22.08.2019


Как стебли растений выдерживают большие нагрузки

stebli-rastenii

Стебель, если он прямостоящий, несет определенную нагрузку, на него давит масса облиственных веток. Ветер ударяет в крону, она парусит, получается сильное сопротивление, под влиянием которого стебель гнется. В этом отношении различие между деревом и травой невелико.

10 июня 1902 г. на границе Иркутского края и Монголии ученые наблюдали, как глубокий снег выпал уже после того, как листья на березах вполне распустились. На деревьях налипла масса снега, и тяжесть его согнула березы в лесу так, что верхушки их касались земли, образуя правильные дуги. Ученые шли под ними, как под снежными воротами. Когда снег стаял, стволы берез выпрямились. Какая сила смогла выпрямить эти стволы, откуда взялась необходимая для этого упругость?

Ее обеспечили стереомные пучки. Но как должны они быть расположены? Вы берете отрезок стебля с тем расчетом, чтобы его вертикальная ось равнялась одному метру. Вы тщательно вымеряете оба среза и убеждаетесь, что их поверхности параллельны одна другой. Затем следует согнуть этот отрезок стебля и измерить расстояния, отделяющие верхний срез от нижнего.

Опыт показал, что при таких измерениях неизменно оказывается, что ось, проходящая через центр среза, не изменилась и осталась равной 100 см, тогда как все остальные вертикальные оси от выпуклой стороны стебля к вогнутой дадут 105, 104, 103, 102, 101, 99, 98, 97, 96, 95 см. Все они кажутся разными, причем на выпуклой стороне они укажут на то, что часть стебля растянута, а на вогнутой — что она сжата и укорочена. Ткани клеток вогнутой стороны сжались, и, наоборот, ткани клеток выпуклой стороны растянулись, уступая растяжению и сопротивляясь разрыву.

Если принять во внимание, что ветер сгибает стебли изо дня в день и притом в различных направлениях, что при этом отдельные клетки то сжаты, то растянуты, а особенно сильно сжимаются и растягиваются ткани, лежащие ближе к поверхности, например, под эпидермисом, то рождается предположение, что это не может не отразиться на форме клеток.

В растущих тканях, в меристеме, это влияние скажется тем, что клетки станут расти преимущественно вдоль. Важно не прямое механическое растягивание и сжимание, а реакция растущей клетки на определенное механическое раздражение. Клетки сердцевины стебля, на которые сгибание стебля действует слабо, останутся паренхимными, а клетки, располагающиеся близ поверхности, превратятся в волокна стереомных пучков.

Зависимость распределения в стебле механических элементов от давления — вертикального и бокового — была установлена еще в 70-х годах 19 века и затем экспериментально исследована в 20-х и 30-х годах 20 века.

Добавить комментарий