilor si tulpinilor gimnospermelor si angiospermelor dicotiledonate si sunt reprezentate de cambiu si felogen. Cambiul (zona generatoare libero-lemnoasa) se formeaza in cilindrul central; este format din vase conducatoare lemnoase si liberiene, parenchim lemnos si liberian si fibre lemnoase sau liberiene. Felogenul (zona generatoare subero-filodermica) apare mai tarziu decat cambiul; este a intotdeauna mai spre interior. Tesuturile situate la exteriorul suberului sunt fiziologic izolate de celelalte tesuturi vii si vor forma impreuna cu acestea ritidolocalizat in afara cilindrului central si are forma de inel. Dupa cativa ani, felogenul isi inceteaza activitatea fiind inlocuit de alte felogenuri care se formeazma (tesuturile moarte de la exterior).

B.    Tesuturile protectoare

Asigura protectia organelor vegetale impotriva actiunii factorilor externi si in masura mai mica au rol de sustinere (ex. piloriza (scufia) protejeaza apixul radicular (varful radacinei), rizoderma se intalneste tot la radacina, in zona perisorilor absorbanti; are rol protector si absorbant).

Exoderma protejeaza varful radacinii in zona aspra unde rizoderma este exfoliata.

Endoderma reprezinta stratul cel mai intern al scoartei, este tipica la radacini, la tulpinile acvatice si terane cu rol de protejare a tesuturilor vii din cilindrul centrl.

Epiderma protejeaza organele supraterane ale plantelor fiind formata din celule epidermice, stomate, peri secretori.

Tesuturile protectoare sunt reprezentate de catre suber si ritidoma.

C.    Tesuturile fundamentale (parenchimuri sau tesuturi trofice)

Provin din meristemele primare fundamentale si au rol in nutritia plantelor

a.     Tesuturile fundamentale:

Au rol de a absorbi apa cu sarurile minerale si de a le transmite vaselor conducatoare lemnoase, precum si a substantelor organice sub forma lichida. Sunt formate din celule vii cu pereti subtiri, celulozici, cu localizare la periferia organelor (ex.rizoizii, perii absorbanti, epiderma cotiledonului de la embrionul de graminee).

b.     Tesuturile asimilatoare (clorenchimurile):

Sunt prezente in toate organele verzi ale plantelor, au cloroplaste multe si spatii aerifere si sunt formate din celule cu pereti subtiri.

Tipuri de celule asimilatoare:

Celule palisadice

Celulele parenchimului lacunos

Celulele tecilor clorofiliene

c.      Tesuturile aerifere (aerenchimuri)

Reprezinta totalitatea spatiilor cu aer din organele plantelor si pot fi de mai multe tipuri:

Ø     Meaturi - canalicule stramte mai mici decat celulele

Ø     Lacune - spatii mai mari decat celulele

Ø     Stomate - formatiuni aerifere formate din doua celule stomatice care lasa intre ele o deschidere numita ostiola

d.     Tesuturile de depozitare

Sunt formate din celule vii lipsite de cloroplaste cu pereti subtiri sau ingrosati, cu multe substante de rezerva (ex. tesuturile de depozitare pentru substante organice se gasesc in parenchimul cortical, in endospermul secundar la seminte; tesuturile de depozitare pentru apa sunt formate din celule cu o vacuola mare).

D.    Tesutul mecanic

Asigura soliditatea, elasticitatea si flexibilitatea organelor vegetale. Ca exemple de tesut mecanic amintim colenchimul, care este tesutul mecanic caracteristic organelor in crestere fiind mai raspandit la dicotiledonate, si sclerenchimul, care este format din celule moarte la maturitate, cu pereti puternic ingrosati, fara spatii intercelulare. Celulele sclerenchimatice pot fi lungi, cand se numesc fibre de sclerenchim, sau scurte, cand se numesc sclereide. Pot fi lemnoase si extralemnoase.

E.    Tesutul conducator

Asigura circulatia sevei in plante si se gaseste doar la cormofite. Este alcatuit din elemente conducatoare din parenchim si fibre, acestea din urma avand rol mecanic.

a.     Tesutul conducator lemnos (xilemul)

Asigura circulatia ascendenta a sevei brute si este format din vase conducatoare (traheide si trahei) din celulele de parenchim lemnos si din fibre lemnoase.

Traheidele sunt vase lemnoase unicelulare cilindrice sau prismatice prin care seva circula mai greu. Au lungimi de la cativa microni pana la 2 - 3 centimetri.

Traheile, numite si vase deschise perfecte, sunt tuburi formate din celule lungi, suprapuse din care au disparut peretii transversali. Lungimea lor variaza de la cativa centimetri pana la 1.5 metri.

b.     Tesutul conducator liberian

Asigura circulatia sevei elaborate produsa in colenchimuri si sunt formate din tuburi ciuruite, parenchim liberian si fibre liberiene.

