Проблемы нодальной анатомии семейства Campanulaceae

2. Проблемы нодальной анатомии семейства Campanulaceae.

Нодальная анатомия семейства Колокольчиковых изучалась сравнительно мало. Из крупных работ посвященных данной теме можно выделить пожалуй лишь работу Викторова В.П. и Миронова Д.В. «Строение узла у некоторых представителей р. Campanula L.»1996. В ней дана подробная характеристика строения междоузлия исследованных видов. Указано сходство анатомии первичной коры . Несомненно великолепные результаты получены при анализе узла. Так для семи изученных видов характерен однолакунный однопучковый узел, и впервые указывается на наличие в семействе (у Campanula persicifolia) однолакунного трехпучкового узла. У пяти исследованных видов при внедрении веточного и листового листа в стелу стебля образуется единый комплекс проводящих тканей. Указано на различие в скорости и порядке формирования лакун в стеле стебля. Указано на различие в количестве пучков веточного следа в основании листа.

Однако авторы не делают никаких систематических или филогенетических построений на основе полученных данных.

Шулькина Т.В. в своей работе «Биоморфологический анализ семейства Campanulaceae Juss.» (1983). дает подробную характеристику анатомического строения стебля Колокольчиковых, однако не придает большого значения анализу узла, характеризуя его как однолакунный однопучковый, его же она считает исходным для всего семейства.

Некоторые попытки изучения нодальной анатомии Колокольчиковых предпринятые автором (Ермаков 1998; Ермаков, Викторов 1999; Викторов, Ермаков 2000) показали сильную вариабельность в строении узла многих представителей семейства. Так указана возможность формирования как однолакунного одно- так и трех пучкового узла для большинства видов р. Campanula. Для рода Michauxia отмечена возможность формирования нескольких лакун. Таким образом поставлено под сомнение исходное однолакунное однопучковое строение узла предковой формы Колокольчиковых. Так же указывается на несотоятельность утверждения константности строения узла.

Глава 4. Экспериментальная часть.

В этой главе мы приводим описание внутреннего строения междоузлия и узла у изученных видов семейства.

Строение междоузлия.

Исследованные виды семейства Campanulaceae имеют единый общий план строения стебля на уровне междоузлия. Отчетливо выделяется эпидермис, первичная кора и центральный цилиндр, последний занимает примерно две трети площади поперечного сечения стебля.

Эпидермис у всех видов имеет сходное строение и представляет собой плотный слой клеток, оболочки у которых значительно утолщены.

У некоторых видов эпидермис лигнифицирован (C. rapunculoides, A. vidalii). У многих видов эпидермис несет кроющие волоски.

Наибольшие отличия в области междоузлия приходятся на первичную кору. Ее принято делить на три зоны: экзодерму, основную паренхиму и эндодерму. Из 33 исследованных видов типичная экзодерма, представленная одним или несколькими слоями пластинчатой колленхимы присутствует у

C. latifolia, C. trachelium, C. rapunculoides. У C. linifolia, C. garganica, C. portenschlagiana, С. rotundifolia экзодерма не выражена. У остальных видов колленхима локализована в ребровидных выростах.

Основная паренхима представлена хлорофиллоносными клетками. У разных видов хлоренхима отличается размером клеток, интенсивностью окраски, плотностью и количеству слоев.

Эндодерма сходна у всех видов. Она выражена б.м. отчетливо и представлена слоем плотно сомкнутых клеток, поперечные оболочки которых утолщены. Эндодерма является крахмалоносным влагалищем и выполняет запасающую функцию.

Проводящая система имеет амфифлойное кольцевое строение. У всех видов мощность ксилемы превышает таковую флоэмы. У многих видов с внутренней стороны ксилемного кольца находятся разные по величине группы внутренней флоэмы. Этот признак видоспецифичен. Вопрос происхождения внутренней флоэмы дискутивен.

На момент исследования камбий не прослеживался, т.к. дифференцировался к моменту цветения.

Сердцевина, как правило заполнена крупными паренхимными клетками. У многих видов процессе онтогенеза центральные клетки разрушаются и в центре образуется полость.

Таким образом прослеживается общий план строения стебля на уровне междоузлия характерный для всех травянистых растений.

Особняком стоит Azorina vidalii, являясь, по существу, карликовым деревцем. Однако для исследования отбирались молодые неодревесневшие побеги, поэтому общее их строение не отличалось от других исследованных видов.

Строение узла.

Целесообразно описать строение узла исследованных видов по группам. Для рода Campanula группы соответствуют подсекциям систематической классификации Федорова (Флора СССР. 1957), секции указаны отдельно. Для других родов, группы соответствуют изученным видам.

При анализе структуры узлов мы обращали внимание на следующие группы признаков, по которым выявлялись наиболее значительные отличия в строении узлов:

Формирование и строение лакуны стебля.

Последовательность внедрения листового и веточного следов в центральный цилиндр.

Количество пучков листового следа у основания листа.

Количество лакун и пучков при объединении листового следа и центрального цилиндра.

Наличие или отсутствие внутренней флоэмы.

Последовательность объединения первичных тканей стебля, почки и листа.

Род Campanula L.

Секция Medium DC.

Группа 1. (подсекция Triloculares Boiss)

Включает четыре из исследованных вида:

C. sibirica L.

C. longistyla Fomin.

C. komarovii Maleev.

C. hohenackeri Fisch. et May.

Все виды имеют сходное строение узла:

По мере приближения к узлу поверхность стебля со стороны отхождения листа уплощается и даже несколько прогибается внутрь. Еще до объединения первичных тканей стебля и почки, в центральном цилиндре стебля начинается формирование лакуны для внедрения проводящих пучков почки (веточного следа) и листа (листового следа). Лакуна (L1) формируется с двух сторон. В ксилеме прорыв образуется со стороны сердцевины и заполняется паренхимой по форме схожей с паренхимой сердцевины. Несколько позже со стороны первичной коры завершается формирование лакуны. Она заполняется клетками близкими по форме с клетками коровой паренхимы.

Веточный след представляет собой флоэмное кольцо, на внутренней стороне которого расположены отдельные сосуды или их группы . Одновременно с завершением образования лакуны (L1) центрального цилиндра, в кольце проводящих тканей веточного следа образуется прорыв (1₁).На этом же уровне происходит объединение первичных тканей почки и стебля. Ниже по узлу ближайшие проводящие элементы следа под большим углом приближаются к стели и начинают внедряться по краям L1-лакуны.

На этом же уровне происходит объединение тканей стебля и листа. Проводяшая система последнего на данный момент имеет крупный медианный пучок (М-пучок) изогнутой формы и несколько (6-14) округлых латеральных по обеим сторонам листовой пластинки. По мере "срастания" тканей стебля и листа происходит последовательное объединение латеральных пучков листового следа и их слияние с медианным пучком.

Ниже по узлу элементы веточного следа внедряясь в центральный цилиндр, расходятся на две части, образуя лакуну (1₂) для листового следа. После ее образования к веточному следу присоединяется М-пучок, который уже объединился с двумя латеральными. В результате образуется единый комплекс проводящих тканей листа, почки и стебля.

Латеральные пучки могут объединяться с медианным задолго до внедрения последнего в лакуну стебля. Однако возможны варианты образования единого пучка в момент включения его в стелу . В некоторых узлах латеральные пучки листового следа не объединяются с медианным, а внедряются вместе с ним в общую L-лакуну. Таким образом, для данной группы характерен как однолакунный однопучковый узел, так и однолакунный трехпучковый.

После окончательного внедрения комплекса листового и веточного следов в L-лакуну, форма стебля постепенно восстанавливает очертания характерные для междоузлия.

Таким образом, в строении узла группы 1 можно выделить следующие особенности: