Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ботаника и физиология растений. Учебное пособие для СПО
.pdf
5. Основные процессы жизнедеятельности растений
инизкие температуры. Различают глубокий покой растений, при котором рост не возобновляется даже при
оптимальных внешних условиях (вызван внутренними
факторами), ивынужденный — (вызван внешними факторами), который прекращается снаступлением благоприятных условий. Растения осенью впадают вглубокий
покой, который в конце зимы, задолго до распускания
почек, сменяется вынужденным покоем растений. Мо-
розостойкость — способность растений переносить
низкие температуры. Холодостойкость — способность
переносить низкие положительные температуры, что характерно восновном для южных культур. Рост растений
регулируется физиологически активными веществами.
Они называются фитогормонами (отфитон — растение).
Это органические вещества, вырабатываемые клетками
специализированных тканей идействующие вничтожно малых количествах как регуляторы и координаторы
индивидуальной жизни организма. В процессе роста
органов происходят их движения. Различают два вида
движений: ростовые и сократительные. Тропизмы —
ростовые движения, вызванные раздражителями (свет,
температура, силы притяжения, химические вещества),
которые действуют на растение в одном направлении.
При положительном тропизме движение направлено
всторону раздражителя, при отрицательном — от него.
Благодаря тропизмам происходит ориентация органов
впространстве, обеспечивающая наиболее эффективное
использование факторов питания и служащая для защиты от вредных воздействий. Настии — это движения
(изгибы) органов растений вответ на изменение факто-
-31-

РАЗДЕЛ 1. СТРУКТУРА ИФУНКЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА
ров внешней среды, действующих ненаправленно, т.е.
рассеяно. Растущим органам свойственны настии, происходящие врезультате неравномерного роста растяжением. Настические движения обеспечивают защиту органов (закрывание цветков, устьиц, опускание листьев)
иболее совершенны, чем тропизмы. Интересно влияние
различных факторов на настии вцветках растений, что
приводит кзакрыванию или открыванию венчиков.
Развитие — это совокупность качественных морфо-
логических ифизиологических изменений врастительном организме, вего жизненном цикле от зарождения
до отмирания. Индивидуальное развитие — онтогенез
длится от образования зиготы до смерти растения. Период развития от зиготы до формирования зародыша называется эмбриогенез. Впроцессе онтогенеза семенное
растение проходит ряд этапов: состояние покоящегося
семени, всходов, молодого ивзрослого растения, старости. Каждый период сопровождается глубокими физиологическими ибиохимическими изменениями органов.
Установлено рядом ученых, что развитие растений состоит из разнокачественных стадий. Первая стадия — яровизация. Только под воздействием определенных температур, характерных для каждого вида растения (сорта),
в клетках происходят изменения, которые приведут
к формированию цветков. Ухлопчатника — +20…25 °C,
упшеницы — 0…+5 °C. Вторая стадия — световая. Одни
растения зацветают только при 10–12 часовом дне, другим необходим более длинный день. Поэтому признаку
растения делят на две группы: растения короткого дня
ирастения длинного дня. Онтогенез (жизненный цикл)
-32-

5. Основные процессы жизнедеятельности растений
у каждого вида имеет различную продолжительность.
Уодних видов он протекает всего один год, такие растения называются однолетними, причем развитие их
может идти от весны до осени — яровые, и с осени до
весны — озимые. Удвулетних онтогенез протекает за два
года. У многолетних растений процесс роста и развития продолжается довольно долго. Если растение цветет
иплодоносит раз вжизни, их называют монокарпиками.
Большинство многолетних растений цветет и плодоносит много раз, их называют поликарпиками. Впроцессе
индивидуального развития растение повторяет основные этапы развития своих предков, который называется
филогенез. Знание особенностей филогенеза помогает
учёным в области селекции, интродукции и акклиматизации растений. На основе изучения взаимодействия
растительных организмов исреды их обитания возник
особый раздел биологии, носящий название фенологии.
Применительно крастительным организмам называется фитофенологией. Это система знаний о сезонных
явлениях природы, сроках их наступления и причинах,
определяющих эти сроки. При фенологических исследованиях у растений регистрируется наступление сезонных фенофаз
— набухание и раскрывание почек, начало и конец цветения, полное созревание плодов и пр.
Фенология также занимается учетом сезонных явлений
в природе, таких как пробуждение после зимнего покоя: прорастание семян, начало цветения, плодоношения и т.д. Для каждой местности эти фазы наступают
вразличные сроки. Фенологические наблюдения ведутся одновременно с наблюдениями за погодой иимеют
-33-

РАЗДЕЛ 1. СТРУКТУРА ИФУНКЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА
большое значение для человека. Народные приметы —
не суеверия, арезультат постоянных наблюдений людей
в природном окружении. Наблюдения регистрируются
вкалендарях природы, которые выражаются ввиде таблиц, графиков, диаграмм или простыми записями втетрадях. Для учащихся начальных классов вводятся календари наблюдений за изменениями погодных условий
ижизнедеятельности объектов живой природы.
-34-

Понятие «эволюция» означает развертывание, или
разматывание — постепенный закономерный переход
из одного состояния вдругое. Планеты извезды, земная
кора идругие элементы неживой природы претерпевали
постепенные закономерные изменения, которые называют эволюцией неорганического мира. Воснове теории
эволюции органического мира лежит положение отом,
что все разнообразие растений и животных, существующих внастоящее время, произошли от более простых
организмов путем постепенных изменений, которые накапливаются в последующих поколениях. Одной из основных тенденций вэволюции растений было увеличение приспособленности ктой или иной среде, аэто часто
сопровождалось специализацией и усложнением структур иих функций. Внастоящее время эволюция не прекратилась, а,напротив, протекает даже быстрее. Вкратце
действие процесса эволюции выражается втом, что основой служат изменения вгенах ихромосомах, аестес-
-35-

РАЗДЕЛ 2. СИСТЕМАТИКА КАК БИОЛОГИЧЕСКАЯ НАУКА
твенный отбор обеспечивает сохранение возникающих
мутаций. Существуют основные законы эволюции:
- эволюция проходит с разной скоростью в разные
периоды;
- эволюция организмов различных типов происхо-
дит сразной скоростью;
- новые виды образуются не из наиболее высокоразвитых форм, а,напротив, из относительно простых, неспециализированных форм;
- эволюция не всегда идет от простого ксложному;
- эволюция затрагивает популяции, а не отдельные
особи, ипроисходит врезультате процесса мутирования,
естественного отбора.
Вистории Земли и эволюции жизни ученые выде-
ляют определенные промежутки времени
— эры, которые подразделены на периоды. Наукой установлено,
что жизнь зародилась вокеане около 3,5 млрд лет назад, поэтому эволюцию растений можно представить
по этапам.
1 этап. Возникновение одноклеточных растений.
Первые живые обитатели, которые появились около
3млрд лет назад, были примитивными одноклеточными
организмами. Они не имели ядра ипластид, были похожи на современных бактерий. Питались растворенными
минеральными иорганическими веществами, т.е. гетеротрофно. Около 2,5 млрд лет назад существовали уже
разнообразные как по строению, так ипо способу питания одноклеточные организмы, давшие начало образованию многоклеточных форм. В их клетках возникает
особое вещество
— хлорофилл. Такие организмы стали
использовать солнечный свет, который служил источни-
-36-

6. Систематика иэволюция
ком энергии для создания органического вещества. Произошел ароморфоз — процесс фотосинтеза. Свозникновения цианобактерий, которые более энергично стали
выделять кислород, началось его постепенное накопление ватмосфере планеты. Учеными было вычислено, что
весь кислород нашей атмосферы обновляется благодаря
фотосинтезу каждые 2тыс. лет, что позволило провести
доказательства поэтапного развития автотрофных организмов.
2 этап. Возникновение многоклеточных растений.
Первые ядерные одноклеточные формы возникают 1,5млрд лет назад, а1 млрд лет назад формируются
тела многоклеточных растений, которые обитают только
впресных исолоноватых водах
— это золотистые изеленые водоросли. Зеленые водоросли стали родоначальниками фотосинтезирующих высших наземных растений.
3 этап. Выход растений на сушу.
Первые наземные растения, поселившиеся на влажных берегах пресных водоемов, появились примерно
450млн лет назад. Наземные условия существования резко отличаются от условий жизни вводе. Воздушная среда
характеризуется большим содержанием кислорода, чем
водная, апочвенная — иными условиями минерального питания иводоснабжения. Поэтому переход предков
наземных форм мог произойти лишь по мере выработки специальных приспособлений. Иэто был новый ароморфоз — образование тканей, формирующих органы.
Первые достоверные наземные растения известны лишь
по спорам. Они объединены в группу риниофитов. Несмотря на простоту морфологического ианатомическо-
-37-

