РІСТ ТА РОЗВИТОК РОСЛИН. 1.Розвиток рослин.

1.Розвиток рослин.

2. Особливості росту рослинного організму.

3. Рухи рослин.

І. Розвиток (онтогенез) вищих рослин розподіляють на чотири етапи: 1) ембріональний, 2) ювенільний (молодість), 3) репродуктивний (зрілість), 4) старість.

Тепер розглянемо кожний етап окремо.

Ембріональний етап онтогенезу насінних рослин характеризує розвиток зародка від зиготи до дозрівання насіння.

Ювінільний етап розпочинається з проростання насіння чи з органів вегетативного розмноження (бульби, цибулини) і характеризується швидким нагромадженням вегетативної маси. На даному етапі рослини не здатні до статевого розмноження. Проростання, в свою чергу, ділиться на фази набрякання, накльовування, гетеротрофного росту проростків, переходу до автотрофного живлення. Довжина ювенільного періоду у різних видів не однакова: від кількох тижнів (у однорічних) до десятків років (кущі, дерева).

Етап зрілості та розмноження – це період підготовки до цвітіння, час формування та росту насіння і плодів, утворення органів вегетативного розмноження.

Етап старості і відмирання – це від повного припинення плодоношення до природної смерті організму. Це завершальні етапи будь-якого організму, хоча термін “старіння” може відноситись не до цілого організму, а лише до окремих його органів.

ІІ. Слід розрізняти календарний, або власний вік і загальний або фізіологічний вік органу (наприклад пагону чи листка). Календарний (власний) вік – це час, який відраховують від його закладки до даного моменту. Загальний (фізіологічний) визначається календарним віком даного органу з урахуванням віку самого материнського організму в цілому до моменту його закладки. Внаслідок цього, наприклад, листки одинакового календарного віку, які виникли на молодому та старому пагонах будуть різні за фізіологічним віком.

Процесам росту, як і іншим фізіологічним явищам, властива переодичність. В рослини є механізми для сприйняття змін температури, довжини дня та якості світла. Це дозволяє рослинному організму координувати свій життєвий цикл відповідно до сезонних змін кліматичних умов. У рослин найпоширеніші так звані циркадні ритми, які за часом наближаються до доби (21-27 годин). Циркадні ритми відносяться до ендогених ритмів, крім них до ендогених відносяться швидкість росту, ритми фотосинтеза та дихання, транспорта речовин, транспірації, закривання та відкривання квіток. Крім добової періодичності ріст рослин залежить від порівняно довгих періодів, наприклад сезонної періодичності. Така періодичність характеризується утворенням річних кілець в деревені рослин помірного клімату, у яких ріст стовбурів в товщину, досягає максимуму влітку, зупиняється восени. Клітинний механізм, який зумовлює ритм, називають біологічним годинником. Біологічний годинник – умовний термін, який показує здатність живих організмів, в тому числі і рослин орієнтуватися в часі. В основі такої орієнтації лежить строга переодичність всіх фізико-хімічних процесів, тобто ендогенних біологічних ритмів.

Для росту рослин на будь-яких етапах онтогенеза характерний період спокою. Розрізняють вимушений та глибокий фізіологічний спокій. Ці види спокою перебувають у різній залежності від умов довкілля. Причиною першого є несприятливі фактори навколишнього середовища, найчастіше холод. Звичайно рослинний організм переходить до стану вимушеного спокою при відсутності певного фактору, необхідного для росту. Як тільки рослина чи її органи будуть забезпечені необхідними умовами для росту, вони легко виходять із стану вимушеного спокою. Рослини або органи, які перебувають в стані глибокого фізіологічного спокою, не переходять до росту навіть при наявності всіх сприятливих умов. З такого стану вони виходять тільки по закінченню певних фізіолого-біохімічних змін, що готують наступний ріст. Вимушений і глибокий спокій можуть співпадати у часі. Теоритичний матеріал про стан спокою бруньок, насіння, а також про регенерацію та полярність у рослин ви розглянете самостійно в літературних джерелах: В.В. Полевой ст. 353-356; Мусієнко (вид. друге 2001 р.) ст. 272-276.

Різним органам рослин властиві різні типи росту, що визначається, характером розміщення конуса наростання. В зв’язку з цим розрізняють апікальний, інтеркалярний, базальний типи росту. Не будемо зупинятися на цьому питанні, тому що ви цей матеріал знаєте або згадаєте з першого курсу, а також: Що таке первинний та вторинний ріст стебла?; Що таке первинний ріст кореня?; Що таке адвентивний та корелятивний ріст? (М. ст. 262-272; П. 343-352; Морф. р-н Васильева, 1988, ст. 157-163, 234-249; Совр. Бот. (Рейвн,1990) Т.2, ст. 30-96.

Ріст відбувається на різних рівнях біологічної організації – від молекулярної до популяції ценозів. В усіх випадках залежно від часу ріст виражається S-подібною кривою. Закономірності росту рослини досліджував німецький вчений Сакс і відобразив в даній кривій. Цю криву називають сигмоїдною кривою, яку можна розділити на чотири ділянки. Початкова фаза, або лаг-фаза, характеризується незначним ростом. Потім вона переходить в логарифмічну фазу інтенсивного росту, де ріст відбувається по експоненті. Тепер швидкість росту досягає максимуму і кількість клітин або організмів в такий момент найвища. Далі швидкість росту знижується. Точку в якій це відбувається, називають точкою перегину. Третя фаза – фаза сповільненого росту. Нарешті, кінцева фаза – фаза плато, або стаціонарного росту. В цей період загальний ріст уже завершено і всі параметри залишаються сталими. В деяких випадках може продовжуватись незначний підйом кривої росту доти, доки організм не загине.

ІІІ. У рослин немає спеціалізованої нервової тканини, але функція збудження властива їм як і всім живим організмам. Подразливість – це здатність живих організмів, їхніх клітин відповідно реагувати на стресові умови, зовнішні зміни адаптивними, тобто пристосувальними, реакціями. Ч. Дарвін перший вивчав і довів, що у рослин подразнення виникло в процесі еволюції. На його думку, у рослин є дві зони – сенсорна і моторна. Перша сприймає подразнення, а друга здійснює рухові реакції. Подразнення спричиняють різні фактори: механічні, хімічні, електричні, температура, вода тощо. Певні групи рецепторних білків клітин, тканин приймають ті чи інші збудники. Подразники діють на різні компоненти клітин, зовнішні і внутрішні мембрани, ферментні комплекси, але провідною реакцією клітини на подразнення є локальна електрична реакція. Будучи інтегральним показником збудження або гальмування клітини, вона, в свою чергу, впливає на інші процеси.

Рухи у вищих рослин не пов’язані із значними переміщеннями у просторі. Вони охоплюють рухи окремих органів – кореня, стебла, листків, квіток. Розрізняють рухи окремих органів, пов’язані з ростом – ростові і із зміною тургорного напруження окремих клітин та тканин – тургорні. Ростові рухи в свою чергу бувають двох видів: тропізми – рухи, викликані однобічним впливом чинника довкілля – сили земного тяжіння, світла, тепла) та настіі – ростові рухи, зумовлені будовою органа і викликані загальною дифузною зміною того чи іншого чинника. В основі ростових рухів лежить явище подразливості.

Тепер розбиремо тропізми. Може бути позитивний і від’ємний тропізми. При позитивних – рух рослини чи органа спрямований в бік подразника, а при від’ємному навпаки. Залежно від природи розрізняють гео-, фото-, тигмо-, гідро-, аеро-, травмотропізми тощо.

Геотропізм – реакція на силу тяжіння, яка чітко проявляється у проростків. Якщо проросток покласти горизонтально, його корень вигнеться вниз (позитивний геотропізм), а пагін вгору (від’ємний геотропізм). Як виявилось, сприйняття сили тяжіння пов’язане з тиском на клітині мембрани плазмолеми, або ендоплазматичного ретикулуму статолітів, в ролі яких виступають пластиди. Коли корінь розміщується горизонтально, пластиди переміщуються внизі затримуються поблизу клітинних стінок, які раніше були орієнтовані вертикально. Через кілька годин корінь загинається вниз і пластиди повертаються до свого попереднього положеннявздовж поперечних клітинних стінок кореня. Не з’ясовано які гормони діють на рух пластидів. Ймовірно, що ключову роль в цьому явищі відіграють іони Са, які регулюють транспортування ауксинів.

Досить поширеним тропізмом є реакція на контакт з твердим предметом – тигмотропізм. Прикладом таких тропізмів є реакція вусиків, які обвивають будь-який предмет як опору. Клітини, які торкаються до опри, дещо скорочуються, а з протилежної сторони – видовжуються.

Фототропізм – ростові рухи, вигини органів рослин під впливом односторонього освітлення. Рослина сприймає не напрямок світлового пучка, а різницю в освітленні (градієнт світла) між затіненою та освітленою сторонами. Ростова реакція в даному випадку зумовлена впливом індолілоцтової кислоти, яка спричинює розтягування клітин тіньової сторони верхівки пагона.

Хемотропізм – це вигини пов’язані з одностороннім впливом хімічних речовин. Хемотропічні вигини характерні для пилкових трубок і для коренів рослин.

Гідротропізм – це нерівномірний розподіл органів рослини у вологому середовищі. Гідротропічні вигини виникають у напрямку де більше вологи. Для кореневих систем характерний позитивний гідротропізм. В умовах достатньої вологи гідротропічні рухи не виникають.

Аеротропізм – орієнтування в просторі, обумовлене нерівномірним розподілом кисню. Він властивий кореневим системам.

Геліотропізм. У багатьох рослин можна спостерігати, як листки і квітки повертаються протягом доби, орієнтуючись перпендикулярно або паралельно до сонячних променів (соняшник, люпин, соя). Це явище називають геліотропізмом. На відміну від фототропізмустебла воно не є результатом асиметричного росту.

Розберемо настичні рухи. Вони властиві тим органам рослин, які мають двобічну симетричну будову. При цьому спостерігається нерівномірний ріст нижньої та верхньої частини органа. Якщо швидкий ріст спостерігається на морфологічно верхньому боці органа, то тут має місце епінастія, внаслідок чого розкриваються бруньки, бутони. Коли спостерігається швидкий ріст на нижньому боці, закриваються покриви квітки – явище гіпонастії. В більшості випадків настичні рухи обумовлені зміною тургору і проходять в результаті збільшення або зменшення концентрації осмотично активних речовин (малату, іонів К,Cl) в спеціалізованих клітинах протилежних боків органа. Можна спостерігати виникнення рухів, коли світло періодично змінюється темрявою. У деяких рослин квітки розкриваються вранці, а на ніч закриваються. Ці рухи дістали назву “сон рослин” – ніктинастії. “Сонні рухи” квітів або листків, коли вони відкриваються або закриваються, у відповідь на зміну світла називаються – фотонастії, а якщо на зміну температури – термонастії.

Переміщення всієї клітини чи всього організму, тобто локомоторну реакцію, що зумовлена і визначається певним зовнішнім фактором, називають таксисом. Прикладом фототаксису - реакція на світло, є рух євглени на освітлення чи рух хлоропластів у клітині. Позитивний хемотаксис – сперматозоїди мхів, папоротей рухаються в бік речовин, які виділяє яйцеклітина. Аеротаксис – рухомі аеробні бактерії направляються в бік кисню.

Вплив зовнішніх умов на ріст і розвиток.

Поиск по сайту: