Organele vegetative la plante

Studiază structura și funcțiile organelor vegetative (rădăcină, tulpină, frunză) la plantele superioare.

Rădăcina: morfologie

Organele vegetative — rădăcina, tulpina și frunza — asigură viața individuală a plantei (hrănirea și creșterea), spre deosebire de organele de reproducere (floare, fruct, sămânță), care asigură perpetuarea speciei.

Rădăcina este organul de regulă subteran, cu două funcții principale: fixarea plantei în sol și absorbția apei cu sărurile minerale.

De la vârf spre bază, rădăcina tânără prezintă zone succesive, în ordinea cerută la examen:

• piloriza (scufia) — un manșon protector care acoperă vârful și îl apără de frecarea cu solul;
• zona netedă (de creștere) — conține meristemul apical și zona de alungire; aici rădăcina crește în lungime;
• zona piliferă (a perilor absorbanți) — regiunea cu peri absorbanți, prin care se absorb apa și sărurile minerale;
• zona aspră — perii absorbanți au căzut, lăsând urme; de aici pornesc radicelele.

După formă, rădăcinile sunt: pivotante (un ax principal dezvoltat — morcov, păpădie), fasciculate (mănunchi de rădăcini aproximativ egale, fără ax principal — grâu, ceapă) și rămuroase (ramificații puternice, la arbori).

Detaliu care cade la grile: perii absorbanți sunt celule epidermice alungite, cu durată de viață scurtă (zile), înlocuiți continuu pe măsură ce rădăcina înaintează în sol.

Rădăcina: anatomie (structura primară)

Într-o secțiune transversală prin zona piliferă, structura primară a rădăcinii prezintă, de la exterior spre interior:

• rizoderma — epiderma rădăcinii, cu peri absorbanți; fără cuticulă și fără stomate, pentru că funcția ei este absorbția, nu protecția împotriva evaporării;
• scoarța — parenchim cortical gros, prin care apa trece spre centru; stratul ei cel mai intern, endoderma, controlează trecerea apei spre cilindrul central;
• cilindrul central (stelul) — conține fasciculele conducătoare.

Particularitatea anatomică definitorie a rădăcinii, cerută explicit la examen: fasciculele de lemn și liber sunt simple și alterne — xilemul și floemul formează cordoane separate, care alternează pe cerc, spre deosebire de tulpină, unde lemnul și liberul stau împreună în același fascicul.

Drumul apei prin rădăcină: păr absorbant → scoarță → endodermă → vase lemnoase, apoi ascendent spre tulpină.

Rădăcini metamorfozate, cu funcții suplimentare: tuberizate, care depozitează substanțe de rezervă (morcov, sfeclă, ridiche), drajonante (dau lăstari noi), cu nodozități la leguminoase — umflături cu bacterii fixatoare de azot din genul Rhizobium, exemplul clasic de simbioză.

Capcană: cartoful NU este rădăcină tuberizată, ci tulpină subterană (tubercul) — dovada sunt mugurii („ochii”) de pe suprafața lui.

Tulpina: morfologie și anatomie

Tulpina este organul de regulă aerian care susține ramurile, frunzele și florile și conduce seva în ambele sensuri: seva brută urcă prin lemn, seva elaborată coboară prin liber.

Morfologic, tulpina prezintă noduri (locurile de prindere a frunzelor) și internoduri (porțiunile dintre noduri), plus muguri: terminali în vârf (asigură creșterea în lungime) și axilari la subsuoara frunzelor (dau ramuri sau flori). Prezența mugurilor și a nodurilor este criteriul sigur prin care recunoști o tulpină, chiar subterană.

Anatomic, structura primară cuprinde: epidermă cu cuticulă (uneori cu stomate), scoarță și cilindru central bine dezvoltat. Aici fasciculele conducătoare sunt libero-lemnoase mixte: liberul și lemnul stau în același fascicul, cu liberul spre exterior și lemnul spre interior — deosebirea-cheie față de rădăcină, unde fasciculele sunt simple și alterne.

La plantele lemnoase se instalează structura secundară, produsă de meristemele secundare: cambiul generează lemn secundar (spre interior) și liber secundar (spre exterior) — activitatea lui sezonieră formează inelele anuale, după care se poate afla vârsta arborelui; felogenul generează suberul protector.

Tulpini metamorfozate: tuberculul (cartof — depozitare), bulbul (ceapă — tulpină scurtă cu frunze cărnoase), rizomul (stânjenel — tulpină subterană orizontală), stolonii (căpșun — înmulțire vegetativă).

Frunza: morfologie și anatomie

Frunza este organul specializat pentru fotosinteză, transpirație și schimbul de gaze.

Morfologic, o frunză completă are trei componente: limbul (partea lățită, verde), pețiolul (codița care îl susține și îl orientează spre lumină) și teaca (baza lățită de prindere pe tulpină). Frunzele pot fi simple (un singur limb) sau compuse (limb divizat în foliole, ca la salcâm sau trifoi).

Anatomia limbului, de sus în jos, este un exemplu perfect de structură adaptată funcției:

• epiderma superioară — acoperită de cuticulă, de regulă fără stomate sau cu puține;
• mezofilul — parenchimul asimilator dintre cele două epiderme, diferențiat în țesut palisadic (sus: celule alungite, bogate în cloroplaste — aici se face cea mai intensă fotosinteză) și țesut lacunar (jos: celule rotunjite cu spații mari cu aer, care ușurează circulația gazelor);
• epiderma inferioară — conține majoritatea stomatelor;
• nervurile — fascicule libero-lemnoase care aduc apa (lemnul) și preiau substanțele produse (liberul).

Stomata este formată din două celule stomatice (reniforme) care delimitează un por — ostiola; sunt singurele celule epidermice cu cloroplaste. Prin stomate intră dioxidul de carbon și ies oxigenul și vaporii de apă (transpirația).

Grilă clasică: stomatele predomină pe epiderma inferioară la frunza obișnuită, dar la plantele plutitoare (nufăr) stau pe fața superioară — singura în contact cu aerul.

Structură și funcție: legătura care se cere la examen

Capitolul se punctează cel mai bine când arăți explicit de ce fiecare detaliu structural servește funcția organului — nu când reciti listele.

• Rădăcina absoarbe: de aceea rizoderma nu are cuticulă (cuticula ar bloca apa), are peri absorbanți care măresc enorm suprafața de contact cu solul, iar vârful e protejat de piloriză ca să poată înainta prin sol.
• Tulpina susține și conduce: de aceea are fascicule conducătoare puternice, țesuturi mecanice periferice (unde solicitarea la îndoire e maximă) și muguri din care se reface și se ramifică.
• Frunza fotosintetizează: de aceea limbul este lat și subțire (suprafață mare de captare a luminii, drum scurt pentru gaze), palisadicul stă sus, spre lumină, lacunarul jos, lângă stomate, iar nervurile aduc apa exact unde este consumată.

Cele trei organe formează un sistem unitar prin țesuturile conducătoare continue: apa absorbită de rădăcină urcă prin lemnul tulpinii până în nervurile frunzei (seva brută), iar produsele fotosintezei coboară prin liber spre toate organele, inclusiv spre rădăcină (seva elaborată), care altfel ar muri de foame în întuneric.

Metamorfozele sunt argumentul suprem al relației structură–funcție: același organ își schimbă forma când preia altă funcție — rădăcina de morcov devine depozit, tulpina de cartof devine tubercul, iar criteriul de recunoaștere rămâne cel structural (mugurii dovedesc tulpina), nu poziția în sol.

Test — 6 întrebări ca la examen