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:
апикальный – меристемы располагаются на верхушках стеблей и корней;
базальный тип роста свойственен для листьев однодольных растений и цветочных стрелок. Рост листьев двудольных растений осуществляется по всей поверхности листа;
интеркалярный тип роста характеризуется тем, что зоны роста располагаются над каждым узлом – местом прикрепления листа. Так растут стебли злаков;
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.
Ростовые корреляции
Влияние одних частей организма на скорость и характер роста других называют корреляцией (взаимозависимостью). Различают стимулирующие и тормозящие корреляции. Корень стимулирует рост побега. Формирующиеся семена стимулируют рост околоплодника.
Образование цветов тормозит рост и заложение листьев. Если цветы все время удалять, то побеги растут долго. Этим приемом однолетнее растение можно превратить в многолетнее.
Удаление пасынков у томатов вызывает усиленный рост плодов, а пикировка – вызывает ветвление корней.
Апикальное доминирование – это пример тормозящей корреляции. Если у хвойных (сосны, ели) удалить верхушку, то из верхней пазушной почки возникает побег, растущий вертикально как главный, т.е. плагиотропный побег (побег растет под углом к главному, вертикальному побегу) становится ортотропным.
В основе ростовых корреляций – изменение гормонального статуса и соответственно перераспределение питательных веществ.