38. Индивидуальное развитие растений (онтогенез)
Одновременно с ростом растений происходит и их развитие. Индивидуальное развитие растений (онтогенез) длится от образования зиготы до смерти растения. Период развития от зиготы до формирования зародыша (эмбриогенез) имеет большое значение для понимания путей эволюции растительного мира и родственных связей между видами и является объектом изучения эмбриологии. Поэтому часто, говоря о развитии растения, подразумевают его развитие начиная от прорастания семени. В процессе своего индивидуального развития (в последнем понимании) растения проходят ряд периодов (этапов): Латентный период — состояние покоящегося семени. Период всходов, или проростков, — когда растение питается как веществами, находящимися в семени, так и самостоятельно. Период молодого растения, или ювенильный, — когда растения полностью обеспечивают себя питательными веществами. Этот период продолжается до цветения. Период взрослого растения (матурный, или дефинитивный). На этом этапе развития растение способно цвести и плодоносить. Период старости (сенильный). Растение перестает цвести и плодоносить, чахнет и отмирает. Переход от одного этапа развития к другому сопровождается физиологическими и биохимическими изменениями в организме. Только после того, как эти изменения совершатся, у растений развивается новый орган. Происходит органогенез. Таким образом, процесс индивидуального развития следует определить как совокупность последовательных физиологических, биохимических и морфологических преобразований, происходящих в растительном организме в продолжении его жизни. Большой вклад в изучение развития растений внесли советские и зарубежные ученые (Н. А. Максимов, В. И. Разумов, М. Х. Чайлахян, Ф. М. Куперман, П. Клебс, Г. А. Гарнер и др.). Они установили, что весь жизненный цикл растений, его развитие состоит из отдельных разнокачественных этапов — стадий развития. Сейчас точно известно, что на первых этапах развития растению необходимы определенные температуры (яровизация). Только после воздействия определенных для каждого вида (сорта) температур в клетках происходят изменения, приводящие к формированию цветков. Так, у хлопчатника яровизация происходит при +20 . +25°С, а у озимой пшеницы — при 0 . +5°С. Однако растение не зацветет, если оно в дальнейшем не подвергнется определенному воздействию света (явление фотопериодизма). Существенное значение имеет установление факта, что именно листу принадлежит решающая роль в восприятии фотопериодических условий. Именно в листе происходит образование веществ, которые влияют на цветение растений. Одни растения зацветают только на коротком, 10-12-часовом дне, другие — только на длинном дне. Было установлено, что все растения можно разделить на две группы: растения короткого дня и растения длинного дня. Для развития семян большое значение имеет качество света. Указанные явления объясняются условиями исторического развития предков данных видов (сортов) растений. Растения различных географических широт приспособились к определенной температуре, продолжительности и периодичности солнечного освещения. Накопленный материал по изучению формирования и развития органов в различных условиях (различные температура, свет, питание, влажность) позволил ученым разработать метод биологического контроля за ходом развития сельскохозяйственных растений и своевременным влиянием на повышение урожая. Так, если во время формирования цветков и соцветий создать для растений наиболее благоприятные условия питания и освещенности, можно добиться увеличения числа колосков и цветков в соцветиях злаков. Контроль за развитием конуса нарастания позволяет определить жизнеспособность озимых после перезимовки и путем соответственных агротехнических приемов улучшить их состояние и, следовательно, повысить урожай. Человек может влиять различными способами на ход индивидуального развития растений. Действуя на набухшее семя различными температурами, можно изменять некоторые качества будущего растения. Известно, что путем закаливания семян можно повысить холодостойкость растений. В других случаях, воздействуя на семена очень низкими для данного вида температурами, можно вызвать цветение растений на несколько лет раньше обычных сроков (персик и пионы зацветают на второй год, а не на четвертый). При вегетативном размножении растений следует учитывать, что органы и части растений не равнозначны в зависимости от их местоположения. Органы и части растения, расположенные ближе к основанию стебля, по возрасту более старые, но по развитию более молодые; верхушечныe органы и части растения по возрасту более молодые, но по развитию являются более старыми. Почки в разных участках стебля также разнокачественны. Поэтому если взять два черенка с одного и того же растения, но один — из верхней его части, а другой — у основания стебля, то скорее зацветет черенок, который был взят в верхней части стебля. За долгий период существования предки каждого вида подвергались различным внешним воздействиям. В процессе приспособления к ним у растений менялись как внешний облик, так и внутренние процессы в организме. В процессе индивидуального развития растение повторяет основные этапы развития своих предков (филогенез). Это может проявляться наглядно и скрыто. Например, первые листья проростков настурции имеют лопастную форму, а не щитовидную; первые листья некоторых цитрусовых сложные, нередуцированные до одной пластинки; у лиственницы проростки в течение нескольких лет остаются вечнозелеными; у солянок семена лучше прорастают на незасоленных почвах и т. д. Знание особенностей филогенеза помогает в работе по селекции, интродукции и акклиматизации растений. Индивидуальное развитие растений (жизненный цикл) у каждого вида имеет различную продолжительность. Одни виды заканчивают свой жизненный цикл за один вегетационный период (однолетники), другие образуют семена только на второй год жизни (двулетники), третьи зацветают и начинают плодоносить на 3-5-й год жизни (многолетники). Если растения цветут и плодоносят всего один раз в жизни, их называют монокарпиками. К этой группе растений следует отнести однолетние растения (пастушья сумка, василек посевной, птичья гречиха, лебеда, лен, овес, пшеница, астры, настурция и др.), двулетние растения (морковь, капуста белокочанная, петрушка, репа, свекла, царский скипетр, мокрица, наперстянка и др.) и некоторые многолетние (агава, бамбук, ферула). Большинство многолетних растений цветет и плодоносит много раз (поликарпики, или поликарпические растения). Это деревья, кустарники, многолетние травы.
39.СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ, раздел ботаники, занимающийся естественной классификацией растений. Экземпляры со многими сходными признаками объединяют в группы, называемые видами. Тигровые лилии – один вид, белые лилии – другой и т.п. Похожие друг на друга виды в свою очередь объединяют в один род, например все лилии относятся к одноименному роду – Lilium. Если у вида близких сородичей нет, он образует самостоятельный, т.н. монотипический род, как гинкго двулопастный (род Ginkgo). Определенные черты сходства между лилиями, тюльпанами, гиацинтами и некоторыми другими родами позволяют объединить их в одно семейство – лилейные (Liliaceae). По такому же принципу из семейств составляются порядки, из порядков – классы. Возникает иерархическая система из групп различного ранга. Каждая такая группа, независимо от ранга, например род лилия, семейство амариллисовые или порядок розовые, называется таксоном. Принципами выделения и классификации таксонов занимается особая дисциплина – таксономия.
Систематика – необходимая основа любой отрасли ботаники, так как она характеризует, насколько позволяют накопленные данные, взаимосвязи между разнообразными растениями и дает растениям официальные названия, позволяющие специалистам различных стран обмениваться научной информацией
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:
Источник
Семя
Семя — генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).
Функции семени
Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.
Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.
Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.
Строение семени
Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев — семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.
Семенная кожура — обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие — семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс — набухание семени.
Эндосперм — запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).
В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют — щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.
Прорастание семени
При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.
А точнее — кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
До момента, когда растение начнет фотосинтезировать — вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо — в эндосперме.
Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).
Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C — огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C — укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.
Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте — лук, конопля.
В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.
Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток — стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.
Типы прорастания семян
При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.
Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник