Дайте определение понятию «развитие растений». Опишите этапы развития растений. Охарактеризуйте факторы, влияющие на рост и развитие растений.
Развитие — это качественное изменение компонентов организма, при котором имеющиеся формы или функции превращаются в другие.
Развитие растений или онтогенез характеризуется тем, что на переход растения из одной фазы онтогенеза в другую действуют очень большое количество факторов, причем часто необходимо их совокупное действие.
Различают следующие типы онтогенеза растений:
По продолжительностионтогенеза растения делят на:
Однолетние растения подразделяют на
· эфемеры — растения, онтогенез которых совершается в 3—6 недель;
· яровые — растения (зерновые, зернобобовые), вегетационный период которых начинается весной или летом и завершается в это же лето или осенью;
· озимые — растения, вегетация которых начинается осенью и завершается летом или осенью следующего года.
Двулетние растения в первый год жизни образуют вегетативные и зачатки генеративных органов, во второй год проходят цветение и плодоношение.
Многолетние растения (кормовые травы, плодовые и ягодные культуры) имеют продолжительность онтогенеза от 3. 10 до несколькихдесятковлет.
Однолетние и многие двулетние (морковь, свекла, капуста) растения относятся к группе монокарпических растений или однократно плодоносящих. После плодоношения они погибают.
У поликарпических растений плодоношение повторяется ряд лет (многолетние травы, ягодные кустарники, плодовые деревья). Деление растений на монокарпические и поликарпические условно. Так, в тропических странах хлопчатник, клещевина, томат и другие развиваются как многолетние поликарпические формы, а в умеренных широтах — как однолетние. Пшеница и рожь — однолетние растения, но среди них имеются и многолетние формы.
Основные возрастные периоды. Выделяют 5 возрастных периодов:
эмбриональный — образование зиготы;
ювенильный — прорастание зародыша и образование вегетативных органов;
зрелость — появление зачатков цветков, формирование репродуктивных органов;
размножение (плодоношение) — однократное или многократное образование плодов;
старение — преобладание процессов распада и малоактивности структур.
Свет определяет многие фотобиологические явления: фотопериодизм, фотоморфогенез, фототаксисы, фототропизмы, фотонастои и др. Наиболее активно регулируют рост красные и синефиолетовые лучи.
По отношению к фотопериоду растения делят на три группы:
· растения короткого дня (цветение при длине дня меньше 12 часов) (хризантема, георгин, топинамбур, просо, сорго, табак),
· растения длинного дня (цветение при длине дня больше 12 часов) (астра, клевер, лен, лук, морковь, свекла, шпинат),
· нейтральные растения (цветение не зависит от длины дня) (подсолнечник, гречиха, бобы, рапс, томат).
Требования растения к температуре меняются с возрастом, различны у отдельных органов растения (листья, корни, плодоэлементы и др.). Для роста большинства растений России нижняя температурная граница соответствует температуре замерзания клеточного сока (около -1. -3 °С), а верхняя — коагуляции белков протоплазмы (около 60 «С).
Различают растения теплолюбивые — с минимальными температурами для роста более 10 «С и оптимальными 30-35 «С (кукуруза, огурец, дыня, тыква), холодостойкие — с минимальными температурами для роста в пределам 0-5 «С и оптимальными 25-31 «С.
При недостатке воды торможение роста наступает раньше всех других физиологическа, процессов и функции. Поэтому хорошее водоснабжение является обязательным условием интенсивного роста и продуктивности растений.
Содержание О2. Рост растений резко тормозится при снижении в воздухе содержания кислорода до 5 % (объемных), а в безкислородной среде прекращается.
Содержание СО2. Содержание СО2 в воздухе (0,03 %) недостаточно для оптимального фотосинтеза, а следовательно, и роста. Однако избыток СО2 в воздухе, снижая рН клеточных стенок, стимулирует кратковременный рост тканей, что наряду с затенением может быть причиной вытягивания нижних междоузлий хлебных злаков в загущенных посевах и их полегания.
Нормальный рост возможен лишь при достаточном сбалансированном снабжении растения необходимыми элементами минерального питания. Однако высокий уровень минерального (особенно азотного) питания приводит к росту вегетативных органов в ущербу генеративным, что полезно при возделывании многолетних трав на корм и зеленных овощных культур, однако снижает урожай семян и их качество.
Многие пестициды, используемые для борьбы с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур, первоначально угнетают рост защищаемых растений. Поэтому особое значение имеет правильный выбор доз, способов и сроков внесения препаратов.
Дерево растёт неравномерно — наблюдается суточная периодичность роста. Наюге растёт преимущественно ночью, на севере — днём.Годичная периодичность зависит от внутренних и внешних причин.Наибольший прирост органической массы дерева в средней полосе происходитв июне. Дерево потребляет максимум воды и минеральных веществ. Рост побеганачинается весной и заканчивается летом, ещё задолго до наступления холодов.Период покоя имеет не только конус нарастания, но и камбий в стволе и ветвях.В августе — сентябре камбий замедляет свою деятельность, а затем прекращаетеё и больше не делится совсем до весны. Весной камбий просыпается при болеенизких температурах, чем засыпает. Начало периода покоя у конуса нарастанияи камбия совпадает с листопадом и закладкой почек на побегах. Различают глубокий покой — никакими внешними воздействиями вызвать ростне удаётся, заложено в генетике.
Вынужденный покой — рост сдерживается лишь внешними условиями,например низкой температурой. В глубоком покое деревья находятся в течениеосенних месяцев (август-ноябрь). Глубокий покой переходит в вынужденный.Из состояния вынужденного покоя растение можно вывести методом тёплыхванн на 9-12 часов в тёплую воду. Можно получить букет цветущей сирени иличерёмухи в январе.
Глубина и длительность покоя растения зависят от свойств, закреплённых в его наследственности. Осенние осадки, поливы, азотные удобрения задерживаютнаступление покоя. Засуха, летняя жара, фосфорные, калийные удобрения -ускоряют. Глубокий покой переживают почки годичных побегов и камбий. Неимеют глубокого покоя корни. Если есть влага, корни растут бесконечно. Корниели прекращают рост при температуре — 5,9 град, во второй декаде октября.Сосна — в первой декаде, когда почва имела температуру — 6-8 град.Наиболее продолжительный и глубокий покой имеют бук, клён остролистный,дуб.Разный покой у семян. Семена ивы, берёзы, ели, сосны прорастают сразу послесозревания, покоя нет. Период покоя имеют — пихта, бук, кедр, ясень, граб, клён,липа и даже при благоприятных условиях прорастают лишь на следующий год.Стратификацией можно нарушить глубокий покой у семян. Охлаждение длянормального роста и развития проростков. Воздействуя на семена веществами -Н-1, альфа-нафтилуксусной кислотой, метиловым эфиром можно продлитьпокой семян. Припудривая клубни картофеля раствором Н-1 можно хранить 2-3года.
Источник
Эволюция растений (кратко)
Эволюция растений – это процесс исторического развития представителей царства Растения.
Сущность эволюции растений
На сегодняшний день известно более 400 тысяч видов представителей флоры. Они произошли от нескольких групп древних морских растений. При этом виды, которые исчезли с лица Земли, не входят в это число, так как они не смогли адаптироваться к достаточно сложным изменениям окружающей среды.
Ученые – палеоботаники установили характер распределения растительного покрова по поверхности Земли, а также основные тенденции его смены. Несмотря на обилие полученных данных этот процесс был достаточно сложным. Это обусловлено тем, что у растений нет твердого скелета и найти их остатки в глубинных слоях почвы достаточно сложно.
Но эта проблема решается обнаружением ранних форм флоры в отложениях ила и различных горных породах. Возраст таких находок составляет около трех миллиардов лет. Растения стали важнейшим звеном в цепи питания животных.
Фактически растения способствовали преобразованию окружающего мира и атмосферы всей планеты, сделав ее пригодной для существования животного мира. Углекислый газ преобразуется растениями в процессе фотосинтеза. Также в ходе этого процесса образуются органические вещества.
