STIINTA


inperspectiva.ro

Dr. Biolog Eugenia Nagoda - Gradina Botanica "Dimitrie Brandza" a Universitatii Bucuresti

Organe metamorfozate la plante

 

 

Tulpinile plantelor acvatice, adaptate la mediul acvatic, prin prezența unor canale aerifere cu rolul de a ușura greutatea plantei facilitând plutirea

 

 

Organele vegetative ale plantelor, rădăcina, tulpina și frunza, au funcții specifice în cadrul plantei. Atunci când funcțiile esențiale devin secundare, ele determină o serie de modificări morfologice și structurale, iar organele respective se numesc metamorfozate, numele provenind de la cuvântul grecesc metamorphosis, care înseamnă schimbare.

Principalele funcții ale rădăcinii sunt de fixare și absorbție, dar, în funcție de mediul în care trăiesc plantele respective, mai pot îndeplini și alte roluri, determinând apariția mai multor tipuri de rădăcini metamorfozate, după cum urmează în continuare.

Rădăcinile contractile, caracteristice speciilor cu bulbi, au capacitatea de a se scurta pentru a adânci mai bine planta în sol conducând la o mai bună fixare (crocuși, viorele, rodul pământului) sau la o etalare mai bună a rozetei bazale de frunze (păpădie, pătlagină).

Rădăcinile supraterane fixatoare sau de ancorare sunt specifice unor plante urcătoare, fixând planta de suportul pe care se ridică (arbori, pereți, ziduri, garduri). La aceste plante există însă și rădăcini normale înfipte în sol. Astfel este iedera care are rădăcinile metamorfozate în formă de ventuze; vanilia, o specie de orhidee, are structuri asemănătoare unor cârcei; iar o altă specie de orhidee (Phalaenopsis schillleriana) rădăcinile fixatoare au forma unor benzi care concresc cu scoarța arborilor suport.

Rădăcinile proptitoare sunt rădăcini adventive care se formează din ramurile unor specii de ficus (F. religiosa, F. bengalensis), ajungând la sol, îngroșându-se și fiind numeroase, cu timpul, alcătuiesc un sistem de susținere foarte puternic. La banalul porumb există la baza plantei rădăcini aeriene proptitoare ca niște arcuri asigurând stabilitate mai mare. La unii arbori tropicali, aceste tipuri de rădăcini se formează la baza trunchiului, lățindu-se, devenind tabulare și asigurând o fixare puternică. Alți arbori tropicali din regiunile inundabile formează asociațiile numite mangrove, deoarece dezvoltă un număr mare de rădăcini proptitoare, asemănătoare unor catalige, adaptate să reziste la acțiunea valurilor, din timpul fluxiului și refluxului (Rhizophora sp., Pandanus sp.).

Rădăcinile înmagazinatoare de apă sunt particulare multor specii de orhidee și bromelii din pădurile tropicale. Ele nu au perișori absorbanți, ci un țesut asemănător unui burete, numit velamen radicum, cu care  absorb și acumulează apa din atmosferă.

Rădăcinile cu pneumatofori sunt specifice unor plante din zonele mlăștinoase, unde aerul pătrunde foarte greu în sol, și de aceea unele rădăcini se ridică la suprafața solului, luând aspectul unor cioturi, numite pneumatofori cu rol în respirație, permițând schimbul de gaze. Cel mai elocvent exemplu este arborele numit chiparos de baltă (Taxodium distichum).

Rădăcinile simbionte sunt simbioze, sau relații de conviețuire, cu bacterii sau ciuperci, benefice pentru ambii parteneri. Astfel există rădăcini cu nodozități, specifice plantelor din familia leguminoaselor, unde bacterii fixatoare de azot formează aceste structuri, bacteriile primind glucide sintetizate de plante și planta primind la schimb azot (trifoi, lucernă, mazăre, lupin, salcâm). Plantele micorizice trăiesc în simbioză cu hifele miceliene ale unor ciuperci, care asigură plantei apa cu sărurile minerale și azotul, primind la schimb de la plantă hidrați de carbon sintetizați în urma fotosintezei (fag, mesteacăn, stejar, plop, pin, brad, alun).


inperspectiva.roinperspectiva.roinperspectiva.roinperspectiva.ro


Rădăcinile tuberizate au ca funcție principală acumularea unor substanțe nutritive de rezervă, precum, amidon, inulină, alcaloizi (morcov, ridichie, hrean, sfeclă, dalie, untișor).

Rădăcinile cu muguri sau drajonante formează niște lăstari numiți drajoni proveniți din muguri, având un rol foarte important în conservarea individului prin regenerarea tulpinilor aeriene (plop, măr, cireș, mur, salcâm, tei, măceș, liliac, pălămidă).

Rădăcinile false caracterizează plantele parazite sau semiparazite, care dezvoltă niște organe speciale de absorbție, numite haustori, cu care absorb apa și substanțele elaborate din planta gazdă (torțel, muma pădurii, vâsc și alte specii).

Plantele fără rădăcini sunt plante adaptate la mediul acvatic care absorb apa pe toată suprafața corpului lor (otrățel de baltă, Salvinia sp. – peștișoară, o ferigă acvatică, Ceratophyllum sp.) sau specii tropicale epifite, precum bromelia Tillandsia usneoides, care absoarbe umiditatea din aer prin toată suprafața tulpinii.

Și în cazul tulpinii există adaptări la condițiile de mediu, care determină apariția mai multor tipuri de tulpini metamorfozate, fie aeriene, fie subterane. Astfel, există plante cu tulpini asimilatoare, la care funcția asimilatoare este realizată de tulpină. Este cazul plantelor suculente care trăiesc în zonele aride și prezintă tulpini cărnoase, bogate în țesuturi care acumulează apa și au frunzele reduse. Un caz particular de tulpină asimilatoare îl constituie cladodiile, tulpini cu creștere nedeterminată, puternic turtite (Genista sagittalis) sau filocladiile care sunt ramuri cu creștere limitată, fiind asemănătoare frunzelor (Ruscus aculeatus – ghimpele). Tot în categoria tulpinilor asimilatoare sunt tulpinile virgate, alcătuite din internoduri lungi, verzi și subțiri cu frunze solziforme (Spartium sp. - sparceta, feriga coada calului – Equisetum sp.).

O altă categorie o reprezintă tulpinile tuberizate, care depozitează diferite substanțe nutritive de rezervă. Astfel, la unele specii se tuberizează (se îngroașă) internodurile (gulie, unele specii de orhidee precum Cymbidium sp. Dendrobium sp., Odontoglossum sp.), la altele se îngroașă axa mugurilor formând tuberule (Ficaria verna – untișor,  Allium sp.) sau se tuberizează frunzulițele care acoperă mugurii rezultând bulbile (Dentaria bulbifera - colțișor, Poa bulbosa – firuță bulboasă). Aceste structuri, tuberulele și bulbilele, într-o anumită perioadă de vegetație se detașează de planta mamă, cad pe sol și se înrădăcinează.

O ultimă categorie de tulpini aeriene metamorfozate sunt cele transformate în spini simpli sau ramificați (Gleditsia triacanthos - glădiță, Prunus spinosa - prumbar, păr pădureț).


inperspectiva.ro

inperspectiva.ro


inperspectiva.ro


Trecând la categoria de tulpinilor subterane metamorfozate, se pot distinge mai multe tipuri de tulpini, precum rizomii, tuberculii și bulbii.

Rizomii sunt tulpini la care se îngroașă și se scurtează internodurile, o tulpină tipică fiind alcătuită din noduri și internoduri. Rizomii poartă muguri, frunze rudimentare și sunt prevăzuți cu rădăcini adventive. Pot avea diverse direcții de creștere, forme și mărimi. Ei sunt foarte răspândiți în lumea vegetală (păpadie, ciuboțica cucului, stânjenei, papură, anemone, lăcrămioare, mentă și altele). O subcategorie a rizomilor sunt stolonii, aceștia fiind structuri cu internoduri lungi și noduri puțin umflate din dreptul cărora se formează rădăcini adventive. Ei au rol în înmulțirea plantei prin îndepărtarea viitoarelor plantele cât mai departe de planta mamă (pălămidă, coada calului, lăcrămioare).

Tuberculii sunt tulpini cu internoduri scurte, groase și bogate în substanțe de rezervă, cu frunzele reduse la niște solzi (cartof, ridichie, nap, brebenei). Ei au și un rol în înmulțirea vegetativă a plantelor. O subcategorie a tuberculilor o reprezintă bulbo-tuberuli, ei fiind tuberculi acoperiți de frunze uscate, care vor da naștere primăvara la o nouă tulpină floriferă (Colchicum sp. Crocus sp., Gladiolus sp. – gladiole).


inperspectiva.ro

inperspectiva.ro


inperspectiva.roinperspectiva.ro


Bulbii reprezintă tulpini disciforme, care au la bază rădăcini adventive, iar în partea superioară un mugure din care se va dezvolta tulpina floriferă. Ei sunt acoperiți de frunze, în care se acumulează substanțe de rezervă. În funcție de felul acestor funze se deosebesc bulbi tunicați și bulbi scvamoși. Bulbul tunicat are frunzele (tunicile) mari și se acoperă complet unele pe altele. Tunicile externe sunt membranoase, uscate și de culoare brună având rol protector, cele interne sunt groase, bogate în materii de rezervă. Frunzele cele mai apropiate de centru sunt subțiri și din ele se vor dezvolta frunzele supraterane (lalele, ceapă, zambile, viorele). Bulbul scvamos este alcătuit din frunze cărnoase, mai mici și mai înguste, care se acoperă unele pe altele precum niște solzi (crini).

 O altă categorie de tulpini metamorfozate o reprezintă tulpinile plantelor acvatice, adaptate la mediul acvatic, prin prezența unor canale aerifere cu rolul de a ușura greutatea plantei facilitând plutirea, reducerea sistemului de vase conducătoare (nuferi, lintiță și altele). Uneori dezvoltă structuri de rezistență numite hibernacule, care cad toamna pe fundul apei pentru a supraviețui iernii (Stratiotes aloides - foarfeca bălții, Sagittaria sp. - săgeata apei, Utricularia vulgaris - otrățel de baltă).

Un ultim tip de tulpini metamorfozate îl reprezintă tulpinile reduse. Ele pot fi transformate într-un fir subțire galben-roșiatic care se înfășoară în jurul plantei gazdă de unde își extrage substanțele hrănitoare, așa cum e cazul speciilor parazite de torțel (Cuscuta sp.). Alte plante acvatice au tulpinile foarte reduse și fără frunze, precum speciile de lintiță (Lemna sp.) și Wolffia arrhiza, cunoscută ca fiind cea mai mică plantă din flora țării noastre și din Europa.

Frunza este un organ cu o plasticitate ecologică foarte mare față de celelalte organe vegetative, de aceea, ca adaptare la factorii de mediu, frunzele metamorfozate se pot clasifica în trei mari categorii în raport cu funcția îndeplinită. Astfel, sunt frunze cu rol protector, cu rol de agățare și cu roluri nutritive speciale.

Frunzele cu rol protector sunt transformate total în spini (dracilă, speciile de cactuși), sau doar parțial (Cirsium arvense - pălămidă, Xanthium spinosum - holeră, Carlina vulgaris - turtă). La salcâm se transformă în spini anexele frunzelor, stipelele.


inperspectiva.ro

inperspectiva.ro


inperspectiva.ro


Frunzele cu rol de agățare sunt transformate total sau parțial în cârcei, structuri care se înfășoară în jurul unui suport susținând planta (mazăre, măzăriche, dovleac, curpen de pădure și altele).

Frunzele cu roluri nutritive speciale sunt adaptate pentru fotosinteză, absorbție sau nutriția mixotrofă. Astfel, sunt filodiile, care au prtea lățită a frunzei (limbul) redusă, iar codița (pețiolul) a preluat funcția de fotosinteză (Bryophyllum verticillatum, Acacia heterophylla). La feriga acvatică, Salvinia natans, există câte trei frunze la fiecare nod al tulpinii, dintre care două plutesc și realizează fotosinteza, iar a treia frunză, numită rizofilă, este submersă, foarte divizată, cu aspect de rădăcină, fiind implicată în procesul de absorbție al apei cu săruri minerale.

Frunzele plantelor mirmecofile au adaptări structurale pentru a adăposti și hrăni furnici, iar ele, la rândul lor apără planta de atacul unor dăunători animali (Tacoca lancifolia, o specie originară din America de Sud, Acacia sp.).

Frunzele cu funcție de nutriție heterotrofă complementară sunt caracteristice plantelor insectivore, cunoscute drept plante carnivore, dar trebuie precizat că e un termen incorect. Aceste plante cresc în medii acide, în tinoave (sfagnete), în soluri turboase, sărace în substanțe nutritive, în special fără azot. De aceea își procură substanțele deficitare capturând și digerând organisme mici, în special insecte, deși realizează și fotosinteza. În acest sens frunzele s-au transformat în adevărate capcane, unele putând efectua anumite mișcări pentru capturare, altele pot produce enzime proteolitice și pot absorbi produsele digestiei. Astfel, Drosera sp. – roua cerului, prezintă peri glandulari lipicioși care atrag insectele. La alte plante frunzele sunt transformate total sau parțial în capcane, precum la Nepenthes sp., Dioneaea sp., Saracenia sp., Pinguicula sp. Există și specii acvatice submerse care au aceste adaptări (Aldrovanda vesiculosa, Utricularia sp.).

 În încheiere trebuie să recunoaștem  marea putere de adaptare a plantelor la mediul lor de viață, să ne inspirăm continuu de la natură și să o respectăm ca sursă primordială, fără de care umanitatea nu ar putea exista.