Рост и развитие растений
Рост — это необратимое увеличение размеров и массы как целого организма, так и отдельных его частей. Рост растений обусловлен делением и ростом клеток. Благодаря этому образуются новые ткани и органы.
Вы уже знаете, что высшие растения растут на одном месте. При неблагоприятных условиях они, в отличие от большинства животных, не могут оставить место рост в поисках нового. Поэтому растениям крайне необходим прирост всех частей, благодаря чему они охватывают наибольшую жизненное пространство.
Высшие растения растут за счет образовательных тканей, клетки которых способны делиться. Согласно размещения образующей ткани различают верхушечный и вставной типа роста органов. Верхушечный рост обеспечивают образующих ткани конуса нарастания побега или зон разделения и растяжения корня. Существуют и вставные образующих ткани. Они расположены в основе междоузлия некоторых растений. Например, у злаков (пшеницы, кукурузы, риса) за их счет удлиняются междоузлия и растет стебель.
Утолщение органов осуществляется за счет боковой образующей ткани. Как вы помните, этот тип образовательных тканей называют Камбио. Благодаря росту происходят и определенные движения растений.
Какие сезонные явления наблюдают в жизни растений? В жизни растений, как и в жизни животных, наблюдают определенные сезонные явления (рис. 125). Рис. 125. Растение весной (1), летом (2), зимой (3) Рост растений может быть непрерывным или периодическим. По непрерывного роста, который присущ большинству однолетних растений и многим тропическим видам, размеры всего организма или отдельных его частей увеличиваются постоянно. Периодическое прекращение роста в тропических растений обусловлено наступлением засушливого сезона. На большинстве территорий земного шара постоянно меняются сезоны года — весна, лето, осень, зима. Поэтому рост многолетних растений умеренных широт характеризуется периодичностью: зимой рост растений прекращается, а весной возобновляется (рис. 125). Итак, в условиях периодического роста периоды интенсивного роста чередуются с периодами покоя. Покой у растений — это приспособление к переживанию неблагоприятных условий (зимних холодов, летних засух), когда процессы жизнедеятельности почти прекращаются. В состоянии покоя может находиться все растение, так и ее отдельные органы (спящие почки, клубни, корневища, семена). Особенно важное значение имеет переход к состоянию покоя почек и семян. Сигналом к глубокого покоя и прекращения ростовых процессов у растений холодного и умеренного климатов является укорочение продолжительности светового части дня и понижение температуры. Для растений южного происхождения (сирень, вишня) даже снижение ночных температур является сигналом для перехода к состоянию покоя. Этот сигнал у растений воспринимают листья, а при их отсутствии — почки. Изменения продолжительности светового периода суток влияют, в частности, на скорость и сроки роста и цветения растения, ноября (рис. 126). Реакцию растений на изменение продолжительности дня и ночи называют фотопериодизмом. Весной увеличения продолжительности дня для растений является сигналом до распускания листьев, цветение и плодоношение. Изменение продолжительности светового периода суток воспринимают листья. В них образуются вещества, обусловливающие развитие цветочных почек. Рис. 126. Растения, которые росли в условиях укороченного (1) и удлиненного (2) светового дня Как растения развиваются? Часто мы говорим, что растение растет и развивается, не задумываясь, как отличаются эти два понятия. Развитие растений тесно связан с их ростом, но это не одно и то же. Развитие — это качественные изменения, которые последовательно происходящих в организме и его отдельных частях протяжении жизни. Примером развития является образование цветка. Отдельные ее части также растут, но в целом ее появление — новое качественное состояние всего растительного организма. Поэтому цветения — показатель определенного этапа развития. Развитие растений происходит в несколько последовательных этапов. Прежде всего в цветочных растений выделяют зародышевый и послезародышевый периоды развития. Зародышевый период берет начало от оплодотворения яйцеклетки и до момента прорастания семени. А после прорастания наступает послезародышевый период. Он охватывает этапы ростка, молодости, зрелости и старения (рис. 127). Рис. 127. Этапы развития растения Этап ростка, как вам уже известно, длится от момента прорастания до формирования первых зеленых листьев. В настоящее время росток питается за счет запасных питательных веществ семени. Этап молодости-период жизни от появления первых зеленых листьев до цветения. В это время растение усиленно растет и формируются все ее вегетативные органы. Молодое растение, в отличие от ростка, питается благодаря фотосинтезу. Дальнейшее развитие одно-, двух-и многолетних растений происходит по-разному (рис. 128). Однолетние растения (например, укроп, горох, огурцы) в течение года полностью заканчивают рост, цветут, образуют плоды и семена и отмирают. Продолжительность их молодости незначительна: уже через 30-40 дней после прорастания они образуют цветки и вскоре плодоносят. В двухлетних растений (например, у капусты, моркови) в течение первого года жизни развиваются только корни и побеги с листьями. А на второй год они образуют цветки, плоды и семена, после этого отмирают. Многолетние травы часто могут цвести и плодоносить в течение нескольких лет, однако все их надземные части отмирают ежегодно (например у ландыша, пырея, хрена). Деревья и кусты (яблоня, дуб, крыжовник, лещина, смородина) достигают своих наибольших размеров через десятки лет. Первое цветение и плодоношение у них наступает только через несколько лет (иногда — через год после прорастания). Плодоносят такие растения на протяжении многих лет. Этап зрелости продолжается со времени первого цветения до потери способности образовывать семена и плоды. Со временем даже растения с большой продолжительностью жизни прекращают образование генеративных органов. Наверное, вы замечали, как старые плодовые деревья постепенно все реже цветут, перестают плодоносить. Новые побеги на них почти не образуются, старые засыхают и отпадают. В стволах старых деревьев часто образуются отверстия — дупла, они подгнивают и отмирают. Наступает завершающий этап жизненного цикла растений — старение. Старение — закономерные процессы развития растений, связанные с возрастными изменениями. Эти изменения ограничивают приспособительные возможности рос- лин и постепенно обусловливают их отмирание. Этот этап длится от последнего плодоношения к гибели организма. Рис. 128. Развитие одно-, двух-и многолетних растений Все преобразования, происходящие в организме от его зарождения до отмирания, называют индивидуальным развитием. Итак, как мы уже упоминали, организм цветковых растений является целостной системой, в которой рост и развитие различных его органов взаимосогласованные. На эти процессы влияют не только внешние факторы, например различные факторы окружающей среды, но и внутренние. Так, вы помните, что рост и развитие растений регулируют особые биологически активные вещества, которые вырабатываются в самом растении, — фитогормоны. Фитогормоны движутся по растению, ускоряя или тормозя рост определенных ее участков. Термины и понятия, которые нужно усвоить фотопериодизм, развитие, зародышевый и после-зародышевый периоды, индивидуальное развитие Итоги Растениям, как и другим организмам, свойственны процессы роста и развития. Рост может быть непрерывным или периодическим. Развитие растений происходит в несколько последовательных этапов. В жизненном цикле цветковых растений выделяют зародышевый и послезародышевый периоды. Послезародышевый период охватывает этапы ростка, молодости, зрелости и старения. Вопросы для контроля 1. Что такое рост и каковы его виды вам известны? 2. Какие сезонные явления наблюдают в жизни растений? 3. Какие факторы регулируют рост растений? 4. Из каких периодов состоит жизненный цикл цветковых растений? 5. На какие этапы разделяют послезародышевый период жизни растений? Подумайте 1. Чем можно объяснить то, что двухлетние растения цветут и формируют семена и плоды именно на втором году жизни? 2. Как человек может регулировать процессы роста растений?