Индивидуальное развитие растений

Несколько слов о терминах, применяемых при изучении роста и развития растений.

Онтогенезом – называют индивидуальное развитие организма от зиготы до естественной смерти. В ходе онтогенеза реализуется наследственная информация организма (генотип). Но т.к. окружающая среда воздействует на генотип определенным образом, то в результате этого формируется фенотип, т.е. совокупность всех свойств и признаков данного организма.

Развитие – это качественные изменения в структуре и функциональной активности растений и его частей в процессе онтогенеза.

Дифференцировка – возникновение качественных различий между клетками, тканями, организмами.

Рост - необратимое увеличение размеров и массы клетки, органа, всего организма. Понятие рост отражает количественные изменений, сопровождающие развитие организма.

Этапы онтогенеза высших растений

Развитие высших растений подразделяют на 4 этапа.

1. эмбриональный

2. ювенильный (молодость)

3. репродуктивный (зрелость)

4. старость

Эмбриональный этап онтогенеза семенных растений охватывает развитие зародыша от зиготы до созревания семени включительно.

Этап молодости (ювенильный) у семенных растений начинается с прорастания семян или органов вегетативного размножения и характеризуется быстрым накоплением вегетативной массы. Растения в этот период не способны к половому размножению.

У семян по окончании периода покоя поглощение ими воды служит пусковым фактором прорастания. Это поглощение сопровождается повышением проницаемости семенных покровов для Н₂О и за счёт гидратации биополимеров в клетках. В результате развивается онкотическое давление (давление набухания) и семенные покровы разрываются.

Проклёвывание начинается, когда семена достигают критической влажности (40-65% от сырой массы) и происходит путём роста растяжением самого зародышевого корня или гипокотиля, в результате чего кончик корешка выталкивается из семени.

Вслед за корнем начинается рост побегов. Прорастая в темноте (почве) корень и побег ориентируется по гравитационному вектору. На этом этапе развития питание растения – гетеротрофное. И лишь, когда проросток выходит из земли и начинает зеленеть, происходит переход на автотрофный тип питания. Рост зародышевого корня и стебля сопровождается появлением зон деления растения, дифференциации клеток.

Благодаря дальнейшему росту главного, боковых и придаточных корней и формированию побегов, ветвления, роста листовых пластинок, утолщению стебля растения к концу ювенильного этапа накапливает значительную вегетативную массу.

Продолжительность ювенильного периода у разных видов растений неодинаково: от нескольких недель (травы) до десятков лет (у древесных).

Этап молодости характеризуется полным отсутствием цветения.

Этап зрелости и размножения это период готовности к зацветанию и образованию органов вегетативного размножения, формирования семян и плодов. Имеет особое значение в жизни растений. В этот период растение наиболее жизнеспособно, оно сформировало вегетативную массу, достаточную для обеспечения роста и развития цветков, семян и плодов, которые являются гетеротрофными органами.

У растений выделяют 3 типа размножения: половое, бесполое, вегетативное.

При половом размножении – новый организм появляется в результате слияния 2-х половых клеток - гамет. Половой процесс описан для всех высших растений и низших.

Бесполое размножение характерно для споровых растений, которые всегда имеют чередование 2-х поколений бесполого диплоидного – спорофита и полового гаплоидного – гаметофита. При бесполом размножении новый организм развивается из спор спорофита.

Вегетативным размножением называется воспроизведение растений из вегетативных частей растения, т.е. из кусочков таллома или отдельных клеток (у низших) и из органов и их частей (у высших).

Этап старости и отмирания

Включает в себя период от полного прекращения плодоношения до естественной смерти организма. Это период прогрессирующего ослабления жизнедеятельности.

Продолжительность жизни различных растений варьирует в широких пределах: однолетники (травы) – 1 год, секвойя – 5000 лет, дуб – 1500, ель – 1200, липа – 1000, сосна – 500, виноград –80-100.

Старение и смерть – завершающие этапы онтогенеза любого многоклеточного растения, но термин «старение» может быть применим не только к целому растению, но и к отдельным частям растения.