F.     Tesutul secretor

Are ca functie principala elaborarea si acumularea substantelor straine metabolismului general. Ca exemple de substante secretate amintim uleiurile esterice, rasinile, latexul si nectarul, iar ca exemple de tesuturi secretoare avem idioblastele secretoare (celulele izolate) si complexele celulare (ex. glandele nectarine, buzunarele secretoare).

G.   Tesutul senzitiv si de miscare

Pe langa sensibilitatea generala care caracterizeaza celulele vii, la unele plante au aparut celule sau tesuturi specializate la receptia unor excitanti ca forta de gravitatie, factorii mecanici, lumina, etc.

a.     Aparatul statolitic determina miscari de curbura numite geotropisme.

b.     Formatiunile    senzoriale tactile sunt dispozitive care favorizeaza perceperea excitatiilor mecanice, determinand seizmotropismele si seismonastiile.

c.      Formatiunile optice servesc la perceperea excitatiilor fotice si produc declansarea fototropismelor sau fotonastiilor.

LEGILE ORGANOGENEZEI:

Modificarea treptata a celulelor conurilor vegetative, fiecare celula parcurgand succesiv etapele intermediare de maturizare pana cand celula se va integra intr-un tesut definitiv cu specificul lui anatomic si functional

Formarea si dezvoltarea organelor plantei prin diferentiere celulara structurala dependenta de mediul extern.

Unitatea perfecta intre forma, structura si functiile organului si intre conditiile de mediu. Schimbarea conditiilor externe determina modificari in structura, functiile si forma organelor vegetative, ca o adaptare a plantei la noile conditii de viata.

Corelatia stransa intre organele plantei pe toata perioada formarii si dezvoltarii lor.

La plantele superioare durata ciclului de dezvoltare variaza in limite largi, pe baza acestui criteriu plantele se incadreaza in doua grupe mari:

i. Plantele care fructifica o singura data in timpul vietii (ex. plantele efemere, plantele anuale, plantele bienale)

ii. Plantele care fructifica de mai multe ori (ex. plantele perene)

Organele vegetative prezinta o serie de proprietati dintre care mai importante sunt polaritatea, metamorfoza, regenerarea, corelatia, simetria si orientarea in spatiu.

Polaritatea este proprietatea organelor de a prezenta doua extremitati cu aspecte morfologice si functii fiziologice diferite. Se intalneste si la plantele inferioare, chiar si la cele unicelulare. In decursul evolutiei speciilor, polaritatea se accentueaza si caracterizeaza nu numai organismele, ci si organele si tesuturile componente.

Metamorfoza (lat.metamorfosis = schimbare) reprezinta transformarile profunde privind forma, structura si functiile acestora, provocate de particularitatile mediului de viata in care se dezvolta planta. Din acest punct de vedere, organele sunt:

Ø     Omoloage - cu forma si functii diferite, dar cu origine comuna (ex. spinii de Berberis vulgaris sunt organe omoloage cu frunzele deoarece poarta muguri axilari)

Ø     Analoage - au aceeasi forma externa, functii identice, dar cu origini diferite (ex. spinii de Prunus spinosa provin din ramuri fata de cei de Berberis vulgaris, care provin din frunze)

Ø     Reduse - apar ca urmare a diminuarii functiilor specifice si au caractere morfologice diferite fata de cele ale organelor din care au provenit (ex. tulpinile plantelor parazite)

Regenerarea este proprietatea plantelor de a-si reface partile distruse, organele detasate sau chiar intreg organul pornind de la parti vii ale sale. Se datoreaza celulelor unor tesuturi definitive care isi recapata capacitatea meristematica.

Corelatia este insusirea plantelor de a se dezvolta armonios, toate organele plantei fiind in relatii reciproce.

Simetria este proprietatea unui organ de a se putea imparti in jumatati prin cel putin un plan de simetrie care sa treaca prin axul organului. Cele doua jumatati sunt nesuperpozabile si se numesc enantiomorfe (lat. enantios = opus, lat. morphe = forma).

Dupa numarul planurilor de simetrie aplicate unui organ vegetal se pot distinge simetria radiala, cand organele se numesc polisimetrice (ex. radacina, tulpina, florile), bisimetria (simetria laterala), cand organele se numesc bisimetrice si monosimetria, cand organele se numesc monosimetrice (ex. frunze cu limbul plat si flori zigomorfe = cu aspect diferit).

Se cunosc organe lipsite de simetrie, denumite organe asimetrice (ex. frunzele de ulm = Ulmus effusa, tei alb = Tilli tomentosa, iarba pisicii = Valeriana officinalis).

