ТИПЫ РОСТА ОРГАНОВ РАСТЕНИЯ
Характерной чертой ростовых процессов растительных организмов является их локализация в определенных тканях — меристемах. Клетки меристемы делятся, дочерние клетки достигают размеров материнской и снова делятся. Однако размер и объем меристем остаются постоянными. Это связано с тем, что большинство меристематических клеток через несколько делений (4—5) переходят к росту растяжением. Однако есть клетки, которые делятся в течение всей жизни органа. Таким образом, меристемы корня и стебля состоят из двух типов клеток, резко отличающихся по функциям и по способности к делению. Меристематические клетки, расположенные на самом верху стебля или корня, не прекращают деления в течение всего периода роста. Эту зону меристематических клеток называют покоящимся центром (для корня) или меристемой ожидания (для стебля). Более длительная способность к делению является следствием меньшей частоты делений и большей длительности интерфазы. Одновременно данные клетки характеризуются и большей длительностью митотического цикла. Вместе с тем эти клетки более устойчивы к неблагоприятным воздействиям. Так, в них реже возникают хромосомные аберрации, что очень важно для сохранения жизнеспособности организма (В. Б. Иванов). Клетки меристемы ожидания стебля менее дифференцированы, что облегчает их последующую дифференциацию и имеет значение при переходе к образованию генеративных органов.
Меристемы различны по расположению в отдельных органах. Апикальные, или верхушечные, меристемы расположены в окончаниях (верхушках) стебля, растущих побегов и корня и обеспечивают верхушечный тип роста. Вставочные, или интеркалярные, меристемы, расположенные между двумя закончившими рост тканями, характерны для стебля (рост междоузлий у злака) и для некоторых листьев. Этим меристемам соответствует интеркалярный тип роста. Базальные меристемы расположены у основания органа и характерны для листьев, которые растут основанием. Наконец, существуют меристемы, обеспечивающие рост стебля в толщину, расположенные в стебле между ксилемой и флоэмой (камбий).
Уже на первой фазе роста — фазе делепия — клетки, находящиеся в нижней части меристемы, начинают дифференцироваться. В них постепенно накапливаются физиологические, а затем и морфологические различия. Эти различия обусловлены местоположением клетки, взаимодействием ее с другими клетками, а также той генетической программой, которая в нее вложена. Вопрос о причинах дифференциации клеток — один из наиболее сложных вопросов биологии. Все клетки данного организма обладают одинаковым геномом, а следовательно, все клетки обладают и одинаковыми потенциальными возможностями (тогипотентны). Однако эти потенциальные возможности проявляются по-разному. Тотипотентность растительных клеток хорошо доказана на культуре изолированных тканей.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник
Типы роста органов растений. Периодичность роста
Рост высшего многоклеточного растения складывается из процессов деления клеток, их роста, образования новых органов и тканей. У очень молодых растений способны расти все клетки. Позже ростовые процессы локализуются в определенных частях растения, чаще всего в верхушках стеблей и корней — апикальный тип роста, а в органах, которые растут в толщину, еще и в цилиндрической зоне (камбий с прилегающими к нему молодыми клетками луба и древесины).
У многолетних растений стебли и корни способны к неограниченному росту. Рост листа всегда ограничен: сначала растут все клетки, а затем лишь основание — базальний тип роста. Рост разных частей цветка, видоизмененных листьев также ограничен.
Кроме верхушечного типа роста, у некоторых растений, например у злаковых, отмечается вставочный, или интеркалярный, тип роста их соломины. Зоны роста при этом типе расположены над каждым узлом — местом прикрепления листьев (рис. 72).
Рис. 72. Схематическое изображение растущего междоузлия кукурузы и сорго (по Я. А. Дудинскому):
1 — узел; 2 — листовое влагалище; а — нижняя зона дифференциации клеток; б — нижняя зона растяжения клеток; в — интеркалярная меристема; г — верхняя зона растяжения клеток; д — верхняя зона дифференциации клеток.
Интеркалярная меристема находится непосредственно над морфологически нижним узлом и отделена от него участком (5-7 мм) немеристематических тканей, который состоит из двух зон растяженияжения и остаточной дифференциации. Книзу от зоны интеркалярной меристемы растяжение клеток сопровождается значительным повышением активности оксидоредуктаз и накоплением крахмала, а кверху от нее — незначительным повышением активности этих ферментов и отсутствием изменений в содержании крахмала.
Общий характер роста отдельных клеток, тканей и органов, организмов и популяций может быть выражен в виде сигмоидной, или S-образной, кривой роста или большой кривой роста (рис. 73).
Сигмоидная кривая роста состоит из четырех основных элементов: 1) начального индукционного, или лаг-периода, во время которого протекают скрытые процессы, подготавливающие видимый рост; 2) логарифмической фазы (интенсивный рост), во время которой рост выражается прямой линией по отношению ко времени; 3) фазы замедленного роста; 4) фазы стационарного состояния — периода, во время которого не наблюдается видимых процессов роста. Это явление получило название «большого периода роста». Оно свойственно не только отдельным клеткам, но и целым растительным организмам. Действительно, до периода бутонизации и цветения однолетнего растения происходит увеличение его размеров, объема и массы, а во второй половине вегетации рост затухает.
Рис. 73. Большая кривая роста:
1 — начальный индукционный, или лаг-период; 2 — логарифмическая фаза (интенсивный рост); 3 — фаза замедленного роста; 4 — фаза стационарного состояния.
Определяют интенсивность роста растения или отдельных его органов, измеряя длину, объем, поверхность, сырую и сухую массу.
Абсолютную скорость роста (K) или прирост за определенный промежуток времени (минуту, час, сутки) вычисляют по формуле. $$K = \frac,$$
где w1 и w2 — соответственно исходный и конечный параметры отдельных органов растения за период t2 — t1.
Относительный или процентуальный рост (R), т. е. прирост, вычисленный в процентах исходного роста или массы растения (органа), определяют по формуле $$R = \frac100,$$
где w1 — исходный параметр.
Для изучения роста и наблюдения за ним существует ряд методов. Рост можно определять измерением прироста отдельных зон стебля линейкой в определенные промежутки времени. Для более точных наблюдений за ростом используют горизонтальный микроскоп, который устанавливают на определенную точку растущей зоны стебля или корня и ведут наблюдения за ее изменением. Пользуются также методом меток, но он менее точен. На растущую часть корня или побега тушью наносят метки и следят за изменением их положений. Во время фазы растяжения метки расходятся. Таким методом можно установить зону растяжения у корней проростков кукурузы, фасоли и других растений (рис. 74); применяют также специальные приборы — ауксанографы.
Наиболее точен фотографический метод — масштабное фотографирование в определенные промежутки времени изменений, происходящих при росте частей или органов растений, а также метод киносъемки.
Наиболее быстрым ростом отличаются плодовые тела некоторых грибов — прирост их достигает 5 мм в 1 мин; тычинки злаков дают прирост до 2 мм, стебли бамбука — 1, стебли тыквы — 0,1 мм; у большинства растений интенсивность роста не превышает 0,005 мм в 1 мин.
Источник
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.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник