Пример роста у растений

Типы роста органов растений

На самых ранних этапах онтогенеза у растения растут все части. Позже ростовые процессы локализуются в определенных зонах – меристемах, которые представляют собой популяции небольших клеток с эмбриональными свойствами.

В меристеме выделяют группы клеток, которые делятся, чтобы продуцировать новые клетки, дающие начало тканям и органам. Эти клетки называют инициалями, их можно сравнить со стволовыми клетками животных организмов.

Меристемы различают по местоположению в растении и в соответствии с этим различают типы роста:

1. апикальный – меристемы располагаются на верхушках стеблей и корней;
2. базальный тип роста свойственен для листьев однодольных растений и цветочных стрелок. Рост листьев двудольных растений осуществляется по всей поверхности листа;
3. интеркалярный тип роста характеризуется тем, что зоны роста располагаются над каждым узлом – местом прикрепления листа. Так растут стебли злаков;
4. латеральный тип роста характерен для роста в толщину стеблей и корней двудольных в результате деления меристематических клеток камбия – образовательной ткани, расположенных латерально между ксилемой древесины и флоэмой коры.

Интенсивность роста определяют, измеряя длину, объем, сырую или сухую массу.

Причины быстрого роста связаны не с частотой клеточного деления (она практически одинакова – 1 деление в сутки), а в размерах зоны роста.

Наблюдения за ростом растений, в том числе и при постоянных условиях среды, показали, что рост растения и его отдельных органов происходит неравномерно. Еще во второй половине 19 века был установлен закон Сакса: скорость роста увеличивается сначала медленно, затем все быстрее и быстрее, достигает максимального значения, а затем постепенно уменьшается.

Графически закон Сакса может быть выражен следующей кривой:

На этой S-образной кривой роста выделяют 4 участка:

1 – лаг-фаза (начальный период роста), когда происходят процессы подготовки к активному росту. Продолжительность этого этапа от нескольких часов до нескольких месяцев. Зависит от концентрации ингибиторов и скорости их распада или выведения.

2 – лог-фаза (фаза интенсивного роста), когда зависимость роста от времени выражается прямой линией. В эту фазу происходит активный рост клеток растяжением, формирование тканей, органов, устанавливаются межтканевые и межорганные взаимодействия.

3 – фаза замедления ростовых процессов определяется старением организма или органа, изменением концентрационного соотношения гормонов-активаторов и ингибиторов.

4 – фаза стационарного состояния, когда организм или орган достигает зрелости, ростовые процессы прекращаются, размеры стабилизируются.

Все эти фазы запрограммированы в геноме растения, условия среды вносят коррективы в продолжительность и скорость роста.

Ростовые корреляции

Влияние одних частей организма на скорость и характер роста других называют корреляцией (взаимозависимостью). Различают стимулирующие и тормозящие корреляции. Корень стимулирует рост побега. Формирующиеся семена стимулируют рост околоплодника.

Образование цветов тормозит рост и заложение листьев. Если цветы все время удалять, то побеги растут долго. Этим приемом однолетнее растение можно превратить в многолетнее.

Удаление пасынков у томатов вызывает усиленный рост плодов, а пикировка – вызывает ветвление корней.

Апикальное доминирование – это пример тормозящей корреляции. Если у хвойных (сосны, ели) удалить верхушку, то из верхней пазушной почки возникает побег, растущий вертикально как главный, т.е. плагиотропный побег (побег растет под углом к главному, вертикальному побегу) становится ортотропным.

В основе ростовых корреляций – изменение гормонального статуса и соответственно перераспределение питательных веществ.

Источник

Особенности роста и развития растений

Рост — это постоянное, необратимое увеличение размеров организма. Эта особенность наблюдается у всех живых организмов и сопровождается рядом обменных процессов.

У растений семена прорастают и развиваются в новый саженец, который в конце концов превращается во взрослое растение. Растения демонстрируют неопределенный рост.

Фазы роста растений

Выделяют следующие этапы роста растений:

Формирующая фаза

Растения растут за счет деления клеток. Ранее существовавшие клетки делятся, чтобы дать начало новым клеткам. Процесс деления клеток в растениях известен как митоз. Он осуществляется в два этапа:

У высших растений деление клеток начинается в меристематической ткани.

Увеличение и дифференцировка клеток

Размер клеток, тканей и органов растений увеличивается на этой стадии за счет образования протоплазмы, поглощения воды, развития вакуолей и формирования клеточных стенок, что делает их более толстыми и постоянными.

Созревание клеток

Увеличенные клетки приобретают на этой стадии определенную форму. Это помогает дифференцировать различные клетки и ткани растений.

Факторы, влияющие на рост растений

К важным факторам, влияющим на рост растений, относятся:

• Температура: рост ускоряется с повышением температуры
• Свет: интенсивность, продолжительность и качество света влияют на многие физиологические процессы, происходящие в растениях
• Вода: вода является важным фактором для роста. Обычно растения хорошо себя чувствуют при достаточном количестве воды и реагируют на ее нехватку
• Питательные вещества почвы: растения нуждаются в достаточном количестве питательных веществ для правильного роста. Качество и количество питательных и минеральных веществ влияют на рост растений
• Регуляторы роста растений: в сельском хозяйстве часто используются различные препараты, которые ускоряют рост растений

Дифференцировка клеток растений

Дифференцировка у растений относится к процессам, посредством которых различные типы клеток возникают из клеток-предшественников и становятся отличными друг от друга. Растения имеют около десятка основных типов клеток, необходимых для повседневного функционирования и выживания. Для размножения требуются дополнительные типы клеток. Хотя основное разнообразие растительных клеток невелико по сравнению с животными, эти клетки разительно отличаются. Например, некоторые клетки, такие как клетки паренхимы, сохраняют потенциал реагировать на внешние и/или гормональные сигналы в течение всей своей жизни и при правильных условиях могут быть преобразованы в другой тип клеток (трансдифференцировка). Другие клетки, такие как проводящие воду сосудистые элементы, претерпевают клеточную гибель и, таким образом, никогда не могут трансдифференцироваться в другой тип клеток.

Развитие растений

Развитие включает в себя все изменения, происходящие в течение жизненного цикла растения. Существуют различные пути, по которым следуют растения в ответ на факторы окружающей среды и формируют различные структуры. Листья молодого растения имеют различную структуру по сравнению со зрелым растением.

Развитие — это совокупность роста и дифференциации. Она регулируется внешними и внутренними факторами.

Рост, дифференциация и развитие растения тесно связаны между собой. Растение не может развиваться, если клетки не растут и не дифференцируются.

Источник

Развитие растений: циклы и стадии

Рост и развитие — одни из основных свойств живых организмов, в том числе растений. Для каждой систематической группы эти процессы имеют свои особенности. Из нашей статьи вы узнаете о типах роста и циклах развития растений. Что означают эти понятия? Давайте разбираться вместе.

Рост и развитие: отличие понятий

Эти два биологических процесса тесно взаимосвязаны. Рост и развитие растений — это изменения, которые происходят с ними. В чем их отличие? Ростом называют количественное увеличение всего живого организма или его отдельных частей. Происходит этот процесс в течение всей жизни. Такой тип роста называется неограниченным. Развитие растений — это качественные изменения. С течением времени происходит усложнение в строении организмов. В многоклеточном организме это происходит путем дифференциации, которая проявляется в увеличении разнообразия органоидов.

Процессы роста тесно взаимосвязаны. Дело в том, что некоторые этапы циклов развития растений и сопровождающие их процессы жизнедеятельности могут наступать только при определенных размерах органов.

В ходе полового размножения новый организм развивается из зиготы — оплодотворенной яйцеклетки. Эта структура не является специализированной. Она многократно делится с образованием новых клеток, которые называются бластомерами. Первоначально они имеют одинаковое строение. Но когда количество бластомеров достигает 32, их структура начинает видоизменяться в зависимости от местоположения.

