Закономерности роста растения от его развития

Глава 6. Рост и развитие растений

Процессы роста и развития растений имеет ряд отличительных особенностей по сравнению с животными организмами. Во-первых, растения способны размножаться вегетативным путем. Во-вторых, наличие мерестематических тканей у растений обеспечивает высокую скорость и способность к регенерации. В-третьих, для обеспечения питательными веществами растения поддерживают рост на протяжении всей жизни.

6.1. Понятие роста и развития. Общие закономерности роста

Каждый живой организм подвергается постоянным количественным и качественным изменениям, которые прекращаются только при известных условиях периодами покоя.

Рост – это количественные изменения в ходе развития, которые заключаются в необратимом увеличении размеров клетки, органа или целого организма.

Развитие – это качественные изменения компонентов организма, при которых имеющиеся функции преобразуются в другие. Развитие – это изменения, которые происходят в растительном организме в процессе его жизненного цикла. Если этот процесс рассматривать как установление формы, то он называется морфогенезом.

Примером роста может служить разрастание ветвей благодаря размножению и увеличению клеток.

Примерами развития являются образование проростков из семян при прорастании, образование цветка и т. д.

Процесс развития включает в себя целый ряд сложных и очень строго скоординированных химических превращений.

Кривая, характерная для роста всех органов, растений, популяций и т. д. (от сообщества до молекулярного уровня) имеет S-образный, или сигноидный вид (рис. 6.1).

Эту кривую можно разделить на ряд участков:

– начальная лаг-фаза, протяжение которой зависит от внутренних изменений, которые служат для подготовки к росту;

– логарифмическая фаза, или период, когда зависимость логарифма скорости роста от времени описывается прямой;

– фаза постепенного снижения скорости роста;

– фаза, на протяжении которой организм достигает стационарного состояния.

Рис 6.1. S-образная кривая роста:

I – лаг-фаза; II – логарифмическая фаза;

III– снижение скорости роста; IV – стационарное состояние

Протяженность каждой из слагающих S-кривую фаз и ее характер зависит от ряда внутренних и внешних факторов.

На длительность лаг-фазы прорастания семян влияет отсутствие или излишек гормонов, присутствие ингибиторов роста, физиологическая неспелость зародыша, недостаток воды и кислорода, отсутствие оптимальной температуры, световой индукции и др.

Протяженность логарифмической фазы связано с рядом специфических факторов и зависит от особенностей генетической программы развития, закодированной в ядре, градиента фитогормонов, интенсивности транспорта питательных элементов и т. д.

Торможение роста может быть результатом изменения факторов окружающей среды, а также определяться сдвигами, связанными с накоплением ингибиторов и своеобразных белков старения.

Полное торможение роста обычно связывают со старением организма, т. е. с тем периодом, когда скорость синтетических процессов идет на убыль.

Во время завершения роста происходит процесс накопления ингибирующих веществ, растительные органы начинают активно стареть. На последней стадии все растения или отдельные его части прекращают рост и могут впадать в состояние покоя. Эта конечная стадия растения и срок прихода стационарной фазы часто бывает задан наследственностью, но эти характеристики могут в какой-то степени изменяться под воздействием окружающей среды.

Кривые роста свидетельствуют о существовании разных типов физиологической регуляции роста. В период лаг-фазы функционируют механизмы, связанные с образованием ДНК и РНК, синтезом новых ферментов, белков, а также биосинтезом гормонов. В период логарифмической фазы наблюдается активное растяжение клеток, появление новых тканей и органов, увеличение их размеров, т. е. происходят этапы видимого роста. По наклону кривой можно часто довольно успешно судить о генетическом фонде, который определяет ростовой потенциал данного растения, а также определяет, насколько хорошо соответствуют условия потребностям растения.

В качестве критериев роста используют увеличение размеров, количества, объема клеток, сырой и сухой массы, содержание белков или ДНК. Но для измерения роста целого растения трудно найти подходящий масштаб. Так при измерении длины не обращают внимания на ветвление; навряд ли можно точно измерить объем. При определении количества клеток и ДНК не обращают внимания на размеры клетки, определение белка включает и запасные белки, определение массы также включает запасные вещества, а определение сырой массы, кроме всего включает и транспирационные потери и т. д. Поэтому в каждом случае масштаб, который можно использовать для измерения роста целого растения – это специфическая проблема.

Скорость роста побегов составляет в среднем 0,01 мм/мин (1,5 см/день), в тропиках – до 0,07 мм/мин (~ 10 см/день), а у побегов бамбука – 0,2 мм/мин (30 см/день).

Источник

Биологические основы закономерностей роста и развития надземной части

Все надземные части плодового растения формируются из заокулированной почки или из первичной почечки зародыша семени. Побеги, вырастающие из почки, дают начало стеблю. Внешний вид (или габитус растения) зависит от закладки, свойств и развития почек, а также ориентации и интенсивности развития появляющихся из них боковых побегов.

Пробудимостъ — свойство почек трогаться в рост в год образования (скороспелые) или на следующий год (позднеспелые).

Побегообразователъная способность — способность пробудившихся почек развиваться в сильные побеги.

Разнокачественностъ почек. Почки, образующиеся на любом побеге, разнокачественны. Это связано с различиями условий, в которых они закладываются. Нижние почки формируются рано весной в худших условиях и развиты слабее, чем верхние (летние).

Полярность — свойство растений и их частей образовывать в противоположных направлениях две взаимодополняющие системы, различающиеся строением и физиологическими функциями: в морфологически нижнем конце — корни, а в морфологически верхнем конце — побеги. Свойством полярности отличаются и отдельные ткани, например камбий образует в противоположных направлениях флоэму и ксилему.

Геотропизм — ориентировка осевых органов растений в пространстве в вертикальном положении под действием силы тяжести. Различают положительный геотропизм — рост корня вниз, отрицательный — рост стебля вверх, а также поперечный — расположение листьев в горизонтальном направлении.

Апикальное доминирование — свойство преобладающего роста побегов из верхушечной и ближайшей к ней почек. Самые нижние почки на побеге обычно остаются спящими. При удалении верхушечной почки апикальное доминирование приобретает самая верхняя.

Ярусностъ — свойство ежегодно образовывать наиболее длинные побеги на верхней части однолетней ветви и сохранять спящими почки нижней части, обусловленное всеми выше перечисленными свойствами растений. Это свойство слабо выражено у кустарников, у которых рано наступает старение верхней части побега и интенсивно развиваются нижележащие почки. Ярусное размещение ветвей в кроне — биологическое приспособление древесных растений для более полного использования солнечной энергии.

Морфологический параллелизм — относительное сходство в размещении и росте одноименных и одновозрастных ярусов и ветвей в пределах этих ярусов.

Корреляции роста (по П.Г.Шитту) — соотношение и взаимодействие отдельных органов растения, которые обеспечивают его питание и рост. У плодовых растений наиболее важная корреляционная связь побег — корень. Рост корней обусловлен поступлением к ним ассимилятов, вырабатываемых листьями; в свою очередь, образование в листьях органических веществ зависит от деятельности корней. Нарушенное соотношение впоследствии восстанавливается за счет усиленной деятельности поврежденных или возникновения новых органов. Законы корреляции необходимо учитывать при проведении тех или иных агротехнических мероприятий.

Регенерация — способность растения восстанавливать поврежденные или утраченные части. Проявляется при корреляции роста, когда восстанавливаются утраченные части растений. Наиболее успешно регенерация проходит при оптимальной температуре и повышенной относительной влажности воздуха.

Циклическая смена ветвей — закономерная последовательность новообразования и смены отдельных структурных частей и всей надземной системы у плодовых растений в их онтогенезе. Ветки отмирают в том же порядке, в каком происходило нарастание: от центра кроны к периферии. С замедлением поступательного роста основных ветвей в центре кроны из спящих почек появляются новые сильные ветви, на которых формируются обрастающие. В результате циклически сменяются сначала мелкие обрастающие ветви, затем все более крупные, вплоть до основных. В естественных условиях обновление кроны происходит два-три раза. В промышленной культуре широко используют эту закономерность, применяя омолаживающую обрезку.

Автономия и общая связь между ветвями и корнями дерева — свойство, характеризующее растение как единое целое.

Все рассмотренные закономерности развития надземной системы плодовых и ягодных растений взаимосвязаны и взаимо-обусловливают друг друга.

Источник

16) Рост растений и его закономерности. Влияние внешних и внутренних факторов на рост растений. Ростовые вещества.

17)Ростовые движения – тропизмы и их физиологическая основа.

• Тропизмы — ростовые движения, вызванные раздражителем, действующим в одном направлении, т.е. направленные ростовые движения.

• положительными (если растение изгибается к источнику раздражения)
• отрицательными (изгибание происходит от источника раздражения).

• Настии — ростовые движения, связанные с рассеянным влиянием раздражителя, т.е. ненаправленные движения отдельных отранов.

• Фототропизм — изгиб растения под влиянием источников света. На теневой стороне ауксина скапливается больше.
• Геотропизм — изгиб органа растения под влиянием силы тяжести. Корень обладает (+) геотропизмом, а стебель — (-).
• Хемотропизм — движение растений под влиянием химических в-в. Катионы в растворах почвенных солей (-), а анионы (+) – д/корней.
• Термотропизм — движения растений, связанного с изменением интенсивности освещенности. Примером, могут служить явление открывания и закрывания цветков в различное время суток. Цветки маттиолы, душистого табака, ночной красавицы открываются ночью, а днем закрыты. Цветки льна, вьюнка открываются утром.
• Гидротропизм
• Аэротропизм
• Тигмотропизм – реакция на контакт с твёрдым предметом (усики гороха).

• Эпинастии (эпи— ↑, настии) – изгиб органа вниз; связано с ускорением ростана верх. стороне или с падением тургорного давления в результате оттока воды (опускание листочков мимозы, вики, акации белой).
• Гипонастии(гипо — ↓,греч. nastós — уплотнённый, утолщённый)– изгиб органа кверху за счёт ускоренного роста или растяжения клетокнижней сторонычерешка и центральной жилки (поднятие листовых пластинок на ночь у лебеды, табака).
• Никтинастии (от греч. nýx, родительный падеж nyktós — ночь и Настии) — движения листьев, лепестков и др. органов высших растений, обусловленные сменой дня и ночи и зависящие главным образом от суточных изменений температуры (термонастия) и света (фотонастия). Например, закрывание цветков, опускание на ночь соцветий у моркови.
• Фотонастии(от фото. и настия) — движения органов растений (лепестков, листьев) под влиянием равномерного (а не односторонне направленного) освещения. Фотонастические движения происходят благодаря замедленному росту клеток на той или другой стороне лепестка. Например, раскрывание лепестков при усилении освещения (соцветия цмкория, одуванчика, картофеля).
• Термонастии — движение лепестков под влиянием изменения температуры. Цветки тюльпанов отгибают лепестки в теплом помещении и закрывают, если перенести растение в холодное помещение. (тюльпан, мать-и-мачеха, мак)

Источник