Өсімдіктердегі қойма органдары: Түйнектер

Кіріспе

Өсімдіктердегі сақтау органы

Түйнек – кейбір өсімдіктердегі қоректік заттарды сақтауға арналған, сабақтан немесе тамырдан пайда болатын кеңейген құрылым. Түйнектер өсімдіктердің қыс немесе құрғақ айларды переживать (көтеріп шығу), энергия мен қоректік заттармен қамтамасыз етуге және жыныссыз көбеюге мүмкіндік береді. Сабақ түйнектері қалыңдаған тамыршалар (жер асты сабақтары) немесе столондар (ағзалар арасындағы көлденең байланыстар) түрінде көрінеді; мысалдары – картоп және ям. Тамыр түйнегі термині тәтті картоп, маниок және георгин сияқты өзгертілген бүйірлік тамырларды сипаттайды.

Терминология

Термин латын тіліндегі "tuber" сөзінен шыққан, ол "дөңгелек, бүршік немесе ісік" деген мағынаны білдіреді. Кейбір авторлар түйір деген анықтаманы тек сабаулардан пайда болған құрылымдармен ғана шектейді, ал басқалары тамыр түйірі терминін тамырлардан пайда болған құрылымдарға қолданады.

Сабақ түбіршектері

Қалыңдыққа жеткен тамыршықтардан немесе столондардан сабақ түбіршігі пайда болады. Түбіршіктің жоғарғы жағынан өсіп, қалыпты сабақтар мен жапырақтар түзіледі, ал төменгі жағынан тамырлар өседі. Олар көбінесе аналық өсімдіктің бүйірінен пайда болады және жиі топырақ бетіне жақын орналасады. Жер астындағы түбіршік әдетте қысқа ғұмырлы сақтау және жаңару органы болып табылады, ол жетілген өсімдіктен тармақталған өркеннен дамиды. Ұрпақ немесе жаңа түбіршіктер аналық түбіршікке жалғасады немесе гипогеогенді (жер астында басталатын) тамыршаның соңында қалыптасады. Күзде өсімдік өледі, бірақ жаңа түбіршіктерде бір басым бүршігі болады, ол көктемде жаңа өркендер өсіріп, сабақтар мен жапырақтар шығарады; жазда түбіршіктер шіріп, жаңа түбіршіктер өсе бастайды. Кейбір өсімдіктер тұқым сияқты қолданылатын кішкентай түбіршіктер немесе түйіршіктерді де қалыптастырады, олар (морфологиясы мен мөлшері бойынша) көшеттерге ұқсас кішкентай өсімдіктерді өндіреді. Кейбір сабақ түбірлері, мысалы, түбірлі бегониялар, ұзақ өмір сүреді, бірақ көптеген өсімдіктерде түбірлер өсімдік толық жапырақтанғанша ғана тіршілік етеді, содан кейін түбір кеудеге айналады. Сабақ түбірлері көбінесе көшеттің гипокотиль бөлігінің ұлғаюынан басталады, бірақ кейде эпикотильдің бірінші немесе екінші түйіні және тамырдың жоғарғы бөлігі де кіреді. Түбір тік бағытта орналасқан, жоғарғы жағында бір немесе бірнеше вегетативтік бүршіктері және төменгі жағында базальды бөлімнен өскен талшықты тамырлары болады. Әдетте түбірдің сопақша келген дөңгелек пішіні болады. Тұмсықты бегониялар, ямс және цикламендер жиі өсірілетін сабақ түбірлері. Миньонетка (Anredera cordifolia) жүзімді өсімдіктерінде әуедегі сабақ түбірлерін өндіреді; түбірлер жерге түсіп, өседі. Plectranthus esculentus, ламиацеалар тұқымдасына жататын, сабағының түбінен түбірлі жер асты мүшелерін өндіреді, салмағы түбіршікке дейін жетеді, ол қосалқы бүршіктерден өсіп, түбірге айналатын қысқа столондарды құрайды. Бұршақтар көбінесе сабақ түбірлерін қалыптастырумен байланысты болмаса да, Lathyrus tuberosus Азия мен Еуропаға тән, онда ол бір кезде егін ретінде өсірілген. Түбірде қалыпты сабақтың барлық бөліктері бар, соның ішінде түйіндер мен аралық түйіндер. Түйіндер – «көздер» және олардың әрқайсысында жапырақ іздері болады. Түйіндер немесе «көздер» түбірдің айналасында спираль бойынша орналасқан, столонға жалғасқан жерге қарама-қарсы ұшынан басталады. Терминалдық бүршік столонға жалғасқан жерден және түбірлерден ең алыс нүктеде пайда болады, сондықтан ол қалыпты сабақ сияқты апикальды үстемдік көрсетеді. Ішінде түбір үлкейген паренхима тәрізді жасушаларда сақталған крахмалмен толы. Түбірдің ішкі жағында кез келген сабақтың типтік жасушалық құрылымы бар, оның ішінде ұяшық, тамыр аймақтары және қабық бар. Түбір бір вегетациялық маусымда өндіріледі және өсімдікті көп жылдық ету үшін және көбейту құралы ретінде қолданылады. Күзде өсімдіктің жер үстіндегі бөлігі өледі, бірақ түбірлер қыста жер астында көктемге дейін тіршілік етеді, онда олар өсіру үшін түбірде сақталған қоректік заттарды пайдаланатын жаңа өркендерді жаңартады. Негізгі өркен түбірден өскенде, өркеннің түбірге жақын жерінде қосалқы тамырлар мен бүршіктер пайда болады. Өркен сондай-ақ ұзын, тік столондарды өндіреді. Столонның ұзартылуы ұзақ күндерде ауксин деңгейінің жоғары болуына байланысты, ол столоннан тамыр өсуіне кедергі келтіреді. Жаңа түбірдің пайда болуына дейін столон белгілі бір жаста болуы керек. Липоксигеназа ферменті картоп түбірлерінің дамуын бақылайтын жасмония қышқылы гормонын синтездейді. Столондар картоптың тұқымынан өсірілген кезде оңай танылады. Өсімдіктер өскен сайын топырақ бетінде түйіндерден столондар пайда болады. Түбірлер топырақ бетіне жақын және кейде тіпті жердің үстінде қалыптасады. Картоп өсіргенде түбірлер кесіліп, топыраққа тереңірек отырғызылады. Бөлшектерді тереңірек отырғызу өсімдіктерге түбірлерді өндіру үшін көбірек орын береді және олардың мөлшері артады. Бөлшектерден өскіндер өсіп, бетке шығады. Бұл өскіндер тамыршақ тәрізді және топырақ ішінде түйіндерден қысқа столондарды өндіреді. Өскіндер топырақ бетіне жеткенде, тамырлар мен өркендер пайда болып, жасыл өсімдікке айналады.

