Определение этапы развития растений

73 Определение развития растений. Типы и этапы онтогенеза.

Развитие можно определить как путь качественных из­менений, который проходит растение в течение жизни от возник­новения до естественной смерти. Следовательно, рост является вешним процессом по отношению к развитию, а развитие — внутренним по отношению к росту. Если ростовые изменения мож­но уловить визуально или при помощи микроскопа, то развитие определяется только на основании изучения качественных изме­нений физиологических процессов, главным образом, биохимиче­скими методами. Рост и развитие — это различные процессы, что подтверждается темпом роста и темпом развития у различных индивидуумов одного и того же вида, которые могут быть неодинаковыми. Стоит только взглянуть на хлебное поле, чтобы убедиться, что среди одинаковых растений выделяются отдельные островки темно-зеленых и более рослых экземпляров, выросших на месте, где было внесено больше органических или азотных минеральных удобрений. Эти высоко­рослые растения зацветают и созревают обычно позднее окружа­ющих, что служит примером более быстрого роста и замедленного развития. С другой стороны, на обочине поля или прямо на дороге тоже могут вырасти растения того же вида. Они будут малорос­лыми, тощими, но цвести и созревать будут раньше, чем те же растения на поле — это пример медленного роста и более быстрого развития.

Приведенные примеры показывают, что рост и развитие, не­смотря на свою специфичность и обособленность, непременно свя­заны и проходят всегда одновременно. Ни рост без развития, ни развитие без роста протекать не могут. С одной стороны, рост зависит от развития, так как появление новых органов — цветков и плодов — станет возможным, коща в растении пройдут необ­ходимые для этого качественные изменения. С другой стороны, и развитие не может проходить отдельно от роста, так как внутрен­ние физиологические изменения, присущие этому процессу, про­текают только в молодых, делящихся клетках. Таким образом, в совокупности эти процессы составляют своеобразное диалектиче­ское единство противоположностей: они различны и в то же время едины.

Типы онтогенеза у растений

Каждый организм, как животный, так и растительный, в ка- кое-то время зарождается, проходит свой индивидуальный жиз­ненный цикл — онтогенез — и отмирает. Продолжительность он­тогенеза у цветковых растений чрезвычайно различна — от не­скольких недель до нескольких тысяч лет. Классифицировать рас­тения по этому признаку довольно трудно, поэтому их разделяют на две группы по времени наступления и кратности цветения. Выделяют два типа онтогенеза: монокарпическйй (рас­тения, цветущие один раз в жизни) и поликарпический (растения, цветущие на протяжении жизни много раз или, во всяком случае, неоднократно). Два этих типа в свою очередь вклю­чают по несколько групп. Так, у монокарпических растений вы­деляют эфемеры, чей жизненный цикл составляет всего не­сколько недель и которые могут дать несколько поколений в те­чение вегетационного периода, — это сорняки типа пастушьей сумки или мокрицы. У однолетников весь жизненный цикл проходит за один вегетационный период, коща они успевают вырасти и дать семена, — это яровые хлебные злаки, овощи (огурцы, помидоры). У двулетних растений-монокарпиков онтогенез проходит в течение двух вегетационных периодов: в первый они образуют вегетативные органы (розетку листьев), мно­гие дают и продуктивные органы (корнеплоды^ кочаны) ; во второй год они образуют цветоносные стрелки и дают семена (к ним относятся капуста, корнеплоды, тмин). Наконец, многолет­ние монокарпики — растут в течение многих лет, затем образуют гигантские соцветия с массой семян и после этого погибают, за­трачивая на цветки массу накопленных ранее питательных ве­ществ. В нашей флоре подобных растений нет, но из литературы нам известны агавы и бамбук, развивающиеся по этому типу. Растения-поликарпики разделяются на несколько групп в за­висимости от длительности периода от прорастания до первого цветения. Так, выделяют группы травянистых растений, зацвета­ющих на первом (злаки ярового типа) и на втором (люцерна, люпин, клевер) годах. Кустарники обычно зацветают на третьем году жизни. Деревья также делят на несколько групп: цветущие впервые в 8 — 12 лет (яблоня), в 25 — 30 лет (липа) и в 40 — 60 лет (дуб).

