Рост и развитие - одни из основных свойств живых организмов, в том числе растений. Для каждой систематической группы эти процессы имеют свои особенности. Из нашей статьи вы узнаете о типах роста и циклах развития растений. Что означают эти понятия? Давайте разбираться вместе.
Рост и развитие: отличие понятий
Эти два биологических процесса тесно взаимосвязаны. Рост и развитие растений - это изменения, которые происходят с ними. В чем их отличие? Ростом называют количественное увеличение всего живого организма или его отдельных частей. Происходит этот процесс в течение всей жизни. Такой тип роста называется неограниченным. Развитие растений - это качественные изменения. С течением времени происходит усложнение в строении организмов. В многоклеточном организме это происходит путем дифференциации, которая проявляется в увеличении разнообразия органоидов.
Процессы роста тесно взаимосвязаны. Дело в том, что некоторые этапы циклов развития растений и сопровождающие их процессы жизнедеятельности могут наступать только при определенных размерах органов.
В ходе полового размножения новый организм развивается из зиготы - оплодотворенной яйцеклетки. Эта структура не является специализированной. Она многократно делится с образованием новых клеток, которые называются бластомерами. Первоначально они имеют одинаковое строение. Но когда количество бластомеров достигает 32, их структура начинает видоизменяться в зависимости от местоположения.
Понятие о фитогормонах
Рост и развитие растений определяются не только размерами организма. Эти процессы регулируются особыми химическими веществами - фитогормонами. В зависимости от состава и строения они могут оказывать на растения влияние различного характера. К примеру, абсцизины способствуют началу листопада, ауксины стимулируют рост корневой системы. Под воздействием цитокининов начинают делиться клетки, а появление цветков связано с выделением гиббереллинов.
Растения не имеют специальных органов, которые выделяют фитогормоны. Просто одни из них более насыщены веществами по сравнению с другими. Так, высокая концентрация цитокининов наблюдается в корнях и семенах, а гиббереллинов - в листьях. Но влияние гормонов одинаково для всех частей органов. Синтезируясь в одном из них, они транспортируются в другие.
Образовательная ткань
Рост, а следовательно, и развитие растений обеспечиваются деятельностью образовательной ткани, или меристемы. Ее клетки имеют многоугольную форму, крупное ядро, многочисленные поры в оболочке и рибосомы в цитоплазме.
В зависимости от происхождения различают общие и специальные образовательные ткани. Первые развиваются из зародыша семени. Их клетки постоянно делятся и дают начало апикальным или верхушечным меристемам. А уже из него развиваются эпидерма, паренхима и прокамбий.
Кроме верхушечных, в зависимости от расположения меристемы, бывают боковые (латеральные), краевые (маргинальные) и интеркалярные. Последние обеспечивают вставочный рост. При делении клеток интеркалярной образовательной ткани происходит удлинение междоузлий стебля и развитие черешков листьев.
Стадии развития растений
Каждый растительный организм, как и все живое, зарождается, растет и погибает. Такое развитие называют индивидуальным. В нем различают несколько фаз:
- семя в состоянии покоя;
- от прорастания семени до наступления первого цветения;
- от первого до последнего цветения;
- от последнего цветения до отмирания.
У представителей разных систематических единиц продолжительность стадий развития растений значительно отличается. К примеру, секвойя живет 3 тысячи лет, а молочная вика - 3 года.
Историческое развитие растений связано с эволюционными процессами, происходящими на планете. Первыми растениями, появившимися на Земле, были водоросли. С течением времени климат существенно изменился. Результатом этого был "выход" растений на сушу. Так появились высшие споровые растения - мхи, плауны, хвощи и папоротники. От них произошли современные семенные растения.
От семени к цветению
У многолетних растений рост происходит ритмично. Это связано с сезонными изменениями в природе. Зимой или во время засухи растения находятся в состоянии покоя. Это касается не только листопадных видов, но и вечнозеленых. Развитие цветковых растений начинается с прорастания семени, которое может находиться в состоянии покоя даже несколько лет. Их развитие связано с наступлением благоприятных условий. Чтобы семя проросло, необходимы влага, тепло и воздух. Сначала оно впитывает воду и набухает. Далее начинает появляться корень, который закрепляет будущее растение в почве. Потом прорастает побег. Необходимое количество тепла и влаги зависит от вида растения. К примеру, семена моркови прорастают при 5 градусах, а огурцов и томатов - при 15 градусах тепла. Озимым видам требуется отрицательная температура.
Жизненный цикл
Для споровых растений характерно повторение этапов развития. Рассмотрим этот процесс на примере мхов. В жизненном цикле развития растений этого отдела преобладает гаметофит - половое поколение. Он представлен зеленым листостебельным растением, которое прикрепляется к субстрату с помощью ризоидов. С течением времени на гаметофите формируется спорофит. Он состоит из коробочки со спорами на ножке. Такая структура недолговечна и существует только в течение вегетационного периода. Так называют время года, благоприятное для роста и развития растений.
Когда споры созревают, они высыпаются в почву. Из них вновь развивается гаметофит. На нем формируются гаметангии с половыми клетками. Далее при помощи воды происходит оплодотворение, результатом которого является спорофит. Цикл развития повторяется снова.
Итак, рост и развитие - это взаимосвязанные процессы. Они являются характерными для всех живых организмов. Ростом называют количественные изменения, которые проявляются в увеличении размеров и объема растения в целом и его отдельных частей. Развитием называют качественные изменения. Это свойство проявляется в специализации и дифференциации клеточных структур.
