Основные процессы жизнедеятельности растений

Обязательным свойством живого организма является воспроизведение потомства, что обеспечивает непрерывность и преемственность жизни. Размножение — это процесс получения нового организма или его части из отдельных органов или их частей, который зависит от обменных реакций организма. Время наступления определяется моментом соответствия гармонии между процессами роста и развития. Выделяют два его вида: бесполое и половое. Собственно бесполое размножение происходит с помощью особых клеток — спор. Они образуются в органах бесполого размножения — спорангиях в результате деления — мейоза. Подвижные споры, снабженные жгутиками, называются зооспорами и формируются в зооспорангиях. Большинство низших растений (водоросли) размножаются спорами. Высшие растения также размножаются спорами, которые формируются внутри спорангиев, и называются эндоспоры. У разноспоровых растений образуются микроспоры в микро спорангиях и мегаспоры — в мегаспорангиях. Размножение с помощью вегетативных органов, их метаморфозов или делением одноклеточных организмов пополам называется вегетативным, которое широко используется в сельском хозяйстве. Искусственное вегетативное размножение, который называется прививкой — это перенос части одного растения (привой) на другое (подвой). Обычно подвоем выступает растение, выросшее из семян в искусственных или в естественных условиях, а привоем является часть растения с качествами, нужными для человека. Половое воспроизведение связано с выделением у живых организмов двух полов: мужского и женского, у которых образуются половые клетки — гаметы в результате редукционного деления. После их слияния появляется новая клетка — зигота, дающая начало новому организму. Поскольку в этом процессе участвуют две клетки, а образуется одна, то этот процесс назван воспроизведением. Растения различаются типами гамет, а отсюда и формами полового процесса. Наиболее совершенен процесс — оогамия, при котором женские половые клетки — яйцеклетки крупные и неподвижные, а мужские — сперматозоиды мелкие и подвижные. У большинства семенных растений они теряют подвижность и называются спермиями. Органы, в которых у высших растений развиваются женские и мужские гаметы, — это архегонии и антеридии. Большинство растений могут размножаться всеми способами, но для некоторых отделов водорослей, высших растений характерно чередование бесполого и полового типа размножений. На бесполом поколении, называемом спорофитом, образуются споры, а на половом поколении — гаметофите, формируются гаметы. После процесса оплодотворения образуется зигота, из которой снова вырастает спорофит. Можно схематично изобразить этот процесс: яйцеклетка (п) + сперматозоид или спермий (п) = зигота (2п). Таким образом, при чередовании поколений происходит смена ядерных фаз.

Рост и развитие растений относится к числу важнейших проявлений жизнедеятельности организмов. Рост — это необратимое увеличение размеров и массы тела растения, связанное с новообразованием элементов их структуры: клеток, тканей, органов. Основные этапы роста растений — деление клеток, их растяжение и дифференцировка — происходят в специальных образовательных тканях — меристемах. Рост различных органов определяются расположением меристем. Стебли и корни растут верхушками. У листьев зона нарастания обычно находится у их основания. Общий характер роста растений выражается фазами: начальной, интенсивного роста, замедления роста, стационарного состояния. Признаки роста проявляются в увеличении: размеров (линейные, объемные, поверхностные); числа органов; числа клеток и их объема (количество цитоплазмы, структурных элементов клетки); сухой массы. Рост у растений протекает неравномерно. Этапы интенсивного роста чередуется с периодами пониженной активности, после чего рост может вновь усилиться. Смена этапов происходит ритмично, соответственно смене условий среды (сезоны года). Покой растений — физиологическое состояние, при котором резко снижаются скорость роста и интенсивность обмена веществ. Он выражается в задержке прорастания семян, клубней, луковиц и распускания почек. Покой растений — приспособление для переживания неблагоприятных внешних условий в определенные периоды жизненного цикла или в сезонах года. В период покоя повышается способность растения выносить без повреждения организма засуху, высокие и низкие температуры. Различают глубокий покой растений, при котором рост не возобновляется даже при оптимальных внешних условиях (вызван внутренними факторами) и вынужденный — (вызван внешними факторами), который прекращается с наступлением благоприятных условий. Растения осенью впадают в глубокий покой, который в конце зимы, задолго до распускания почек, сменяется вынужденным покоем растений. Морозостойкость — способность растений переносит низкие температуры. Холодостойкость — способность переносить низкие положительные температуры, что характерно в основном для южных культур. Рост растений регулируется физиологически активными веществами. Они называются фитогормонами (от фитон — растение). Это органические вещества, вырабатываемые клетками специализированных тканей, и действующие в ничтожно малых количествах как регуляторы и координаторы индивидуальной жизни организма. В процессе роста органов происходят их движения. Различают два вида движений: ростовые и сократительные. Тропизмы — ростовые движения, вызванные раздражителями (свет, температура, силы притяжения, химические вещества), которые действуют на растение в одном направлении. При положительном тропизме движение направлено в сторону раздражителя, при отрицательном — от него. Благодаря тропизмам происходит ориентация органов в пространстве, обеспечивающая наиболее эффективное использование факторов питания и служащая для защиты от вредных воздействий. Настии — это движения (изгибы) органов растений в ответ на изменение факторов внешней среды, действующих ненаправленно, т.е. рассеяно. Растущим органам свойственны настии, происходящие в результате неравномерного роста растяжением. Настические движения обеспечивают защиту органов (закрывание цветков, устьиц, опускание листьев) и более совершенны, чем тропизмы. Интересно влияние различных факторов на настии в цветках растений, что приводит к закрыванию или открыванию венчиков.

Развитие — это совокупность качественных морфологических и физиологических изменений в растительном организме, в его жизненном цикле от зарождения до отмирания. Индивидуальное развитие — онтогенез длится от образования зиготы до смерти растения. Период развития от зиготы до формирования зародыша называется эмбриогенез. В процессе онтогенеза семенное растение проходит ряд этапов: состояние покоящегося семени, всходов, молодого и взрослого растения, старости. Каждый период сопровождается глубокими физиологическими и биохимическими изменениями органов. Установлено рядом ученых, что развитие растений состоит из разнокачественных стадий. Первая стадия — яровизация. Только под воздействием определенных температур, характерных для каждого вида растения (сорта) в клетках происходят изменения, которые приведут к формированию цветков. У хлопчатника +20-25, у пшеницы — 0....+5. Вторая стадия — световая. Одни растения зацветают только при 10-12 часовом дне, другим необходим более длинный день. Поэтому признаку растения делят на две группы: растения короткого дня и растения длинного дня. Онтогенез (жизненный цикл) у каждого вида имеет различную продолжительность. У одних видов он протекает всего один год, такие растения называются однолетними, причем развитие их может идти от весны до осени — яровые, и с осени до весны — озимые. У двулетних — онтогенез протекает за два года. У многолетних растений процесс роста и развития продолжается довольно долго. Если растение цветет и плодоносит раз в жизни, их называют монокарпиками. Большинство многолетних растений цветет и плодоносит много раз, их называют поликарпиками. В процессе индивидуального развития растение повторяет основные этапы развития своих предков, который называется филогенез. Знание особенностей филогенеза помогает учёным в области селекции, интродукции и акклиматизации растений. На основе изучения взаимодействия растительных организмов и среды их обитания возник особый раздел биологии, носящий название фенологии. Применительно к растительным организмам называется фитофенологией. Это система знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. При фенологических исследованиях у растений регистрируется наступление сезонных фенофаз — набухание и раскрывание почек, начало и конец цветения, полное созревание плодов и пр. Фенология также занимается учетом сезонных явлений в природе, таких как пробуждение после зимнего покоя: прорастание семян, начало цветения, плодоношения и т.д. Для каждой местности эти фазы наступают в различные сроки. Фенологические наблюдения ведутся одновременно с наблюдениями за погодой и имеют большое значение для человека. Народные приметы — не суеверия, а результат постоянных наблюдений людей в природном окружении. Наблюдения регистрируются в календарях природы, которые выражаются в виде таблиц, графиков, диаграмм или простыми записями в тетрадях. Для учащихся начальных классов вводятся календари наблюдений за изменениями погодных условий и жизнедеятельности объектов живой природы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >