Структура поверхности листа определяет его взаимодействие со световым потоком, микроорганизмами, окружающим воздухом, содержащим пары воды и пылевые частицы. Функции листа как органа фотосинтеза и транспирации во многом обеспечиваются наличием важнейшей покровной ткани — эпидермиса [1]. Этот природный многофункциональный барьер вносит свой вклад в управление потоками вещества и энергии между окружающей средой и растительным организмом. Изучение поверхности листа, например, структуры эпидермиса, проводится давно, фактически с начала использования микроскопической техники. Однако в последние годы интерес к барьерным свойствам эпидермиса возрос, активно изучаются его экологические функции [3, 4].

Объектами нашей работы служили листья 11 видов древесных растений, как местных (береза повислая, дуб черешчатый), так и интродуцентов — ясеня зеленого и представителей рода Орех, которые давно изучаются сотрудниками ботанического сада: орехи серый, скальный, сердцевидный, маньчжурский, черный, айлантолистный, грецкий, скороплодная форма ореха грецкого.

Внимание!

Если вам нужна помощь с академической работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Отобранные в дендрарии ботанического сада в сентябре 2010 г. пробы листьев древесных растений использовали для подготовки цифровых фото общего вида эпидермиса и определения площади поверхности листовых пластинок адсорбционным методом. Метод основан на применении красителя — метиленового синего, который осаждается на единице поверхности в строго определенном количестве, первоначально был предложен Д. А. Сабининым и И. И. Колосовым для оценки площади поверхности корней и модифицирован Б. И. Якушевым для листьев [2]. После проведения работы с красителем листья высушивали в расправленном состоянии и с помощью палетки определяли их площадь.

Изучая особенности структуры поверхности листьев различных древесных растений, мы сначала определили площадь их поверхности адсорбционным методом и оценили, насколько она превышает их видимые размеры.  Полученные нами данные представлены на рис. 1.

Оказалось, что практически у всех изучавшихся объектов площадь поверхности листьев превосходит их видимые размеры, превышение может составлять от 2 до 10 раз. Максимальное (до 10 раз) превышение площадью поверхности листа его видимой площади характерно для ореха черного (нижняя поверхность) и ореха скального (верхняя поверхность). Для этих листьев также наиболее сильно выражена разница между рельефностью верхней и нижней поверхностей, что заметно по различиям показателей превышения видимой площади для верхней и нижней поверхностей.

Объясняя полученные данные, мы можем предполагать, что сильное превышение площадью поверхности листа соответствует особой рельефности, у верхней поверхности — при выпуклости ограниченных мелкими жилками участков мезофилла, складчатой поверхности листа, возможно, при наличии волосков. Нижняя поверхность листа в большей степени обязана своей повышенной рельефностью выступающим жилкам, опушению.

Что касается показателей кратности превышения площадью поверхности видимых размеров листа, сравниваемые виды растений имели неодинаковые показатели для верхней и нижней сторон листа. В большинстве случаев более «рельефной» была верхняя поверхность листа (у ореха скального, ореха маньчжурского, ореха сердцевидного, ореха айлантолистного, ореха грецкого скороплодного, дуба черешчатого и березы повислой), нижняя поверхность была более рельефной у меньшего числа объектов (у ореха черного, ореха серого, ореха грецкого, ясеня зеленого).

Скидка 100 рублей на первый заказ!

Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете.

Узнать стоимость Гарантии Отзывы

Условно изученные листья можно распределить в следующие группы. Первая — с наибольшей кратностью превышения видимых размеров — 6 раз и более, у орехов черного и скального. Вторая, наиболее многочисленная — с кратностью превышения видимых размеров от 2 до 4 раз, в эту группу мы относим орех маньчжурский, орех сердцевидный, орех айлантолистный,  орех серый, орех грецкий, ясень зеленый, дуб черешчатый и березу повислую. Наконец, только у ореха грецкого скороплодной формы листовая пластинка наименее рельефна, кратность превышения видимой площади поверхностью — 2 и менее.

Полученные цифровые данные мы решили сопоставить с морфологическими особенностями структуры листьев, которые доступны для изучения при микроскопировании. Рассмотрев общую картину поверхности листьев с помощью бинокуляра при увеличении 7х, мы сделали с помощью цифровой фотонасадки фотографии верхней и нижней поверхности листа для каждого из изученных видов растений.

Рассматривая общую картину поверхности листьев, мы обращали внимание на выпуклость участков мезофилла, наличие опушения в виде сплошного покрова или отдельных волосков, рельефность выделения жилок над общей поверхностью.

В целом по особенностям структуры поверхности листьев у видов рода Орех можно отметить следующее. Для листьев ряда видов характерно опушение, особенно заметное по жилкам на нижней поверхности листа, часто формируются пучки — звездочки из крупных волосков. Опушение варьирует от максимально выраженного (орех сердцевидный, нижняя сторона листа) до отсутствия опушения (орехи грецкий и грецкий скороплодный). Общая картина листовой пластинки для большинства изученных видов не может быть использована для точного определения видовой принадлежности изучаемых растений. Возможно, это удастся делать при детальном картировании эпидермиса (с рисунком устьичных клеток).

Лист березы повислой отличается выпуклой поверхностью верхней стороны, отсутствием опушения, кожистой поверхностью и восковым налетом. Нижняя поверхность листа без опушения, имеется восковой налет. Это дерево, в природе обладающее очень обширным ареалом, экологически пластично и способно выживать в разных условиях обитания. Способность березы расти в условиях недостаточного увлажнения может быть связана и со структурой листа. Лист  дуба черешчатого отличается выпуклой поверхностью верхней стороны, отсутствием опушения, кожистой поверхностью и частым жилкованием в виде мелких жилок. Нижняя поверхность листа кожистая, имеет частое жилкование, жилки опушены. Кожистые листья дуба соответствуют его хорошей способности переносить засушливые условия обитания и высокой потребности в освещении.

Таким образом, изучение структуры поверхности листьев 11 древесных растений (2 местных видов и 9 интродуцентов, в том числе 8 — представителей рода Орех) показало заметные различия в структуре верхней и нижней поверхности их листовых пластинок. Верхней поверхности листа в целом присуща большая выпуклость участков, ограниченных группами жилок, нижняя поверхность характеризуется большей рельефностью за счет выступающих жилок и более частым опушением.

Рельефность верхней и нижней поверхностей листовых пластинок обеспечивает увеличение площади поверхности, в результате чего поверхность листа многократно превышает его геометрические размеры. Различий между изученными местными видами и интродуцентами по этому показателю не выявлено.

Закажите работу от 200 рублей

Если вам нужна помощь с академической работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Список литературы:

Лотова Л. И.Ботаника: Морфология и анатомия высших растений: Учебник. Изд 3-е, испр. — М.: КомКнига, 2007. — 512 с.

Якушев Б.И. Исследование растений и почв: эколого-физиологические методы. Минск: Наука и техника, 1988. 71 с. — 25

Haworth M., Mc Elwain J. Hot, dry, wet, cold or toxic? Revising the ecological significance of leaf and cuticular micromorphology // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 262 (2008). P. 79—90.

Koch K., Bhushan B., Barthlott W. Multifunctional surface structures of plants: An inspiration for bimimetics // Progress in Materials Science. V.54 (2009) P. 137—178.