Понятие о фитогормонах

Рост и развитие растений определяются не только размерами организма. Эти процессы регулируются особыми химическими веществами — фитогормонами. В зависимости от состава и строения они могут оказывать на растения влияние различного характера. К примеру, абсцизины способствуют началу листопада, ауксины стимулируют рост корневой системы. Под воздействием цитокининов начинают делиться клетки, а появление цветков связано с выделением гиббереллинов.

Растения не имеют специальных органов, которые выделяют фитогормоны. Просто одни из них более насыщены веществами по сравнению с другими. Так, высокая концентрация цитокининов наблюдается в корнях и семенах, а гиббереллинов — в листьях. Но влияние гормонов одинаково для всех частей органов. Синтезируясь в одном из них, они транспортируются в другие.

Образовательная ткань

Рост, а следовательно, и развитие растений обеспечиваются деятельностью образовательной ткани, или меристемы. Ее клетки имеют многоугольную форму, крупное ядро, многочисленные поры в оболочке и рибосомы в цитоплазме.

В зависимости от происхождения различают общие и специальные образовательные ткани. Первые развиваются из зародыша семени. Их клетки постоянно делятся и дают начало апикальным или верхушечным меристемам. А уже из него развиваются эпидерма, паренхима и прокамбий.

Кроме верхушечных, в зависимости от расположения меристемы, бывают боковые (латеральные), краевые (маргинальные) и интеркалярные. Последние обеспечивают вставочный рост. При делении клеток интеркалярной образовательной ткани происходит удлинение междоузлий стебля и развитие черешков листьев.

Стадии развития растений

Каждый растительный организм, как и все живое, зарождается, растет и погибает. Такое развитие называют индивидуальным. В нем различают несколько фаз:

• семя в состоянии покоя;
• от прорастания семени до наступления первого цветения;
• от первого до последнего цветения;
• от последнего цветения до отмирания.

У представителей разных систематических единиц продолжительность стадий развития растений значительно отличается. К примеру, секвойя живет 3 тысячи лет, а молочная вика — 3 года.

Историческое развитие растений связано с эволюционными процессами, происходящими на планете. Первыми растениями, появившимися на Земле, были водоросли. С течением времени климат существенно изменился. Результатом этого был «выход» растений на сушу. Так появились высшие споровые растения — мхи, плауны, хвощи и папоротники. От них произошли современные семенные растения.

От семени к цветению

У многолетних растений рост происходит ритмично. Это связано с сезонными изменениями в природе. Зимой или во время засухи растения находятся в состоянии покоя. Это касается не только листопадных видов, но и вечнозеленых. Развитие цветковых растений начинается с прорастания семени, которое может находиться в состоянии покоя даже несколько лет. Их развитие связано с наступлением благоприятных условий. Чтобы семя проросло, необходимы влага, тепло и воздух. Сначала оно впитывает воду и набухает. Далее начинает появляться корень, который закрепляет будущее растение в почве. Потом прорастает побег. Необходимое количество тепла и влаги зависит от вида растения. К примеру, семена моркови прорастают при 5 градусах, а огурцов и томатов — при 15 градусах тепла. Озимым видам требуется отрицательная температура.

Жизненный цикл

Для споровых растений характерно повторение этапов развития. Рассмотрим этот процесс на примере мхов. В жизненном цикле развития растений этого отдела преобладает гаметофит — половое поколение. Он представлен зеленым листостебельным растением, которое прикрепляется к субстрату с помощью ризоидов. С течением времени на гаметофите формируется спорофит. Он состоит из коробочки со спорами на ножке. Такая структура недолговечна и существует только в течение вегетационного периода. Так называют время года, благоприятное для роста и развития растений.

Когда споры созревают, они высыпаются в почву. Из них вновь развивается гаметофит. На нем формируются гаметангии с половыми клетками. Далее при помощи воды происходит оплодотворение, результатом которого является спорофит. Цикл развития повторяется снова.

Итак, рост и развитие — это взаимосвязанные процессы. Они являются характерными для всех живых организмов. Ростом называют количественные изменения, которые проявляются в увеличении размеров и объема растения в целом и его отдельных частей. Развитием называют качественные изменения. Это свойство проявляется в специализации и дифференциации клеточных структур.

Источник