Растения составили основу пищевой цепи, что было обусловлено их способностью использовать солнечный свет для производства основных классов органических веществ. Тем самым эволюция растений обусловила эволюцию животного мира.
Этапы эволюции земной флоры
Считается, что процесс эволюции растений весьма медленный и естественный отбор действует в сторону приспособления к изменениям среды, а не просто изменениям, как таковым. Древнейшие представители растительного мира не могли обходиться без воды, у них не было специализированных приспособлений для проживания на суше.
Самыми древнейшими из известных сегодня растений были низшие водоросли. Они являлись одноклеточными и все их жизненные функции выполнялись одной единственной клеткой, как целостной системой. Крайне примитивной группой живых организмов были и сине-зелёных водоросли или цианобактерии, в клетках которых отсутствовало ядро.
Многоклеточные организмы возникли несколько позже и процесс их развития был не таким быстрым. Считается, что они были сходными с морскими водорослями я.
Все вышеописанные события проходили около 590 млн. лет назад предположительно в кембрийский период. В то время образовались более 900 видов живых организмов. В силурийский период растения начали выходить из воды на сушу и постепенно стали ее заселять. Среда обитания всего живого мира в то время находилась в океанах. К жизни в пресной воде адаптировалась только небольшая группа водорослей. Это стало возможным только при наличии полноценной проводящей ткани.
Считается, что в дальнейшем из воды вышли первые растения, при этом их нижняя часть постоянно находилась в заболоченном грунте. Влажная среда обитания также была необходима таким растениям как:
Предшественниками цветковых растений стали голосеменные растения, среди которых преобладали хвойные деревья, и они нуждались в ветре для рассеивания собственных семян и опыления. В то время не было насекомых, поэтому опыление ветром было наиболее приемлемым способом.
Современные цветковые растения развивались одновременно с насекомыми.
Покрытосеменные – это отдел растений, который получил наибольшее распространение среди ныне существующих растительных организмов. Эта группа растений имеет цветок и плод, а также способна образовывать эндосперм в результате процесса двойного оплодотворения.
Покрытосеменные – это цветковые растения.
Их семена заключены в плодолистики. Разными путями протекала эволюция этих растений. Как насекомые, так и ветер играют важную роль в опылении этих растений. Отдельными видами насекомых или птиц опыляются некоторые из них. Способы разброса семян также весьма разнообразны.
Наземные растения, прежде чем переместится в более засушливые районы должны были сформировать репродуктивную систему, которая способна нормально функционировать в воздушной среде .
Тело таких растений, которые образовались в более позднее время, включало в себя:
Что касается корней, то они появились уже у наземных растений и приобрели способность накапливать вещества и «качать» воду с минеральными веществами. Для эволюции растений характерно наличие стабильного неизменного темпа, в том числе и в контексте эволюции вегетативных органов.
Таким образом, можно утверждать, что первыми предшественниками растений были бактерии, способные размножаться с поразительной скоростью. В дальнейшем появились сине-зелёные водоросли, которые были обнаружены в некоторых горных породах. Это доказывает их принадлежность к способным к фотосинтезу, древнейшим видам. Микроскопические одноклеточные безъядерные организмы – это большинство сине-зеленых водорослей.
Первые растения распространялись преимущественно в океанах и могли вести колониальный образ жизни и образовывать многоклеточные формы. Интересной ветвью эволюции растений назвали лишайников. Они заняли свободную нишу с точки зрения эволюционного прогресса.
Таким образом, процесс эволюции представлен следующими видами растений (в порядке их появления): бактерии – сине-зелёные водоросли – мхи – плауны – хвощи – папоротникообразные – голосеменные – покрытосеменные. Следует отметить тот факт, что в этой классификации представлены основные типы эволюционных групп растительных организмов. Безусловно, в эту систему можно включить и древние промежуточные группы организмов, такие как риниофиты, псилофиты и пр.
Источник