Orientarea in spatiu - din acest punct de vedere organele sunt ortotrope (lat. ortos = drept, lat. tropos = directie), ca de exemplu: radacinile si tulpinile cu crestere verticala, si plagiotrope (lat. plagios = oblic), cum ar fi frunzele, ramurile sau tulpinile taratoare.

RADACINA

Este un organ vegetativ cu simetrie radiara care are rolul de a absorbi apa cu sarurile minerale si de a fixa planta in sol. Se dezvolta din radacina embrionului. Se numeste radacina principala si se caracterizeaza prin geotropism pozitiv, portiunea dintre baza radacinii si baza tulpinii se numeste colet.

Ramurile radacinii principale se numesc radicele. Radacinile nu produc niciodata frunze, nu au stomate, nu au clorofila.

Din punct de vedere filogenetic, primul grup de plante la care apare radacina este pteridophita (ferigi). Dupa origine si functie, radacinile pot fi normale, adventive si metamorfozate.

Radacinile adventive apar la alte organe: tulpina, ramuri, frunze. Structura si functiile lor pot fi ca cele ale radacinii normale sau se pot metamorfoza si ele. Ca si exemplu avem plantele monocotiledonate (Allium cepa, Allium sativum, Allium ursinut).

Radacinile metamorfozate s-au adaptat la indeplinirea altor functii.

Ø     Radacini contractile cu rol de a trage tulpinile subterane in straturile mai adanci ale solului unde umiditatea este ridicata (ex. genul Iris - stanjenelul sau Lillium - crinul)

Ø     Radacini fixatoare aeriene - ex. Hedera helix (iedera)

Ø     Radacini proptitoare - se formeaza pe ramurile unor arbori din regiunile padurilor tropicale cu rol de sprijinire a coroanei - ex. Ficus, Zea mays - porumb

Ø     Radacini tuberizate - cu functia de inmagazinare a substantelor de rezerva (Daucus carota - morcov, Solanum tuberosum - cartoful)

Ø     Radacini cu velamen radicum - radacini aeriene cu rol de a absorbi si inmagazina apa

Ø     Radacini cu pneumatofori - radacini care ies la suprafata apei avand un geotropism negativ (taxodium distichum)

Ø     Radacini cu muguri (drajonate, lastari) - Mallus - mar, Cerasus avium - cires, Rosa - trandafir, Syringa - liliac

Ø     Radacini simbionte (simbioza este relatia reciproca avantajoasa dintre doua specii) - radacinile leguminoaselor cu bacterii fixatoare de azot

Ø     Radacini asimilatoare - nu au stomate, ci doar pneumatofori speciali, preiau forma si functiile frunzelor absente

Ø     Radacini transformate in spini - functioneaza ca organe de aparare si se intalnesc la unii palmieri (ex. Acantorrhiza)

Ø     Radacini false (haustori) - se gasesc la plantele parazite si semiparazite si au rol de a perfora tesuturile plantelor gazde pana la vasele conducatoare de unde isi iau substantele hranitoare (ex. Viscum album - vascul, Cuscuta - tortelul)

Ø     Plante fara radacina - absorbtia se realizeaza pe toata suprafata plantei (ex. Salvinia natans - pestisoara)

Tipuri morfologice de radacini:

Dupa raportul dintre radacina principala si radice, se disting radacini, pivotante, fasciculare si ramuroase.

Dupa modul de crestere in adancime si intinderea radacini, se deosebesc radacini in profunzime si orizontale.

Ramificatia radacinii poate fi dicothomica (despicat in doua) si monopoidala (monos = unu, podos = picior).

Anatomia radacinii:

Piloriza are rol de a proteja regiunea meristematica.

Varful vegetativ are aproximativ 1 mm lungime si este cu rol in cresterea apicala a radacinei.

Zona neteda - celulele nu se mai divid, ci se alungesc foarte mult prin cresterea vacuolei si a peretelui pectocelulozic contribuind si la marirea fortei de patrundere in sol.

Zona perisorilor absorbanti coincide cu zona de specializare a tesuturilor definitive primare care alcatuiesc rizoderma, scoarta si cilindrul central. Din celulele rizodermei se formeaza prin radiculari sau sugatori. Are rol de fixare si de a absorbi apa cu sarurile minerale.

Zona aspra are rol de aparare.

Structura primara a radacinii

Printr-o sectiune transversala deosebim de la exterior la interior rizoderma, scoarta si cilindrul central.

Rizoderma este formata dintr-un strat de celule parenchimatice strans unite intre ele cu pereti celulozici. Prezinta din loc in loc trihoblaste din care se formeaza perii absorbanti.

Scoarta

Primul strat al scoartei este exoderma si are rol protector. Dupa exoderma urmeaza scoarta propriu-zisa, formata din mai multe straturi de celule parenchimatice cu pereti subtiri, celulozici, cu spatii intercelulare si substanta de rezerva. Ultimul strat al scoartei se numeste endoderma si are rol de protejare a cilindrului central (stelum).

Cilindrul central este format din periciclu, raze medulare, maduva si tesuturi prozenchimatice (lemnul si liberul).

Tesutul conducator este dispus in fascicole lemnoase si liberiene. Dupa numarul fascicolelor lemnoase, radacina poate fi:

Ø     Monoarha - un singur fascicol lemnos

Ø     Diaarha - doua fascicole lemnoase

Ø     Triarha - trei fascicole lemnoase

Ø     Tetraarha - patru fascicole lemnoase

Ø     Poliarha - mai multe fascicole lemnoase

Structura primara a radacinii la dicotiledonate

Structura primara a radacinii la monocotiledonate

Endoderma reprezinta stratul intern al scoartei, format din celule mai mari, cu ingrosari ale peretilor laterali in forma de potcoava.

Periciclu este format din celule mici. Fascicolele conducatoare sunt in numar mai mare.

Structura secundara a radacinii

Este intalnita la plantele bienale si perene. Se caracterizeaza prin prezenta in structura a tesuturilor secundare sau meristeme secundare care asigura cresterea in grosime. Cele doua meristeme, cambiul si felogenul, functioneaza bifacial. Cambiul sau zona generatoare libero-lemnoasa apare intotdeauna in cilindrul central si produce la exterior liberul secundar, iar spre interior lemnul secundar. Felogenul sau zona generatoare subero-felodermica se formeaza in periciclu sau scoarta. Are forma de inel si produce la exterior suberul secundar, iar la interior felodermul.

Importanta radacinii

Ø     Radacinile subterane, dupa moarte, devin ingrasaminte naturale.

Ø     Radacinile metamorfozate sunt folosite ca sursa de hrana pentru om si animale (ex. sfecla furajera - Beta vulgaris, sfecla de zahar - Beta zaccharifera)

Ø     Pentru continutul lor in cauciuc (ex. Araxocum)

Ø     In confectionarea periilor

Ø     In fabricarea furnicurilor pentru mobila

Ø     Multe radacini sunt utilizate in scopuri medicale (ex. nalba mare - Altheea officinalis - se prepara un emulient folosit in afectiunile cavitatii bucale; matraguna - Artropa belladona - se extrage atropina utilizata ca midriatic in oftalmologie; Gentiana lutea - ghintura - se extrage un produs utilizat ca tonic)

TULPINA

Este un organ cu simetrie radiara, crestere terminala si geotropism negativ.

Functii:

Specifice - sustine planta, conduce seva bruta si seva elaborata

Nespecifice - organ de inmultire vegetativ, depozitarea substantelor de rezerva, in fotosinteza

Primul grup de plante care au o tulpina propriu-zisa sunt speciile din increngatura Briophyta (muschii frunzosi).

Morfologia tulpinii

Organul aerian care poarta frunze se numeste lastar, portiunile mai umflate la care se insera frunzele se numesc noduri, iar segmentele cilindrice dintre ele se numesc internodii. Partea apicala a tulpinii principale sau a ramurilor este nedezvoltata, embrionara, cu internodii foarte scurte, cu frunze reduse, acoperite de solzi protectori numiti catafilesi formeaza mugurele terminal.

In partea centrala a mugurelui se gaseste conul vegetativ, cu celule initiale care prin diviziuni formeaza meristemul primordial. Pe laturile mugurelui activitatea mitotica a celulei este mai intensa si, ca urmare, apar pliuri denumite primordii foliare.

Dupa pozitia mugurilor, se deosebesc mai multe tipuri morfologice:

Muguri terminali sau apicali - situati in varful tulpinii si a ramurilor, conditionand cresterea in lungime

Muguri axiliari sau laterali - se dezvolta la nodurile tulpinii si ramurilor, la axila frunzelor, dand nastere la noi ramuri

Muguri suplimentari - insotesc mugurii axiliari si pot fi colaterali sau seriali

Muguri adventivi - sunt muguri care nu se dezvolta din primordiile conului vegetativ, ci in locuri nedeterminate, pe ramuri, pe radacini sau chiar pe frunze

Dupa organele carora le vor da nastere, mugurii sunt de trei feluri:

Muguri foliari sau vegetativi - formeaza lastari cu frunze, sunt mici si ascutiti la varf

Muguri florali - formeaza ramuri cu flori si inflorescente, sunt globulosi si mai mari

Muguri micsti - dau nastere la frunze si flori

Ø     Mugurii se pot transforma in organe metamorfozate care contin substante de rezerva, care in conditii favorabile dau nastere unei noi plante.

Ramificatia tulpinii poate fi dicothomica, monopodiala si simpodiala.

Ramificatia simpodiala se caracterizeaza printr-un ax principal rezultat prin suprapunerea mai multor ramuri de diferite ordine, tulpina principala are o crestere definita, mugurele terminal dispare sau se transforma, rolul lui fiind luat de mugurele de inlocuire.

Infratirea la graminee (Poacee)

La acestea tulpina prezinta o ramificatie particulara. Inca din embrion se gasesc mai multi muguri axilari care vor forma noi tulpini numite frati. In plus, nodurile de la baza tulpinii contin cate un mugure axilar care va produce o noua tulpina sau un nou frate.

Tulpini supraterane sau aeriene

Dupa forma exterioara, tulpinile pot fi: cilindrice, comprimate, prismatice cu 3, 4 sau 5 muchii.

Dupa organizare, tulpinile se clasifica in tulpini articulate si nearticulate.

Dupa orientarea in spatiu, tulpinile pot fi ortotrope si plagiotrope.

Dupa durata vietii tulpinilor si a numarului de fructificatii, angiospermele se impart in doua categorii: monocartice si policartice. Plantele monocartice se caracterizeaza prin aceea ca infloresc si fructifica o singura data, apoi mor. Ciclul lor de dezvoltare poate dura un an (anuale), doi ani (bienale) sau mai multi ani (plurienale).

Tulpini supraterane metamorfozate:

Ø     Tulpini asimilatoare (ex. Cactacee, Euphorbiacee)

Ø     Tulpini de depozitare (ex. Brasica oleraceea - varza, Brasica oleraceea varietatea gongyloides - gulia)

Ø     Tulpini adaptate la functia de inmultire vegetativa

Ø     Tulpini cu rol de aparare transformate in spini (Prunus spinosa - porumbar)

Tulpini subterane - amintim: rizomi, tuberculi, bulbi si bulbotuberculi.

Tulpini acvatice - amintim: tulpini natante (care plutesc), submerse (scufundate) si amfibii (si sub apa si la suprafata).

Anatomia tulpinii

Varful vegetativ al tulpinii cuprinde zona apicala, zona inelului initial si zona meristemului medular.

Structura primara a tulpinii

Printr-o sectiune transversala a tulpinii se disting de la exterior la interior: epiderma, scoarta si cilindrul central.

Epiderma este formata dintr-un singur strat de celule care au pereti celulari cutinizati sau lignificati. Nu au clorofila. Unele celule se diferentiaza in stomate, peri tectori, secretori sau agatatori.

Scoarta este formata din celule parenchimatice. Aceasta contine endoderma si exoderma. Endoderma este formata dintr-un singur strat de celule pline cu amidon, dar de cele mai multe ori lipseste.

Cilindrul central este format din periciclu, fascicole libero-lemnoase, raze medulare si maduva. Periciclu poate lipsi.

Structura primara la dicotiledonate:

Ø     Epiderma - unistratificata, protejata de cuticula

Ø     Scoarta - pluristratificata, primele straturi contin clorofila, ultimele amidon

Ø     Cilindrul central - nu prezinta periciclu

Ø     Fascicolele libero-lemnoase - dispuse concentric, intre liber si lemn se gaseste cambiul libero-lemnos intrafascicular

Structura primara la monocotiledonate:

Ø     Fascicolele libero-lemnoase nu sunt dispuse concentric si sunt mai numeroase.

Structura secundara a tulpinii se caracterizeaza prin aparitia de noi tesuturi produse de meristemele secundare: cambiul si felogenul. Functionarea cambiului depinde de anotimpuri. Toamna intra in repaos, primavara formeaza noi tesuturi care se suprapun peste cele de anul precedent formand inele anuale.

Importanta tulpinilor

Ø     Tulpinile reprezinta materia prima pentru industria de cherestea, cea de mobila si in fabricarea hartiei.

Ø     Se extrage cauciucul, unele materiale izolatoare, taninuri (coloranti).

Ø     In confectionarea tesaturilor

Ø     Hrana pentru alimentatia omului si animalelor

Ø     Producerea de medicamente pentru tratarea unor boli (ex. tulpinile de coada calului - Equisetum arvense pentru boli produse la aparatul excretor; stejar - Quercus robus, sunatoare - Hyperium perforatum)

FRUNZA

Functiile specifice ale frunzei sunt fotosinteza, respiratia si transpiratia. Pentru indeplinirea lor, frunza prezinta adaptari specifice:

Ø     Suprafata mare

Ø     Parenchim asimilator

Ø     Spatii intercelulare

Ø     Un numar mare de stomate

Alte functii:

Ø     Este organ de inmultire vegetativa

Ø     De aparare

Ø     Depozitarea substantelor de rezerva

Ø     Nutritie carnivora

Simetria este bilaterala, radiara sau asimetrica. Cresterea este definita incetand la cateva zile dupa ce frunza ajunge la dimensiunile caracteristice speciei cand toate meristemele s-au transformat in tesuturi definitive. Frunzele iau nastere din meristemele conului vegetativ, numite primordii foliare.

