趣談植物的莖
植物在長期的系統(tǒng)發(fā)育過程中,由于環(huán)境的變遷,會引起器官形成某些特殊的適應(yīng),以致形態(tài)、結(jié)構(gòu)都發(fā)生了改變,其中以莖較為常見。莖的變態(tài),有兩種發(fā)展趨向,變態(tài)部分有的特別發(fā)達,有的卻格外退化。無論發(fā)達或退化,變態(tài)的部分都保存著莖特有的形態(tài)特征:有節(jié)和節(jié)間,有退化成膜狀的葉,有頂芽或腋芽。下面就來介紹幾種常見的變態(tài)莖。
根狀莖是地下變態(tài)莖的一種。多年生植物的地下莖,形狀似根,橫臥在地下,有明顯的節(jié)和節(jié)間;具頂芽和腋芽,節(jié)上往往有退化的鱗片葉。由于頂芽和腋芽的活動,莖軸既保持在地下生長,每年又能有新枝長出地面。當(dāng)根狀莖衰老部分死亡,由它產(chǎn)生的地上的新枝會分離,故能進行營養(yǎng)繁殖。竹的根狀莖稱竹鞭,竹鞭上的頂芽能夠不斷向前生長;腋芽又稱竹筍,由此生長地上莖。蓮的地下莖稱為藕,節(jié)較細,節(jié)間粗大,可供食用。白茅的根狀莖繁殖力強,是常見的田間雜草。根狀莖中貯存有大量營養(yǎng)物質(zhì),可供發(fā)育的需要,有的含有藥用物質(zhì)(如纈草)、染料(如木香)和鞣質(zhì)(如翻白草)等。
塊莖是地下變態(tài)莖的一種。地下莖末端形成膨大而不規(guī)則的塊狀,是適于貯存養(yǎng)料和越冬的變態(tài)莖。頂部肥大,有發(fā)達的薄壁組織,貯藏豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。塊莖的表面有許多芽眼,一般作螺旋狀排列,芽眼內(nèi)有2—3個腋芽,僅其中一個腋芽容易萌發(fā),能長出新枝,故塊莖可供繁殖之用。塊莖的頂端具有一個頂芽,如馬鈴薯的塊莖較為典型。馬鈴薯的地下枝條在土層中匍匐生長,當(dāng)伸長9—12厘米時,末端膨大,形成具有短節(jié)間的肥厚塊莖。
球莖是指由地下莖先端肥大而形成的球狀變態(tài)莖。芽多數(shù)集中于頂端,有明顯的節(jié)和節(jié)間,節(jié)上著生有腋芽和退化的膜質(zhì)鱗葉。芋、荸薺、慈姑、魔芋等蔬菜的食用器官都是球莖。
芋的球莖約由20多個節(jié)組成,節(jié)上著生的退化葉鞘覆蓋著球莖,每節(jié)上都有一個芽,按五分之二的葉序在球莖上螺旋狀排列。荸薺和慈姑的球莖著生在匍匐莖的先端。魔芋球莖上部沒有明顯的節(jié),只在基部有幾點較明顯的節(jié)痕,但每節(jié)有一個肥大而突起的芽。這幾種蔬菜都是單子葉植物,其球莖都具有單子葉植物莖的結(jié)構(gòu),有限外韌維管束,中柱不整齊。
球莖也是繁殖器官。播種后從球莖頂芽萌發(fā)到新球莖形成都要經(jīng)過幼苗、莖葉生長、新球莖形成和球莖膨大四個時期。較高的溫度,較強的光照和豐富的氮素營養(yǎng)有利于地上的莖葉生長;較低的溫度特別是較低的夜溫,以及豐富的磷、鉀營養(yǎng)有利于球莖的形成和膨大。
鱗莖是地下變態(tài)莖的一種。鱗莖非常短縮,呈盤狀,其上著生肥厚多肉的鱗葉,內(nèi)貯藏極為豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和水分,能適應(yīng)干旱炎熱的環(huán)境條件。鱗莖也具頂芽和腋芽,可從其上發(fā)育出地上的花莖,開花結(jié)果。從鱗莖盤的下部可生出不定根,每年可從腋芽中形成一個或數(shù)個新的鱗莖,稱為子鱗莖,可供繁殖用。鱗葉的寬窄不一,洋蔥的鱗葉較寬,百合的鱗葉較窄。隨著鱗莖的生長,外鱗葉變得薄而干,有時呈纖維狀,可保護內(nèi)鱗葉不枯萎。百合科、石蒜科的植物,如洋蔥、百合、貝母、蒜等都具有鱗莖。
肉質(zhì)莖是地上莖變態(tài)的一種。莖綠色,肥大多漿液,薄壁組織特別發(fā)達,適于貯存大量水分和養(yǎng)料。肉質(zhì)莖上的葉多退化或形成刺,表皮的角質(zhì)膜發(fā)達,氣孔器少,常陷生,可減少水分蒸發(fā),適于生長在干旱地區(qū)??拷砥さ臄?shù)層皮層細胞含葉綠體,能行光合作用。肉質(zhì)莖的形態(tài)多種,有球狀、圓柱狀或餅狀的,如仙人掌、仙人鞭,大戟科的某些植物和木棉科的紡錘樹均形成肉質(zhì)莖。
葉狀莖又稱葉狀枝,是地上變態(tài)莖的一種,外形扁化或呈線形,內(nèi)部形成綠色組織,能進行光合作用,具有葉的形態(tài)和功能。葉狀莖上的葉常退化為膜質(zhì)鱗片狀、線狀或刺狀,這通常是防止水分流失的一種適應(yīng)性表現(xiàn)。如竹節(jié)蓼、曇花、假葉樹的莖呈扁平狀,文竹、石刁柏、天門冬的莖呈細線葉狀,這些都是葉狀莖,而它們的葉子都已退化為小鱗片狀。據(jù)觀察,葉狀莖的結(jié)構(gòu)是由表皮、基本組織及散列在基本組織中的維管束組成,具有單子葉植物莖的基本特征。
莖刺又稱枝刺,是地上變態(tài)莖的一種。由幼枝變態(tài)而成的刺狀物,具保護作用。莖刺位于葉腋,其維管組織通連莖的內(nèi)部,不易折斷。柑橘、山楂的莖上具有莖刺,皂莢的莖刺能形成分枝,石榴、梨樹可看到由生葉和花的小枝逐漸過渡到莖刺的情況。莖刺與皮刺、葉刺不同,要注意區(qū)分。莖刺是莖的變態(tài),著生在葉腋處,即分枝的位置,緊挨其下應(yīng)著生葉柄和葉片,莖刺不易掰動,其維管組織與莖的維管組織相連;葉刺是葉的變態(tài),著生在葉的位置,緊挨其上應(yīng)有芽或分枝,但仙人掌的刺由于長在肉質(zhì)莖上,所以也認為是葉刺;皮刺是由表皮形成的,與維管組織無聯(lián)系。
莖卷須是地上莖變態(tài)的一種,多見于藤本植物。在植株的莖節(jié)上生長出的枝條,常常變成一種須狀的攀附物,借以纏繞于支持物上,牽引植物向上攀緣生長。如黃瓜和南瓜的莖卷須發(fā)生于葉腋,相當(dāng)于腋芽的位置,而葡萄的莖卷須是由頂芽轉(zhuǎn)變來的,在生長后期常發(fā)生位置的扭轉(zhuǎn),其腋芽代替頂芽繼續(xù)發(fā)育,向上生長,而使莖卷須長在葉和腋芽位置的對面,使整個莖成為合軸式分枝。