Относительно этапов онтогенеза у высших растений в разные периоды высказывались различные гипотезы, которые сменяли од­на другую. В настоящее время наиболее широко распространена теория, разработанная М. X. Чайлахяном. Он делит весь онтогенез растения на пять этапов. Этапы онтогенеза у растений, получен­ных при половом (семенном) и при вегетативном (из почки) раз­множении, несколько отличаются. В целях некоторого упрощения мы рассмотрим только этапы семенного размножения, которые к тому же лучше изучены и более четко отграничены друг от друга.

Первый этап — эмбрион ал ь н ы й (от оплодотворения яйцеклетки до прорастания семени) делится на два периода. Пер­вый (эмбриогенез) — период от оплодотворения до созрева­ния семени — проходит на материнском растении. Его продолжительность составляет несколько недель или месяцев и определяется главным образом генетическими особенностями рас­тения (с поправкой на условия произрастания). Второй период — покой семени — длится от его созревания до прорастания и обусловлен биологическими свойствами растения (глубокий покой) и условиями внешней среды (вынужденный покой) и занимает от нескольких дней до нескольких лет. Второй этап — ювенильный, или молодости, начи­нается прорастанием семени и завершается появлением зачатков первых цветков, продолжаясь от нескольких дней до нескольких лет. Он характеризуется усиленным нарастанием вегетативных ор­ганов. У поликарпических растений этот этап бывает один раз в жизни — только до первого цветения. Третий этап — зрелости. Он продолжается от времени за­кладки зачатков цветков до образования половых клеток — гамет. Делится на три периода: образование цветков; образование мега- и микроспор; образование гамет. Этот этап является переломным от вегетативного роста к размножению. У поликарпических рас­тений повторяется многократно. Четвертый этап — размножения начинается с возникно­вения гамет и заканчивается образованием зрелых семян. У мо-нокарпических растений он проходит один раз, у поликарпических повторяется многократно. Пятый этап — старости. Он продолжается от созревания семян до отмирания растения. Длительность его различна. У однолетних растений с одновременным созреванием семян (пшеница, ячмень) она ограничивается несколькими днями. У однолетних же растений с долгим плодоношением (огурцы, томаты) этап несколь­ко растянут. У многолетних древесных растений представления об этапе старения вообще расплывчаты и неопределенны: трудно пред­ставить, чтобы молодое дерево (яблоня, дуб); только что вступив­шее в период плодоношения и плодоносящее большое число лет, вместе с этим же вступило в этап старения. Видимо; представления об этом этапе онтогенеза нуждаются в уточнении.

Источник

Стадии жизненного цикла растений и их характеристика

Стадии жизненного цикла растений и их характеристика

Основные циклы развития растений

Что представляет собой цикл развития растений?

Жизненный цикл растений представляет собой совокупность этапов развития растительного организма, определяющиеся систематической принадлежностью.

Развитие растения происходит на протяжении всей его жизни. Начало жизненного цикла — попадание семени в почву и формирование нового организма.

Основными этапами жизненного цикла растений считаются:

• прорастание;
• рост или вегетация;
• цветение;
• опыление;
• формирование и созревание семени;
• распространение семян.

Особенности этапов жизненного цикла растений

Как только семена попадают в почву, начинается процесс их прорастания. Есть определенные вещи, необходимые для того чтобы семя проросло: определенная температура, кислород, вода. Свет как одно из условий прорастания актуален не для всех растительных организмов. Хотя есть такие растения, семена которых непосредственно зависят от наличия солнечного света и прорастают только при нем.

Имбибация представляет собой процесс поглощения сухим семенем воды.

Этот процесс можно сравнить с поглощением воды сухой губкой — в результате семя растет в размерах и меняет свой цвет. После того как семя высажено в почву, оно на протяжении нескольких дней поглощает воду. Как результат — сильное набухание семени и отпадание семенного слоя. Происходит прорастание стебля в почву вместе с семядолями и листьями. Корень же растет вглубь в поисках воды с достаточным количеством питательных веществ.

Очень важно высаживать семена в определенное время и в определенном месте — это гарантирует его прорастание.

Следующая стадия жизненного цикла растения — вегетация. Она знаменует собой окончание стадии роста. Она сопровождается началом самостоятельного производства растением питательных веществ. Речь идет о фотосинтезе, который начинается, когда появляются первые листья, содержащие хлорофилл.

Фотосинтез представляет собой процесс синтеза органических веществ из воды и углекислого газа с помощью солнечной энергии и при участии хлорофилла.

Избыточный сахар хранится в корнях и стеблях. Впоследствии корневая система продолжает интенсивно развиваться, что позволяет растению закрепляться в почве. Корневые волоски увеличиваются — чтобы лучше поглощать воду и питательные вещества: как из вертикальных слоев почвы, так и из горизонтальных. Продолжается рост растительного заростка: он тянется к солнцу и транспортирует воду и пищу между корнями и листьями.

Образовательная ткань или меристема обеспечивает рост с апекса побега новых листьев растения.

В жизненном цикле цветковых растений есть стадия цветения, которая берет начало с развития цветочных почек. Сроки цветения у растений различаются. Для одних характерно цветение на протяжении нескольких дней, а для других — месяцев или даже лет.

Далее следует этап репродукции, который сопровождается зарождением внутри почки небольшого цветка. До момента открытия почку защищает чашечка. После этого происходит раскрытие бутона, и зрелый цветок расцветает.

Чашелистики имеют вид небольших зеленых листьев и располагаются у основания цветка.

Цветок представляет собой генеративный орган покрытосеменных растений.

В жизненном цикле покрытосеменных цветок играет важную роль. В большинстве случаев цветок имеет яркие и заметные лепестки с ароматом для привлечения насекомых-опылителей. Пестик — женская часть цветка, а тычинки — мужская. Пестик включает в себя:

Тычинки, в свою очередь, включают:

Основная функция стигмы — ловля пыльцы и опускание ее в завязь пестика. После попадание пыльцы в ловушку, происходит ее перемещение вниз по стилю до закругленной части в конце. Именно в этом месте происходит оплодотворение. Оплодотворенные яйца превращаются в семена на этой стадии. Появление плодов у овощей и фруктов, плодовых растений, указывает на созревание.

Процесс опыления — главный этап жизненного цикла растения, который зависит от строения цветка. На одном растении могут встречаться как женские, так и мужские части: такое растение называют двудомным. При наличии только одной части растение будет считаться однодомным.

Привлечение опылителей очень важно для растения, так как без этого невозможен процесс размножения и последующие стадии развития.

Распространение семян — последний этап жизненного цикла. Есть множество способов распространения, но основными считаются при помощи ветра (так распространяются семена одуванчика) и зоохория или распространение при помощи животных.

Распространение семян у водяных лилий находится в зависимости от количества воды.

Многие семена распространяют люди — в процессе посадки огорода или сада. При попадании семян в землю жизненный цикл повторяется.

Периоды жизненного цикла растений могут называться по-другому:

• зародышевый. Это период от образования зиготы до прорастания семени;
• вегетативный или молодость. Начинается с прорастания семени и заканчивается с первым цветением. В начале периода растение представляет собой предросток. Его развитие определяется запасом питательных веществ;
• генеративный. Начало — появление репродуктивных органов. Это период зрелости;
• заключительный или период старости. Отмечается медленный рост вегетативных органов.

Продолжительность жизни растений различается, что определяет различную продолжительность каждого из циклов.

Однолетние растения проходят все циклы в течение одного года. Двухлетние растения в первый год проходят вегетативный период, а во второй год происходит переход в генеративный период.

Генеративный период у многолетних растений довольно продолжительный. В это время они образуют множество семян, что обеспечивает их распространение.

При всем разнообразии жизненных циклов растений, растения отличаются одинаковыми стадиями развития.

Источник