Tipuri de frunze in dezvoltarea ontogenetica a plantei:

Tulpina produce patru tipuri de organe foliare:

Cotiledoane - sau primele frunze ale plantei, care apartin embrionului

Catafile - sau frunze inferioare, apar in partea inferioara a primordiilor foliare

Nomofile - sau frunze mijlocii, sunt frunzele propriu-zise avand forma caracteristica speciei

Hipsofile - sau frunze superioare, apar ultimele pe tulpina si sunt legate de aparitia florilor si inflorescentelor

Morfologia frunzelor:

Frunza simpla completa este alcatuita din trei parti: limbul, petiolul si baza sau teaca. Exista si frunze incomplete, carora le lipseste una din cele trei parti.

Pentru caracterizarea limbului se iau in considerare forma, varful, marginea, nervatiunea, etc.(ex. forma limbului poate fi eliptica, ovata, lanceolata, triunghiulara, romboidala; baza limbului poate fi rotunda, sagitata, asimetrica, etc; varful limbului poate fi ascutit, rotund, spinos; marginea limbului poate avea incizii mici (crenata, dintata) sau incizii mari (penat, palmat).

Frunzele compuse

Daca inciziile limbului patrund pana la nervura mediana si fiecare lob prezinta un petiol propriu, frunzele se numesc compuse.

Nervatiunea limbului

Frunzele pot fi cu o nervura principala sau cu mai multe nervuri principale.

Petiolul poate fi cilindric, comprimat sau aripat. Frunzele lipsite de petiol se numesc sesile.

Dispozitia frunzelor pe tulpina se numeste filotaxie. Frunzele pot fi dispuse altern sau pot avea o dispozitie opusa sau verticilata.

Variatii ale formei si marimii frunzelor

Cele mai cunoscute variatii sunt:

Anizofilia - este insusirea unor plante de a avea pe ramurile plagiotrope frunze de acelasi fel, dar inegale ca marime, in timp ce pe ramurile ortotrope frunzele sunt egale (ex. Matraguna - Atropa belladonna)

Heterofilia - se caracterizeaza prin existenta pe tulpina a unor frunze de forma diferita dispuse la niveluri diferite (ex. Hedera helix - Iedera)

Mozaicul foliar - se gaseste mai frecvent la arbori cu ramuri si frunzis abundent si la plante de umbra fiind o varietate a anizofiliei (ex. Tilia specie, Begonia specie)

Frunze metamorfozate (ex. frunze cu rol protector, de agatare, nutritiv special - la plante carnivore)

Anatomia frunzei

Importanta frunzei

Ø     In alimentatia animalelor si a omului

Ø     Pentru prepararea ceaiurilor (ex. Theia simensis contine cofeina, Salvia officinalis digitalis specie, Atropa belladonna)

Ø     Din frunzele de Nicotiana tabacum se fabrica tigaretele

Ø     Din frunzele de Mentha si Lavandula spica se extrage parfum

Ø     Obtinerea firelor textile (ex. Inul din Noua Zeelanda - Phormim thenax

Ø     Din Raphia tedigera se obtine rafia

Ø     Frunzele cazute pe sol au rol in formarea humusului

FLOAREA LA ANGIOSPERME

Functia florii este de a produce spori si gameti, de a-i adaposti, de a-i inlesni fecundatia si de a apara zigotul si embrionul pana cand acesta din urma este apt pentru a produce o noua planta.

O floare tipica complet dezvoltata prezinta urmatoarele parti:

Ø     Peduncul (codita)

Ø     Axa florala - latita sau bombata la varf, numita receptacul

Ø     Invelisul floral - reprezentat de sepale si petale

Ø     Organe de reproducere - reprezentate de stamine si carpele

Florile care au atat organe sexuale barbatesti (stamine), cat si organe sexuale femeiesti (carpele), se numesc bisexuate sau hermafrodite. Daca lipseste unul din cele doua feluri de organe sexuale, florile sunt unisexuate.

Plantele cu flori unisexuate pot fi:

Plante monoice - pe acelasi individ exista si flori barbatesti si flori femeiesti (ex. Alunul - Corylus specie)

Plante dioice - prezinta doua feluri de indivizi unii cu flori femeiesti, altii cu flori barbatesti (ex. Canabis specie - Canepa)

Plante trioice - se caracterizeaza prin trei tipuri de flori dispuse pe trei feluri de indivizi (ex. Saponiana specie - Sapunarita)

Plante poligame - pe acelasi individ exista flori unisexuate barbatesti si femeiesti, precum si flori hermafrodite (ex. Cucunis specie - Pepene).

Dispunerea florilor pe tulpina

Cand tulpinile sunt neramificate, ele se termina cu o singura floare numita solitara (ex. Tulipa, Papaver - Macul, Galantus - Ghiocelul). Daca florile sunt dispuse grupat, formeaza inflorescente.

Dupa modul de ramificatie a tulpinii si dupa modul aparitiei florilor pe ramificatii, inflorescentele se clasifica in monopodiale si simpodiale.

Inflorescentele monopodiale se caracterizeaza printr-o axa principala mult mai lunga decat cele secundare cu crestere nedefinita deoarece nu se termina cu o floare (ex. spicul - Vervena officinalis - Urzicuta, racemul - Ribes - Coacaz, Bragicacee - Varza, corimbul - Pirus domestica - Parul, genul Mallus - Mar, umbela - Ciubotica cucului - Primula officinalis, calatidiu - Helianthus specie - Floarea soarelui, spadix - Zea Mays - Porumb).

Inflorescentele simpodiale se caracterizeaza printr-o axa principala alcatuita din mai multe axe de ordine si varste diferite, fiecare terminandu-se cu o floare, deci axa are o crestere definita.

Dupa numarul axelor secundare si directia ramificatiilor, inflorescentele simpodiale pot fi monocaziu, dicaziu si policaziu.

Monocaziul este un simpodium neramificat alcatuit din axe de varste diferite care se diferentiaza unilateral, toate terminandu-se cu o floare.

Dicaziul reprezinta o dihotomie falsa, axul florifer terminandu-se cu o floare de sub care pornesc doua axe secundare egale terminate cu cate o floare.

Policaziul (pleicocaziul) este alcatuit dintr-o axa florifera primara, care sub floarea terminala poarta mai multe axe secundare dispuse in verticul, fiecare terminandu-se cu cate o floare.

Importanta florii

Perioada de inflorire este legata de conditiile ecologice in care traiesc plantele si ea difera pentru aceeasi specie cu altitudinea si latitudinea.

In ceea ce priveste durata infloritului, exista specii la care floarea dureaza trei ore (Hibiscum trionum), sase zile (Lillium Candidum),cateva saptamani (Sambucus nigra - Socul)

Florile sunt folosite pentru prepararea medicamentelor (ex. Tillia tomentosa, Tillia cordata, Verbascum - Lumanarichea, Coada soricelului - Achilea milefolium).

Florile plantelor melifere servesc la obtinerea produselor apicole.

SAMANTA SI FRUCTUL

Dupa fecundatie, ovulul marit si modificat devine samanta, organ caracteristic numai gimnospermelor si angiospermelor, numite din acest motiv spermatofite.

La gimnosperme, samanta are un invelis gros, lignificat, iar la angiosperme semintele sunt inchise in fruct, organ provenit din ovarul modificat si specific doar pentru angiosperme.

Forma semintelor este variata (sferica, cilindrica). Marimea difera, de la seminte care abia se vad cu ochiul liber pana la foarte mari, aproximativ de cateva kilograme (ex. Palmier - Cocos nucifera). Numarul semintelor dintr-un fruct este diferit de la o specie la alta sau chiar in cadrul aceleasi specii. Exista plante cu o singura samanta, zeci de seminte, pana la mii de seminte (ex. Orhidaceea). O samanta matura este formata din tegument, embrion si endosperm secundar.

Importanta semintelor:

Ø     In alimentatia omului si animalelor

Ø     In industria textila

Ø     In industria farmaceutica

Ø     Din semintele de la Castanul salbatic - Aesculus hipoccastanum, din semintele Arborelui de cafea - Cofeea arabica sau din semintele Brandusei de toamna - Colchicum autumnale se extrag principii active folosite pentru prepararea unor medicamente

Ø     Pentru extragerea uleiurilor (ex. de ricin)

Fructul reprezinta gineceul modificat in urma fecundatiei, al carui ovar s-a marit si care contine in interior semintele provenite din ovule. De multe ori la formarea fructului participa si receptaculul, care ia o dezvoltare deosebita ca la capsuni, mere macese sau hipsofilele se lignifica si protejeaza fructele ca la alun, fag, stejar.

Un fruct este alcatuit din pericarp, mezocarp si endocarp.

Dupa consistenta pericarpului, fructele pot fi uscate sau carnoase.