A stem tuber forms from thickened rhizomes or stolons. The top sides of the tuber produce shoots that grow into typical stems and leaves and the undersides produce roots. They tend to form at the sides of the parent plant and are most often located near the soil surface. The underground tuber is normally a short lived storage and regenerative organ developing from a shoot that branches off a mature plant. The offspring or new tubers are attached to a parent tuber or form at the end of a hypogeogenous (initiated below ground) rhizome. In the autumn the plant dies, except for the new offspring tubers, which have one dominant bud that in spring regrows a new shoot producing stems and leaves; in summer the tubers decay and new tubers begin to grow. Some plants also form smaller tubers or tubercules that act like seeds, producing small plants that resemble (in morphology and size) seedlings. Some stem tubers are long lived, such as those of tuberous begonias, but many plants have tubers that survive only until the plants have fully leafed out, at which point the tuber is reduced to a shriveled up husk. Stem tubers generally start off as enlargements of the hypocotyl section of a seedling, but sometimes also include the first node or two of the epicotyl and the upper section of the root. The tuber has a vertical orientation, with one or a few vegetative buds on the top and fibrous roots produced on the bottom from a basal section. Typically the tuber has an oblong rounded shape. Tuberous begonias, yams, and cyclamens are commonly grown stem tubers. Mignonette vine (Anredera cordifolia) produces aerial stem tubers on vines; the tubers fall to the ground and grow. Plectranthus esculentus, of the mint family Lamiaceae, produces tuberous underground organs from the base of the stem, weighing up to per tuber, forming from axillary buds producing short stolons that grow into tubers. Even though legumes are not commonly associated with forming stem tubers, Lathyrus tuberosus is an example native to Asia and Europe, where it was once grown as a crop. The tuber has all the parts of a normal stem, including nodes and internodes. The nodes are the eyes and each has a leaf scar. The nodes or eyes are arranged around the tuber in a spiral fashion beginning on the end opposite the attachment point to the stolon. The terminal bud is produced at the farthest point away from the stolon attachment and tubers, and thus show the same apical dominance as a normal stem. Internally, a tuber is filled with starch stored in enlarged parenchyma like cells. The inside of a tuber has the typical cell structures of any stem, including a pith, vascular zones, and a cortex. The tuber is produced in one growing season and used to perennate the plant and as a means of propagation. When fall comes, the above ground structure of the plant dies, but the tubers survive underground over winter until spring, when they regenerate new shoots that use the stored food in the tuber to grow. As the main shoot develops from the tuber, the base of the shoot close to the tuber produces adventitious roots and lateral buds on the shoot. The shoot also produces stolons that are long etiolated stems. The stolon elongates during long days with the presence of high auxins levels that prevent root growth off of the stolon. Before new tuber formation begins, the stolon must be a certain age. The enzyme lipoxygenase makes a hormone, jasmonic acid, which is involved in the control of potato tuber development. The stolons are easily recognized when potato plants are grown from seeds. As the plants grow, stolons are produced around the soil surface from the nodes. The tubers form close to the soil surface and sometimes even on top of the ground. When potatoes are cultivated, the tubers are cut into pieces and planted much deeper into the soil. Planting the pieces deeper creates more area for the plants to generate the tubers and their size increases. The pieces sprout shoots that grow to the surface. These shoots are rhizome like and generate short stolons from the nodes while in the ground. When the shoots reach the soil surface, they produce roots and shoots that grow into the green plant.

