Рост растений. Периодичность роста. Факторы, влияющие на рост растений. Возрастные периоды в жизни растений

Растение — это живой организм, который в процессе своей жизни, как и животное, растет и развивается. Рост растения происходит в течении всей жизни и сопровождается не только увеличением размеров и массы тела, но и появлением новых структурных элементов в клетках и в самом организме. Поэтому рост растения определяется как невозвратимое увеличение всего растения, а также увеличение его общей массы, которое связанно с новыми образованияит элементов строения тела.
Рост всех органов происходит в три последовательные фазы.
· Первая фаза (зародышевая) характеризуется постоянным делением клеток. Данные клетки можно пронаблюдать вверху основного стебля (конус нарастания) или в зоне вытягивания корня. Вновь образованные клетки оттесняются образующимися и переходят во вторую фазу;

· Растяжение, увеличиваясь в размерах. Закончив вытягивание, клетки вступают в третью фазу;

· Дифференциация, в этой фазе протекает специализация клеток и возникают новые клетки различных тканей.
Характер роста как всего растения, так и отдельных его органов своеобразен и зависит от вида растения. Различают несколько типов роста. Стебли и корни растут верхушками — апикальный рост. Если рост стебля происходит и у основания междоузлий — интеркалярный; зона нарастания листьев часто находится у их основания — базальный рост.
Одни виды растения растут быстро, другие — медленно. Различна скорость роста и отдельных частей растений. Так, листовые влагалища бамбука вырастают в одну минуту на 1,1 мм, а выходящие из почвы побеги бамбука — на 0,6 мм в минуту. Но это не предел скорости роста в растительном мире. Если выразить интенсивность роста в минуту в процентах, то рост побегов бамбука будет значительно меньше, чем рост пыльцевой трубки у недотроги.

Периоды в жизни растений

1. Латентный период - состояние покоящегося семени. Этот период может продолжаться от нескольких дней до нескольких лет, пока семя не попадет в благоприятные условия для прорастания.

2. Период всходов, или проростка, длится до появления первого листа, и до его появления зародыш питается запасными веществами семени.

3. Период молодого растения длится от первого листа до начала цветения. Растение полностью обеспечивает себя питательными веществами.

4. Период взрослого растения - время цветения и плодоношения.

5. Период старого растения - растение перестает цвести и плодоносить.

6. Период старости - последний период в жизни растения, когда оно перестает цвести и плодоносить, чахнет и умирает.

На рост растений оказывают влияние многие факторы внешней среды. Прежде всего это физические факторы: свет (его интенсивность, качество, продолжительность и периодичность), температура(величина и периодичность), сила тяжести, газовый состав, магнитное поле, влажность, питательные вещества(минеральные и органические) и механические воздействия(например ветер). Кроме того, находясь в составе растительных сообществ, растение испытывает влияние продуктов жизнедеятельности других растении(аллелопатия), а также физиологически активных веществ микроорганизмов(антибиотиков, ростовых веществ).

№ 29. Жизненные формы растений_ШаповаловаЕкатерина

Термин жизненная форма в отношении растений был предложен в 80-х гг. прошлого века известным ботаником Вармингом¹. Он понимал под этим понятием “форму, в которой вегетативное тело растения (индивида) находится в гармонии с внешней средой в течение всей его жизни, от колыбели до гроба, от семени до отмирания”.

Такое определение оказалось очень емким. Во-первых, оно подчеркивало, что жизненная форма растения не остается постоянной, а может меняться по мере взросления и старения. Во-вторых, в определении сказано, что важнейшую роль в становлении жизненной формы играет внешняя среда. Но это, конечно, не означает, что жизненная форма любого растения бесконечно пластична и зависит только от непосредственно действующих в данный момент условий. Каждый вид растений реагирует на внешние воздействия в рамках своих наследственно закрепленных возможностей. Земляника, например, не станет развесистым деревом даже в самой благоприятной для роста и ветвления обстановке. Говоря о гармонии с внешней средой, мы подразумеваем, что в сложившейся жизненной форме каждого вида проявляются черты наследственной, выработанной в процессе естественного отбора приспособленности к определенному комплексу внешних факторов.

Использовав и обобщив предложенные в разное время классификации, отечественный ботаник И.Г. Серебряков предложил называть жизненной формой своеобразный габитус² определенных групп растений, возникающий в результате роста и развития в определенных условиях – как выражение приспособленности к этим условиям.

В основу своей классификации И.Г. Серебряков положил признак продолжительности жизни всего растения и его скелетных осей. Он выделил следующие жизненные формы растений:

А. Древесные растения

Деревья
Кустарники
Кустарнички

Б. Полудревесные растения

Полукустарники
Полукустарнички

В. Наземные травы

Поликарпические травы (многолетние травы, цветут много раз)
Монокарпические травы (живут несколько лет, цветут один раз и отмирают)

Г. Водные травы

Земноводные травы
Плавающие и подводные травы

Различие между деревьями, кустарниками, кустарничками, полукустарниками, полукустарничками и травянистыми растениями состоит помимо разной степени одревеснения их стеблей в продолжительности жизни и характере смены скелетных побегов в общей побеговой системе.

Отличительная черта дерева – образование единственного ствола, главной оси, растущей (и в длину, и в толщину) интенсивнее остальных побегов и всегда стремящейся сохранить более или менее вертикальное направление роста. Ветвление ствола дерева, если оно вообще выражено, акротонное – т.е. наиболее сильные ветви развиваются ближе к верхушке ствола и его крупных ответвлений. Так, у дерева в верхней части ствола формируется крона. Размещение кроны высоко над землей позволяет дереву максимально улавливать свет.

Ствол у деревьев живет столько же, сколько и все дерево целиком, – от нескольких десятков до нескольких сотен, а иногда и тысяч (например, мамонтово дерево) лет. Спящие почки³ у основания ствола дерева дают сестринские стволы только в том случае, если главный ствол срублен или поврежден. Известно, что после порубки у березы, дуба и ряда других лиственных деревьев образуется пневая поросль. Жители городов ежегодно наблюдают формирование новой кроны на стволе тополей после так называемой глубокой обрезки. У хвойных деревьев способность к образованию спящих почек выражена гораздо слабее, и продолжительность их жизни меньше, поэтому у ели, сосны, пихты обычно не бывает отрастания новых побегов от пней. Стимулом для пробуждения спящих почек может служить также естественное старение материнской системы побегов, связанное с затуханием жизнедеятельности нормальных почек возобновления.

У кустарников главный побег начинает расти как небольшое деревце, однако довольно рано, на 3–10-й год жизни, из спящих почек у основания первого стволика начинают расти новые, часто перегоняющие материнский и постепенно сменяющие друг друга. В целом продолжительность жизни кустарника может быть тоже очень большой и достигать нескольких сотен лет, но каждый из стволиков живет в среднем 10–40 лет (крайние пределы – от 2 лет у малины до 60 с лишним лет у желтой акации, сирени и др.). Они сменяются по мере отмирания главного и ближайших к нему дочерних стволиков в центре куста и появления новых на периферии.

Кустарнички представляют собой миниатюрные кустарники с тем же способом ветвления, однако они более низкорослы и длительность жизни скелетных осей у них меньше, 5–10 лет. Очень распространены кустарнички в тундрах, высоко в горах, на сфагновых болотах, под пологом хвойных лесов (черника, брусника, голубика, клюква, вереск, водяника и т.д.).

Цветение и плодоношение у кустарников и кустарничков ежегодно приводит к отмиранию части побеговой системы, но очень небольшой части. А вот у растений, относящихся к полудревесным, а особенно травянистым, жизненным формам, это отмирание играет решающую роль в сложении их общего облика.

Полукустарники и полукустарнички, особенно характерные для пустынных и полупустынных областей (разные виды полыней, солянок), формируются по принципу кустарника, но имеют меньшую продолжительность жизни скелетных осей (5–8 лет) и к тому же ежегодно (во взрослом состоянии) теряют после цветения всю верхнюю часть своих годичных цветоносных побегов. Остающаяся деревянистая многолетняя система “пеньков” несет на себе почки возобновления, располагающиеся над землей.

У многолетних травянистых растений прямостоячие надземные побеги живут один вегетационный сезон⁴ и после цветения и плодоношения отмирают до основания. Но на остающемся основании под землей или на уровне почвы формируются зимующие почки. У некоторых трав, розеточных⁵ и ползучих⁶, плотно прижатые к почве надземные стебли могут жить и несколько лет.

На заре возникновения наземной растительности первые растения, вышедшие из моря на сушу, во многом сохранили сходство со своими предками – водорослями. Это были некрупные растения, по строению близкие к травянистым. В дальнейшем развились и крупные древовидные формы, в том числе своеобразные папоротники с розеткой больших перистых листьев на верхушке “ствола” и крупные (30–45 м в высоту) древовидные каламиты – предки хвощей. Наряду с этими формами, вероятно, с давних пор существовали и травянистые папоротниковидные. Именно травянистые папоротники, плауны и хвощи дожили до наших дней, тогда как значительная часть древовидных форм вымерла. Что касается мхов, то они в течение своей длительной истории остались “карликовыми травами”.

Количество ныне существующих видов растений дает представление об их распространенности: моховидные – около 16 000 видов, плауновидные – около 1000 видов, папоротники – около 12 000 видов, голосеменные – около 720 видов, покрытосеменные – около 235 000 видов.

Голосеменные растения представляют преимущественно древесную группу, во всяком случае среди ныне живущих голосеменных настоящих трав нет. Хвойные, широко распространенные на Земле, имеют облик крупных деревьев, реже – кустарников (можжевельник) и стланцев (в горах Восточной Сибири – кедровый стланик).

Цветковые растения наиболее разнообразны по жизненным формам. Они распространены в самых разнообразных природных условиях, от холодной тундры до жарких пустынь. Считается, что в ходе эволюции цветковые растения прошли путь от сравнительно невысоких толстоствольных маловетвящихся розеточных деревцев (такие сейчас встречаются главным образом в тропических лесах – например, пальмы) к крупным, “настоящим” деревьям с хорошо развитым стволом и мелковетвистой кроной, а от деревьев – к кустарникам, кустарничкам и разнообразным травам. Направление “от деревьев к травам” называют редукционной эволюцией, или соматической редукцией, и связывают с расселением цветковых растений из области их возникновения и первоначального развития (предположительно в горах тропиков и субтропиков) в области и зоны с менее благоприятным, иногда очень суровым климатом. Травянистые растения лучше приспособлены для освоения новых экологических ниш и проникают буквально “в каждую щель”. Однако это не значит, что каждое конкретное семейство или род обязательно прошли в ходе своей эволюции весь путь соматической редукции. Некоторые семейства, видимо, с самого начала были травянистыми, и в некоторых случаях от травянистых предков возникли более специализированные древесные формы (бамбуки в семействе злаков).

СИСТЕМА РАУНКИЕРА,экологич. классификация растений, основанная на положении почек возобновления и наличии соотв. приспособлений для переживания неблагоприятного времени года. По С.Р. различают 6 групп жизненных форм: эпифиты — растения, не имеющие корней в почве; фанерофиты — надземные растения, почки возобновления к-рых находятся на вертикально расположенных побегах; х амефиты — поверхностные растения, почки возобновления к-рых расположены высоко над землей, гемикриптофиты — дернообразующие растения, почки возобновления к-рых находится на уровне почвы или непосредственно под ее поверхностью; криптофиты — растения, зимующие клетки, почки возобновления к-рых скрыты в почве (геофиты) или под водой (гидрофиты); терофиты — однолетние растения, жизненный цикл к-рых заканчивается за один вегетационный сезон (неблагоприятное время года переживают в виде семян). Предложена К. Раункиером (1905, 1907).