Fructe simple carnoase (ex. baca la tomate, drupa la prun)

Fructe simple uscate (ex. nuca, achema la canepa, cariopsa, pastaia, siligva la varza, capsula la mac).

Unele plante prezinta fructe multiple (ex. Heleborus purpurescens - Spanz, Rubus ideus - Zmeura, Rubus caesius - Mure).

Fructe compuse (ex. ananas, dud, smochin, rodie)

Fructe false - sunt fructele la formarea carora pe langa ovar, participa si alte parti ale florii (ex. capsunile, macesele).

FUNCTIILE PLANTEI

Acestea sunt: functia de nutritie, de respiratie si de reproducere.

NUTRITIA

Plantele au o nutritie autotrofa, heterotrofa si mixotrofa.

Nutritia autotrofa consta in sinteza substantelor organice din substantele anorganice cu aport de energie.

Dupa natura sursei de energie folosita in sinteza substantelor organice, nutritia autotrofa poate fi:

FOTOAUTOTROFA, care utilizeaza energie luminoasa si se realizeaza cu ajutorul fotosintezei.

Factori care influienteaza fotosinteza:

Ø     Intensitatea luminii

Ø     Compozitia spectrala a luminii (maximul de fotosinteza se intalneste la radiatiile rosii)

Ø     Concentratia dioxidului de carbon din atmosfera (concentratia normala este de 0.03 %)

Ø     Concentratia oxigenului din atmosfera

Ø     Temperatura (optimul termic al fotosintezei este situat intre 25 - 30⁰ C la plantele de origine nordica si 35 - 40 ⁰ C la cele de origine sudica (minimul in Romania pentru fotosinteza este de - 6⁰ C, iar maximul 42 - 45⁰ C)

Ø     Apa - reprezinta materia prima pentru fotosinteza, dar intervine si in mentinerea normala a activitatilor celulare

Ø     Sarurile minerale - au o influienta pozitiva la concentratii optime; carenta unui element sau a mai multora provoaca scaderea intensitatii fotosintezei.

CHEMIOAUTOTROFA - energia folosita in sinteza substantelor organice o reprezinta energia chimica rezultata din oxidarea substantelor anorganice, cum sunt hidrogenul sulfurat, acidul azotic, amoniacul, fierul, etc.

Nutritia heterotrofa

Organismele heterotrofe se hranesc cu substante organice gata pregatite de natura vegetala sau animala.

Nutritia heterotrofa este de doua feluri:

SAPROFITA - isi procura substantele organice din resturile vegetale sau animale intrate in descompunere sau din apa unde se gasesc dizolvate (ex. fam. Orhidee, specia Cuibusorul pamantului

PARAZITA - este specifica organismelor din regnurile Monera (bacterii), Fungi (ciuperci), Plante si Animale. Substantele organice le iau din corpul organismelor vii.

Un tip de nutritie heterotrofa speciala o reprezinta simbioza (ex. lichenii prezinta o simbioza obligatorie intre o alga verde sau albastra si o ciuperca).

Nutritia mixotrofa este specifica plantelor semiparazite si carnivore.

RESPIRATIA

Plantele prezinta o respiratie aeroba, respiratia avand loc la nivelul tuturor organelor plantei. Frunza constituie organul al carui functie specifica este respiratia, alaturi de fotosinteza si transpiratie. Energia rezultata in respiratie este inmagazinata in molecule de ATP de unde este eliberata in functie de necesitatile celulare.

Importanta respiratiei:

Ø     Este procesul fiziologic in care are loc degradarea oxidativa a substantelor organice la nivelul celulei

Ø     Se manifesta prin consum de substante organice, reactii de oxidoreducere, eliberare de energie si sinteza de ATP

Factorii de mediu care influienteaza respiratia:

Ø     Cantitatea de substante organice

Ø     Gradul de hidratare

Ø     Varsta

Ø     Programul genetic

REPRODUCEREA

Reproducerea asexuata - se realizeaza cu ajutorul germenilor asexuati (spori)

Reproducerea vegetativa - este un tip de reproducere asexuata specializata in care descendentul este generat de un singur parinte. Noul individ rezulta dintr-un fragment al corpului parental. Se realizeaza prin organe vegetative (radacina, tulpina, frunze). Se mai pot realiza prin muguri adventivi de pe radacini, tulpini taratoare sau subterane, prin fragmente de tulpini sau frunze.

Exista metode artificiale de multiplicare:

Ø     Marcotajul

Ø     Butasirea

Ø     Altoirea

Reproducerea sexuata - se intalneste la angiosperme si presupune contopirea a doi gameti de sex opus in procesul de fecundatie rezultand celula ou sau zigotul care continua ciclul de dezvoltare a noului organism.