Страница - 30

§58. Характеристика онтогенеза растений

Этапы онтогенеза растений. Весь онтогенез цветковых растений, так же как и онтогенез животных, можно поделить на эмбриогенез и постэмбриогенез. При семенном размножении эмбриогенез начинается с момента оплодотворения яйцеклетки, а заканчивается — в момент прорастания семени.

Традиционно онтогенез растений подразделяют на четыре-пять этапов.

В разных источниках приводятся разные стадии онтогенеза растений: де­ление, рост, размножение, старение. Одни исследователи выделяют такие периоды, как эмбриональный, ранний, зрелости, размножения, старости. Другие авторы подразделяют онтогенез растений на периоды: скрытый (по­коящиеся семена), догенеративный (от появления проростка до первого цве­тения), генеративный (от первого до последнего цветения) и старения (от последнего цветения до гибели растения).

Мы воспользуемся самой популярной классификацией онтогенеза семенных растений.

1. Эмбриогенез характеризуется интенсивным размножением кле­ток. При многократном делении оплодотворенной яйцеклетки форми­руется многоклеточный зародыш. Он состоит из зародышевых клеток корешка, стебелька и почечки. А деление оплодотворенной централь­ной клетки приводит к формированию эндосперма (запаса питатель­ных веществ). Эмбриогенез заканчивается прорастанием зародыша.
2. Первая стадия постэмбриогенеза включает в себя процесс прорастания зародыша семени и превращения его в самостоятельный

организм. Как только проросток начинает питаться самостоятельно, а не за счет веществ, накопленных в семени, эта стадия считается за­вершенной.

Но, по мнению некоторых исследователей, эту стадию не стоит рас­сматривать как отдельную, самостоятельную. Ее объединяют со следу­ющей стадией и включают в период молодое растение.

3. Стадия роста, или молодого растения, - это период жизни растения до начала первого цветения. Эта стадия заканчивается фор­мированием генеративных органов: цветков у цветковых или шишек у хвойных.
4. Стадия взрослого растения (рис. 134), или зрелости, — это период полового размножения. Она начинается с первого опыления и оплодотворения и заканчивается последним урожаем - формировани­ем последних семян (плодов).
5. Стадия старения начинается с того момента, когда растение уже перестает цвести и образовывать семена и плоды. Рост клеток в нем сильно замедляется. Известно, что растения растут всю жизнь, но в последней стадии количество погибающих клеток начинает пре­восходить количество образующихся молодых клеток. Так постепенно ткани и органы изнашиваются, приходят в негодность и перестают функционировать.

Знание и понимание:

1. Вспомните, что такое онтогенез.
2. Расскажите о влиянии условий внешней среды на онтогенез растений.
3. Перечислите этапы онтогенеза растений.

Применение:

Назовите стадии онтогенеза растений по рисунку. Дайте им характе­ристику.

1. Нарисуйте схему онтогенеза растений.

Анализ:

1. Найдите отличия между онтогенезом у растений и животных.
2. Сделайте обзор факторов, влияющих на онтогенез растений.

Синтез:

1. Систематизируйте изменения в организмах растений на разных этапах онтогенеза. Укажите появление новых органов растений на определен­ном этапе.
2. Сравните онтогенез у хвойных и культурных цветковых растений. Дискуссия:

Выявите самые уязвимые периоды онтогенеза. Важно ли агротехни­кам знать об онтогенезе растений? Выскажите свои предположения по изучению онтогенеза растений.

§59. Рост растений

Особенности роста растений. Рост растений, как и онтогенез, имеет свои особенности. Так, в фазах жизненного цикла, предшествующих генеративной стадии, у растений наблюдается самый интенсивный рост. С началом полового размножения рост вегетативных органов в целом замедляется. Это происходит потому, что значительная часть питательных веществ начинает уходить на формирование семян и плодов.

Еще одна особенность - периодичность интенсивного роста (весен­не-летний период) и относительного покоя (в осенне-зимний период). Такая закономерность присуща всем растениям Северного полушария. Также в состоянии покоя находятся, например, сухие семена до на­чала прорастания.

Процессы в организмах растений сильно зависят от условий окру­жающей среды. Одним из внешних факторов роста растений являет­ся температура. Для каждого вида растений существует свой темпе­ратурный оптимум роста и развития. Температурный оптимум - это такая температура, при которой рост растения максимальный. Для большинства растений Казахстана он будет в диапазоне 25"-35“С. Кро­ме того, важнейшим внешним фактором, влияющим на рост растения, является обеспечение водой. Если в фазе интенсивного роста растение испытывает недостаток в воде, то у него формируется множество мел­ких клеток, т. е. клетки почти не снижают интенсивности размноже­ния, но при этом не растягиваются, не растут. И растение в целом се­рьезно отстает в росте. Это происходит потому, что для формирования цитоплазмы полноценных клеток требуется вода. Вода необходима и для фотосинтеза, в ходе которого образуются органические вещества растений.

Рост растений. Органы растений способны расти благодаря на­личию образовательных тканей. Рост стебля в толщину обеспечива­ет камбий. Его клетки активно размножаются весной и летом, пока на дереве есть листья. В зимний период рост прекращается. Клетки камбия, как и все растение, переходят в состояние покоя. Благодаря чередованию сезонов года в стеблях древесных растений формируются годичные кольца.

По толщине и форме годичных колец можно судить о природно-климати­ческих условиях периода, в который они формировались. Так. если годичное  кольцо толстое и ровное, то климат был теплым и влажным. Если кольцо узкое, то лето было холодным или засушливым. Если с одной стороны дерева все кольца уже, а е другой шире скорее всего с узкой стороны находилось препятствие, мешавшее нормальному формированию дерева. Это могло быть здание, другое, более крупное, дерево, валун или скала. Если же все кольца с одной стороны чуть-чуть шире, чем с другой, скорее всего это указание на стороны света. Более узкий слой древесины образуется с северной стороны. Но это при условии, что именно с северной стороны на растение воздейство­вали неблагоприятные условия, например, поступал более холодный воздух, дул ветер и т. д.

У некоторых растений вообще нет кам­бия, и у стебля не формируется древесина. Например, у всех представителей класса од­нодольных: злаковых и лилейных. К злакам относятся камыш, бамбук, рис, кукуруза, пшеница, ячмень, овес и др. К лилейным - тюльпан, лилия, нарцисс, лук. чеснок, лан­дыш, гиацинт и др. Среди однодольных во­обще нет настоящих деревьев, только паль­мы. Но у пальм ствол либо полый, либо за­полнен рыхлыми основными тканями, а не древесиной.

Скорость роста зависит от многих усло­вий. При недостатке света, тепла, воды и полезных элементов в почве рост растения будет замедлен. Но кроме внешних факторов на скорость роста важнейшее влияние оказывает генетическая ин­формация, которой обладает каждый живой организм. Так, некоторые виды бамбука при хороших условиях могут вырасти на 50-100 см в сутки (рис. 135). Самое медленно растущее дерево - дион съедобный из Мексики. За год это дерево высотой 9,9 см выросло всего на 0,76 мм. Ему уже 120 лет.

Знание и понимание:

1. Сравните процессы роста животных и растений. Объясните, в чем за­ключается разница.
2. Расскажите о тканях, которые участвуют в росте растения. Вспомни­те. где они расположены. Какие у них функции?

Применение:

1. Рассмотрите рисунок. О чем могут рассказать годичные кольца?
2. Почему у некоторых растений не об­разуется древесина?

Тестовые вопросы