1.Понятие “рост”, “развитие”, “дифференцировка” и “онтогенез”. Эволюция онтогенеза у растений. Периодизация онтогенеза у растений.

Рост – это количественные изменения в ходе развития, которые заключаются в необратимом увеличении размеров клетки, органа или целого организма. (пример: разрастание ветвей благодаря размножению и увеличению клеток)

Складывается из роста клеток, тканей и органов и происходит благодаря деятельности специальных образовательных тканей — меристем, где клетки активно делятся, проходят стадии растяжения и дифференциации

Различают: истинный рост – новообразование структур; видимый рост – баланс новообразования и деструкции (разрушения)

Развитие – это качественные изменения компонентов организма, при которых имеющиеся функции преобразуются в другие в процессе онтогенеза.

Если этот процесс рассматривать как установление формы, то он называется морфогенезом.(пример: образование проростков из семян при прорастании, образование цветка и т. д.)

В ходе онтогенеза рост и развитие взаимосвязаны, их нельзя противопоставлять. Они локализованы в одних и тех же тканях – меристемах. Развитие может изменяться под влиянием соответствующих воздействий.

Дифференцировка -  возникновение структурный и функциональных изменений между клетками, тканями и органами. В результате д. растянувшиеся клетки превращаются в специализированные с функцией соответствующей ткани.

Типы д.:

• Структурная (морфологическая) – возникновение различий по морфол. признакам (различная толщина и структура кл.стенки, форма кл., разная степень вакуолизации)

• Биохимическая – возникновение различий в составе белков-ферментов, в способности к синтезу запасный в-в или IIметаболитов и в др. изменениях, влияющих на обмен в-в.

• Физиологическая (функциональная) - формирование м-у кл. различий, приводящих к выполнению ими различных ф-ций (различия м-у сомат.кл. и гаметами, м-у кл. разных тканей)

Онтогенез – индивидуальное развитие организма от зиготы до естественной смерти.

Выделяют 5 этапов онтогенеза:

1.Эмбриональный — это период образования зародыша и семени, который начинается со слияния яйцеклетки и спермия и образования зиготы на материнском растении.

Зародыш состоит из меристематических тканей и питается гетеротрофно, т. е. за счет питательных веществ, поступающих из материнского растения. Эмбриональный этап заканчивается полным формированием семян и переходом их в состояние покоя.

2. Ювенильный(молодость) — это период от прорастания семени до начала заложения первых цветков.

Прорастание семени является возобновлением роста в результате поступ­ления в семя воды и его набухания. Содержащиеся в семени фер­менты активизируются, а также синтезируются новые ферменты. В процессе своего формирования проросток постепенно пе­реходит с гетеротрофного на автотрофное питание. На этом этапе у растения образуются только вегетативные органы: листья, стебли, корни.

3. Зрелость — период формирования репродуктивных органов расте­ния от заложения первого цветка до первого оплодотворения.

Зало­жение цветков тормозит рост вегетативных органов.

4. Размножение — период от первого оплодотворения до пол­ного созревания плодов.

Значение полового процесса в филогенезе состоит в том, что при оплодотворении образуются организмы с двойной наследственностью (материнской и отцовской), а это обеспечивает им большую устойчивость и приспособляемость к по­стоянно изменяющимся условиям.

На этом этапе происходят обра­зование, рост и созревание плодов и семян.

5.Старость — период от полного прекращения плодоношения до отмирания всех вегетативных органов и смерти всего организма.

Этот этап характеризуется прогрессирующим старением организма. Старение — это усиливающееся с возрастом ослабление жизне­деятельности, которое выражается в прогрессирующем нарушении син­теза белков, ослаблении регуляции, уменьшении скорости физио­логических процессов, увеличении количества мертвых клеток; распад веществ идет быстрее их синтеза.

На организменном уровне старение характеризуется уменьшени­ем скорости всех физиологических процессов и, прежде всего, ин­тенсивности фотосинтеза и дыхания, оводненности тканей, умень­шением жизнедеятельности корней, снижением скорости дальнего транспорта, ослаблением регуляции. Старение — это торможение роста, связанное с пониженным синтезом ауксина и повышением концентрации этилена и АБК.

Старение и смерть имеют большое биологическое значение. Это один из способов адаптации растений к неблагоприятным услови­ям внешней среды. Кроме того, старение ускоряет смену поколе­ний, т. е. «оборачиваемость» генетического материала.

Описанные этапы характерны для цветковых. А у монокарпических растений все этапы онтогенеза проходят последовательно и осуществляются один раз в течение жизни без повторений.

ЭВОЛЮЦИЯ ОНТОГЕНЕЗА

Дифференциация онтогенеза хорошо заметна у наземных растений. С переходом к наземным условиям отмечено постепенное преобладание спорофита, усиление разнообразия тканей и органов, а также повышение функциональной целостности индивидуума у растений.

Параллельно с усилением дифференцировок в онтогенезе шло упрощение циклов развития индивидуума.

Основные направления эволюции онтогенеза :

Целостность и устойчивость онтогенеза. Особь всегда развивается как целое. Целостность онтогенеза основана на взаимосвязи и взаимодействии он­тогенетических дифференцировок. Нарушение одного из звень­ев дифференцировки приводит к нарушениям онтогенеза. Отсюда ясна необходимость протекания преды­дущих этапов онтогенеза для реализации его последующих дифференцировок. Естественный отбор способствует развитию фенотипов с более целостным онтогенезом – большей взаимозависимостью этапов развития.

Ускорение темпов развития в онтогенезе — акцелерация. Акцелерация онтогенеза у растений в ходе эволюции достигалась путем сокращения продолжительности жизни или полного выпадения начальных и более специализированных взрослых стадий. Ускорение темпов развития в онтогенезе способствует повышению относительной независимости организма от среды — автономизации онтогенеза.

Автономизация онтогенеза – приобретение все большей устойчивости онтогенеза от случайных изменений среды. Автономизация осуществляется заменой внешних факторов, стимулирующих развитие, внутренними факторами(т.е ведущим фактором в стимуляции развития признака является внешний фактор). Результаты автономизации онтогенеза закрепляются наследственно как важные приспособления.

Эмбрионизация онтогенеза – это возникновение в процессе эво­люции способности к прохождению части стадий развития под за­щитой материнского тела или специальных оболочек. Эмбрионизация отражает тенденцию развития зародыша в защищенной и постоянной внутрен­ней среде. Одно из важных результатов эмбрионизации – снабжение зародыша необходимой пищей и достижение быстрого его развития.