РАЗДЕЛ 2. СИСТЕМАТИКА КАК БИОЛОГИЧЕСКАЯ НАУКА
го строения, это были уже наземные организмы. Усамых
первых наземных растений поглощение воды осуществлялось с помощью ризоидов. Выход растений на сушу
сопровождался улучшением их освещения, что активизировало процесс фотосинтеза. Это приводило кувеличению объема растений, азатем— красчленению их тела.
Риния была размером до 0,5м, росла на болотах, образуя
заросли. Риниофиты дали начало споровым растениям
и некоторое время существовали вместе с ними. Через
100млн лет риниофиты вымерли, аэволюция растений
шла по пути возрастающего приспособления кусловиям
наземного существования.
4 этап. Развитие наземной растительности.
После риниофитов наступает расцвет споровых
растений. Одной из обособленных ее групп считают
моховидных, древность которых подтверждается ископаемыми находками. От риниофитов произошли плауны, хвощи ипапоротники, которые достигли расцвета
300млн лет назад. По мере увеличения тела развивались
сложные структуры
— корни с корневыми волосками,
адля воздушного питания — листья. Основное размножение осуществлялось спомощью спор.
5 этап. Господство голосеменных растений.
Около 250млн лет назад климат стал суше ихолоднее. Для споровых растений было необходимо наличие
достаточного количества воды для осуществления размножения спорами, которой стало недостаточно. Произошел новый ароморфоз — переход от размножения
спорами к размножению семенами. Для защиты от неблагоприятных условий на побегах появились почки —
-38-

7. Классификация живых организмов
зачатки новых побегов. Новое образование — семя возникает после оплодотворения, а спермий доставляется
кяйцеклетке по пыльцевой трубке. Теперь урастений не
стало зависимости от водной среды, что привело кобразованию многих видов голосеменных.
6 этап. Появление и господство покрытосеменных растений.
В эволюции растений потребовалось еще около
100 млн лет, чтобы возникли покрытосеменные, или
цветковые растения. В это время на планете возросла солнечная радиация, усилилась сухость воздуха, что
привело кгибели многих споровых иголосеменных растений, обитавших при высокой влажности. Множественные ароморфозы обеспечили преимущество цветковым
растениям врасселении по всему земному шару, произрастанию вразличных экологических условиях. Покрытосеменные растения в эволюционном развитии тесно
связаны с эволюцией животных
— опылителей, атакже
распространителей семян иплодов. Таким образом, на
протяжении многих миллионов лет происходила эволюция растительного мира, который развивался и усложнялся. Растения прошли путь от простых одноклеточных
зеленых водорослей до высокоразвитых покрытосеменных форм.
Начало развитию естественных наук в целом поло-
жили труды величайшего философа древности Аристо-
-39-

РАЗДЕЛ 2. СИСТЕМАТИКА КАК БИОЛОГИЧЕСКАЯ НАУКА
теля (385–322 гг. до н.э.). Титул «отец ботаники» принадлежит его ученику, другу и последователю Теофрасту
(370–285 гг. до н.э.). Он описал около 500 видов растений. Теофраст первым ввел классификацию, разделив
растения на четыре группы: деревья, кустарники, полукустарники итравы. Вих пределах использовались подчиненные группы: культурные идекоративные, наземные и водные, вечнозеленые илистопадные, цветущие
и нецветущие, морские и пресноводные и т.д. Самое
важное, что Теофраст использовал постепенное объединение растений вгруппы последовательно все более
высокого ранга. Длительный период Средневековья был
неблагоприятен для развития естественных наук, и более 14 веков ботаника не имела истории. Определенное
влияние на развитие ботанических знаний вЕвропе оказали страны арабского мира. Такие ученые иврачи, как
Абу Али Ибн Сина (Авиценна) (980–1037 гг.), Аль-Бируни
(973–1048 гг.) дополнили предшествующие труды многочисленными сведениями оместных растениях. Эпоха
Возрождения ознаменовалась пробуждением интереса
к античной культуре. Резко расширили представления
обогатстве и разнообразии растительного царства великие географические открытия, которые сопровождались распространением в XVв. книгопечатного дела
исовершенствованием техники гравировки. Это сделало возможным появление ботанических сочинений
—
травников сописанием иизображением растений. Эта
эпоха названа как «описательный период» в истории
систематики.
Период искусственных систем открывает ботаник
А. Чезальпино (1519–1603 гг.). Его система строится на
-40-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
