Рост и развитие растений

Рост – это необратимое увеличение размеров и массы растений вследствие увеличесния количества клеток путем их деления, линейного растяжения и внутренней дифференциации. За счет наличия специальных образовательных тканей (меристем) растения могут расти на протяжении всей своей жизни. Интенсивность ростовых процессов зависит от условий освещенности, минерального питания, обеспечения влагой, температуры, продолжительности дня.

Рост растений характеризуется ритмичностью, т.е. процессы интенсивного и замедленного роста чередуются. Например, у растений северных широт рост тормозится с наступлением холодного периода года, а у южных – засушливого сезона. Изменение интенсивности роста зависит также от суточного ритма освещения. Реакцию организмов на соотношение светлого и темного периодов суток называют фотопериодизмом. Он проявляется не только в изменении роста, но и развития растения.

Развитие – это качественные изменения, которые происходят в растительном организме на протяжении его жизни. Все превращения, происходящие в растении в момент зарождения до природной смерти, называют индивидуальных развитием организма (онтогенезом). В нем выделяют зародышевый (эмбриональный) и послезародышевый (постэмбриональный) периоды. Зародышевый начинается от зиготы и продолжается до момента прорастания семени, после чего начинается послезародышевый период, который делится на несколько этапов. Догенеративный – от проростання семени до первого цветения; включает этапы проростка, ювенильный и виргильный. Этап проростка – продолжается от момента прорастания до формирования первых настоящих листьев; растение питается запасными питательными веществами семени. Ювенильный – растение полностью перешло к самостоятельному питанию, но его вегетативные органы отличаются от органов взрослых растений. Виргинильный – растение имеет все типичные признаки взрослых особей, но еще не способно к генеративному размножению. Генеративный – от начала цветения до потери растением способности размножаться с помощью семени. Постгенеративный – характеризуется потерей способности растения к размножению и продолжается до отмирания организма.

Жизненные циклы растения

Жизненным циклом (циклом развития) называют совокупность всех фаз развития, при завершении которых организм достигает зрелости и становится способным давать начало следующему поколению. Большинство высокоорганизованных водорослей и высшим растениям присуще чередование в одном цикле неполового и полового поколений, что обязательно сопровождается сменой ядерных фаз – диплоидной и гаплоидной. Неполовое поколение (спорофит) образует споры, из которых вырастает половое поколение (гаметофит), который продуцирует гаметы. Из зиготы снова прорастает спорофит. У многих водорослей образованная в результате полового процесса зигота делится мейотически, поэтому вся их жизнь (за исключением зиготы) проходит в гаплоидном состоянии. У бурых, красных, некоторых зеленых водорослей и у всех высших растений спорофит является диплоидным, а гаметофит – гаплоидным. Морфологическое строение, мощность развития и продолжительность жизни гаметофита и спорофита у представителей разных отделов растений неодинакова. У многих зеленых водорослей лучше развит гаметофит, а у бурой водоросли ламинарии – спорофит. В цикле развития большинства высших растений (кроме моховидные) преобладает спорофит, который значительно лучше приспособлен к жизни в сложных условиях наземной среды. Гаметофит у них представлен или небольшим заростком (плауны, хвощи, папоротники), или вообще редуцирован до нескольких клеток (у покрытосеменных женский гаметофит представлен 7-клеточным зародышевым мешком, а мужской – 3-клеточеым пыльцевым зерном).

Продолжительность жизни растения

Как и другие организмы, растения имеют неограниченную продолжительность жизни. У разных растительных организмов она может колебаться от нескольких десятков часов (у некоторых водорослей) до нескольких месяцев (у культурных злаков) и десятков и даже тысяч лет (у древесных пород). Высшие растения за продолжительностью жизни делятся на одно-, дву- и многолетние. Но такое деление условно, т.к. в зависимости от условий среды продолжительность жизни растения одного вида может существенно отличаться.

Раздражительность и движения растений

На растительный организм влияют разнообразные внешние факторы: свет, температура, продолжительность светового дня, гравитация и др. растение определенным образом отвечают на эти влияния. Чаще всего такие ответы проявляются в виде двигательных реакций. В их основе лежит присущее всем живым организмам явление раздражительности.

Двигательные реакции растения

Таксисы – передвижения клеток или организма, вызванное определенным внешним стимулом (хламидомонады плывет в направлении к свету – положительный фототаксис, сперматозоиды мхов и папоротников – в сторону веществ, которые выделяет яйцеклетка – положительный хемотаксис). Тропизмы – направленные в сторону ростовые движение органов растений или их частей обусловлены односторонним действием определенных факторов среды (света, земного притяжения, химических веществ, воды, воздуха). Являются следствием того, что стебель или лист с одной стороны растут быстрее, а поэтому могут сгибаться по направлению к раздражителю или от него. Например, побеги имеют положительный фототропизм (к свету) и отрицательный геотропизм (от земли), корни – положительный гео- и гидротропизм (к земле и воде), пыльцевые трубки – отрицательный аэротропизм (от воздушной среды). Настии – ненаправленные движения органов или частей растений в ответ на внешний раздражитель. Происходят или в результате роста, или вследствие изменений тургора. Открывание цветов утром и закрывание их вечером, быстрое складывание листочков мимозы застенчивой в ответ на прикосновение или порыв ветра.