Тамыр түбірлері

Түбірлік тамыр немесе сақтау тамыры – сақтау органы ретінде жұмыс істеу үшін кеңейтілген өзгертілген бүйірлік тамыр. Түбірдің кеңейген бөлігі тамырдың ұшында немесе ортасында пайда болуы мүмкін, не бүкіл тамырды қамтуы мүмкін. Осылайша, оның пайда болуы басқа, бірақ функциясы мен сыртқы түрі жағынан сабақ түбіршегіне ұқсас. Түбірлік тамырлы өсімдіктерге тәтті картоп (Ipomoea batatas), маниок, далия және Sagittaria (жебебас) түрлері жатады. Тамыр түбірлері – өсімдік белсенді өсе алмайтын кезеңдерде қоректік заттарды сақтайтын, бір жылдан екінші жылға өмір сүруге мүмкіндік беретін қалың тамырлар. Тәтті картоптың әдетте көрсететін екіншілік тамырлардың айқын кеңеюі қалыпты тамырдың ішкі және сыртқы жасушалық және тіндік құрылымын сақтайды; олар қосымша тамырлар мен сабақтарды жасайды, олар қайтадан қосымша тамырлар шығарады. Тамыр түбірлерінде түйіндер мен аралықтар немесе кішірейтілген жапырақтар жоқ. Түбірдің бұрынғы өсімдікке бекітілген жақын ұшында жаңа сабақтар мен жапырақтарды өсіретін бүйірлерді құрайтын тәж тіні бар. Түбірдің алыс ұшынан әдетте өзгермеген тамырлар өседі. Сабақ түбірлерінде бұл рет керісінше, алыс ұшы сабақтарды жасайды. Түбірлік тамырлар екі жылдық өсімдіктерге тән: өсімдік бірінші жылы түбірлерді өсіреді, ал өсу маусымының соңында көкөштері көбінесе өліп, жаңа пайда болған түбірлерді қалдырады; келесі өсу маусымында түбірлерден жаңа көкөштері өседі. Жаңа өсімдік өскенде, түбірде сақталған қоры жаңа тамырлар, сабақтар және көбейткіш мүшелерді жасауға жұмсалады; қалған тамыр тіні өсімдіктің келесі буын түбірлерін жаңартумен бірге өледі. Hemerocallis fulva (сары гүлді лилия) және лилияның көптеген гибридтерінің ірі тамыр түбірлері бар; H. fulva жер астындағы столондар арқылы таралады, олардың ұштарында жаңа жапырақтар өседі, олар қалың түбірлерді өсіретін тамырларды жасайды, содан кейін одан да көп столондар жібереді. Тамыр түбірлі өсімдіктерді жаздың соңынан қыстың соңына дейін түбірлерді қазып, бөліп, әр бөлігінде қайта отырғызу үшін тәж тіні бар екеніне көз жеткізу арқылы көбейтуге болады. Тамыр түбірлері адамдар мен жабайы жануарлар үшін бай қоректік көз, мысалы, қаздар жейтін Sagittaria өсімдіктерінің түбірлері.

A tuberous root or storage root is a modified lateral root, enlarged to function as a storage organ. The enlarged area of the tuber can be produced at the end or middle of a root or involve the entire root. It is thus different in origin, but similar in function and appearance, to a stem tuber. Plants with tuberous roots include the sweet potato (Ipomoea batatas), cassava, dahlia, and Sagittaria (arrowhead) species. Root tubers are perennating organs, thickened roots that store nutrients over periods when the plant cannot actively grow, thus permitting survival from one year to the next. The massive enlargement of secondary roots typically represented by sweet potato have the internal and external cell and tissue structures of a normal root; they produce adventitious roots and stems, which again produce adventitious roots. In root tubers, there are no nodes and internodes or reduced leaves. The proximal end of the tuber, which was attached to the old plant, has crown tissue that produces buds which grow into new stems and foliage. The distal end of the tuber normally produces unmodified roots. In stem tubers the order is reversed, with the distal end producing stems. Tuberous roots are biennial in duration: the plant produces tubers the first year, and at the end of the growing season, the shoots often die, leaving the newly generated tubers; the next growing season, the tubers produce new shoots. As the shoots of the new plant grow, the stored reserves of the tuber are consumed in the production of new roots, stems, and reproductive organs; any remaining root tissue dies concurrently to the plant's regeneration of the next generation of tubers. Hemerocallis fulva (orange daylily) and a number of daylily hybrids have large root tubers; H. fulva spreads by underground stolons that end with a new fan that grows roots that produce thick tubers and then send out more stolons. Plants with root tubers can be propagated from late summer to late winter by digging up the tubers and separating them, making sure that each piece has some crown tissue for replanting. Root tubers are a rich source of nutrients for humans and wild animals, e. g. those of Sagittaria plants which are eaten by ducks.