Рост растений, периодичность и фазы роста. Покой растений

Характерной особенностью роста является его необратимость. Растения в отличие от животных растут в течение всей жизни. Рост отдельных органов и организма в целом слагается из роста его клеток.

Выделяют основные этапы роста клеток растений:

1. Деление клеток

2. Растяжение

3. Дифференцировка

4. Рост наложением новых слоев на клеточную оболочку у специализированных клеток - трахеид, волокон и др., размеры клетки при этом не увеличиваются.

Первый этап – это увеличение числа клеток, размер которых в основном остается одним и тем же. Этот этап характеризуется клетками высокой физиологической активности: тонкие клеточные стенки, богатые пектином, сильно развита эндоплазматическая сеть, много рибосом. Второй этап характеризуется тем, что количество клеток не изменяется, а происходит изменение размера, объема и массы клеток. Это связано с особенностями строения клеточной оболочки, которая растягивается. Третий этап характеризуется тем, что происходят существенные изменения в клетке, они специализируются на различных процессах, и клетка даже может терять свое живое содержимое.

Особенности роста различны в органах разных систематических групп растений. У высших растений рост связан, прежде всего, с деятельностью меристем и их локализацией. Стебли и корни растут в длину верхушками и такой рост называют верхушечным. Листья – растут основанием – базальный рост. Стебли злаков удлиняются за счет вставочной или интеркалярной меристемы - данный рост называют интеркалярным или вставочным.

Меристематические клетки тотипотентны, то есть дают начало клеткам, способным развиваться самыми различными путями. Переход меристематических клеток к росту растяжением сопровождается их дифференцировкой, то есть возникновением структурных и функциональных различий. В результате дифференцировки образуются специализированные клетки, присущие отдельным тканям и формируются органы.

Формы и размеры органов растений в целом определяется количеством и локализацией делящихся и растягивающихся клеток, интенсивностью и ориентацией их деления и роста. В процессе роста тканей и органов соседние клетки, связанные плазмодесмами не перемещаются друг относительно друга. Такой рост называют согласованным.

Морфогенез – формообразование у растений, включающее в себя процессы заложения, роста, развития клеток (цитогенез), тканей (гистогенез) и органов (органогенез), которые генетически запрограммированы и скоординированы.

Важная особенность роста растений – его ритмичность, то есть чередование процессов интенсивного и замедленного роста. Скорость роста растений определяется этапами онтогенеза. На разных этапах онтогенеза скорость роста будет меняться.

На скорость роста влияют экзогенные факторы – свет, вода и др. Они вместе с эндогенными факторами обуславливают периодичность роста. У растений наиболее распространены циркадные ритмы с периодом около суток. Они связаны с суточными колебаниями освещенности, температуры. Периодичность роста и развития в течение сравнительно длительного периода, связанного со сменой времен года называют сезонной периодичностью (образование годичных колец). Неблагоприятные условия вызывают:

● изменение в количественных соотношениях веществ цитоплазмы;

● изменения в коллоидных веществах цитоплазмы;

● повышение количества запасных веществ;

● растение переходит в состояние покоя.

Покой – это физиологическое состояние растений, когда все жизненные процессы заторможены. У растений периоды роста чередуются с периодами покоя. Различают покой вынужденный и физиологический. Вынужденный покой обусловлен только факторами внешней среды, например, низкими температурами в зимнее и ранневесеннее время. Физиологический покой обусловлен эндогенными причинами.

Переход в состояние покоя связан со снижением общего уровня гидрофильности коллоидов и обводненности цитоплазмы. Происходят процессы обогащения цитоплазмы жирами и фосфатидами. В результате этих явлений понижается проницаемость тканей, усиливаются гидролитические и ферментативные процессы. Состояние покоя регулируется соотношением фитогормонов: цитокинины и гиббереллины выводят из состояния покоя.

Существует два приема вызывать семена к активной жизнедеятельности:

1) скарификация – используются механические приемы частично разрушающие оболочку семян;

2) старификация – органы растений длительно выдерживают при температуре близкой к нулю и повышенной влажности.