Меню

Этапы формирования и развития растений

Этапы развития растении

Развитие каждого растительного организма, так же как и животного, расчленимо, т. е. оно проходит ряд этапов. Эти этапы характеризуются морфологическими и физиологическими признаками. Физиологические критерии этапов развития изучены слабо. При выделении этапов используют, главным образом, морфологические признаки. Для семенных растений можно выделить следующие этапы развития (М.Х. Чайлахян):

1) эмбриональный — от оплодотворения яйцеклетки до прорастания за­родыша. Этот этап можно разделить на два периода:

а) эмбриогенез — период, в котором эмбрионы находятся на материнском растении;

б) покой — период от конца формирования семени и до его прорастания;

2) молодости (ювенильный) — от прорастания зародыша до закладки цветочных зачатков, характери­зующийся усиленным ростом;

3) зрелости — от момента закладки цветочных зачатков до оплодотворения (появления новых зародышей);

4) размножения— от оплодотворения до полного созревания семян;

5) старости — от периода со­зревания семян до отмирания.

Поликарпические растения этапы эмбриональный и молодости проходят один раз, однако часто эти этапы характеризуются большой продолжительностью (несколько лет). Этапы зрелости и размножения наступают один раз, но осуще­ствляются многократно. Этап старости у поликарпических растений также мо­жет продолжаться несколько лет. На протяжении каждого из перечисленных этапов развития в растении воз­никают новые органы. Процесс формирования этих органов называют органо­генезом. Этот процесс можно изучить путем микроскопических наблюдений за дифференциацией верхушечных меристем и изменениями в формирующихся органах. Для одно- и двулетних растений выделено 12 последовательных этапов органогенеза. При этом на I и II этапах происходит дифференциация вегетатив­ных органов, на III и IV—дифференциация зачаточного соцветия, на V—VIII — формирование цветков, на IХ — оплодотворение и образование зиготы, на X— XII — рост и формирование семян (Ф.М. Куперман). Основой морфологиче­ских, структурных изменений является изменение физиолого-биохимических процессов. Именно поэтому, как правило, внутренние физиолого-биохимические изменения предшествуют морфологическим. Однако проявляется и обрат­ная зависимость. Вновь появившиеся структуры, органы оказывают влияние на уровень и направленность процессов метаболизма. Таким образом, можно считать, что есть единый процесс физиолого-биохи­мических и морфологических изменений. При этом физиолого-биохимические изменения, определяющие наступление последующего этапа, происходят в структурах, образовавшихся на предыдущем этапе развития организма. Старение и смерть как этапы программы онтогенеза. Старение — активный про­цесс развития, который зашифрован в генетической программе и регулируется специфическими сигналами или импульсами, возникающими под влиянием ус­ловий среды. Во время процессов старения экспрессия большинства генов зату­хает.

Однако экспрессия некоторых генов наоборот возрастает. Активируются гены, которые кодируют белки-ферменты, вызывающие процессы распада (протеазы, нуклеазы, липазы, ферменты, разрушающие хлорофилл и др.). Программированная смерть у растений в отличие от животных изучена мало. Показано, что программированная смерть клетки вызывается специальными сиг­налами и в свою очередь вызывает экспрессию ряда генов. Программированная смерть, сопровождаемая определенными морфологическими и биохимически­ми изменениями, суммируется как апоптоз — генетически детерминированная смерть клеток, которая является обязательной частью развития клеток. Показа­но, что апоптоз у растений сходен с таковым у животных, но имеются структур­но-морфологические различия, связанные с наличием у растений вакуоли и кле­точной стенки. Апоптоз может проявляться на самых различных органах и тканях организ­ма: колеоптили, лепестки цветка, корни, эндосперм и другие. При апоптозе про­исходит ряд изменений: реорганизуется цитоплазма, изменяется фрагментация ДНК, наблюдается распад ядра. Апоптоз зависит от ряда внешних и внутренних факторов (инфекции, раз­личные стрессоры). Важнейшая функция запрограммированной смерти клеток для растений — защита от патогенных организмов. При заражении в клетках быстро накапливаются фенольные соединения, и они отмирают. Это проявля­ется в образовании на органах растения круглых пятен мертвых клеток — некро­зов. Роль некротических пятен заключается в изоляции токсических веществ для защиты здоровых органов. Возникновение некрозов является формой запрограм­мированной смерти клеток. На мутантах арабидопсиса показано, что под влияни­ем инфекции в них происходит каскад растворений и появляются некротические пятна. Непосредственной причиной смерти клеток у мутантов является акку­муляция перекисных соединений кислорода. Апоптоз регулируется гормональной системой, что связано с контролем над метилированием ДНК. Так, показано, что АБК стимулирует изменения ДНК, происходящие при апоптозе. Существуют данные, что процесс деметилирования ДНК ответственен за индукцию генов апоптогенных белков или за репрес­сию генов антиапоптозных генов (Б.Ф. Ванюшин). Наряду с апоптозом существует генетически запрограммированная смерть ор­ганов и организма в целом. Так, листья генетически запрограммированы для ста­рения и смерти. Предложено называть процессы гибели отдельных органов органоптозом, а целого организма феноптозом (В.П. Скулачев). Запрограмми­рованную смерть можно наблюдать при дифференцировке трахеид, когда раз­рушаются ядро и хроматин. После единственного акта цветения заканчивается жизнь у всех монокарпических растений.

Источник

Основные этапы развития растительного мира (Схема)

Таблица основные этапы развития растительного мира

Характеристика этапов развития растительного мира

Появление первых одноклеточных организмов

Первые одноклеточные растительные организмы появились на планете около 3,5 млрд лет назад. Жизнь зародилась в океане. Первые организмы были примитивными одноклеточными, не имеющими сформировавщегося ядра. Питались органическими веществами растворившимися в воде, поглощая их всей поверхностью своего тела.

Читайте также:  Река болва растения и животные реки

Появление водорослей (появление фотосинтеза)

Около 3 млрд лет у некоторых организмов сформировались пигменты и они стали способны к фотосинтезу — созданию органических веществ из неорганических с использованием солнечных лучей. Около 1,5 млрд лет назад появились более развитые одноклеточные организмы. У некоторых появилось ядро, у других — ядро и хлоропласты. Органический мир поделился на одноклеточных животных и одноклеточные растения.

Первые многоклеточные растения

Около 1 млрд лет назад в морях от древних одноклеточных водорослей произошли первые многоклеточные водоросли.

Выход растений на сушу и первые наземные многоклеточные растения

Благодаря фотосинтезу на Земле появился кислород, и у организмов появилась возможность дышать. Из кислорода — озон, который стал защищать Землю от радиации. Благодоря этому растения стали развиваться на суше. Примерно 450-400 млн лет назад на суше появились первые многоклеточные наземные растения — это мхи и псилофиты. Они произошли от разных групп водорослей. Псилофиты не имели корней, стеблей и листьев. Их тело состояло из тонких ветвящихся цилиндрических образований. Псилофиты имели примитивную покровную и проводящую ткани (древесину, луб), размножались спорами.

Появление папоротникообразных и их господство

Около 400 млн лет назад было время господства разнообразных папоротникообразных, которые произошли от псилофитов. Тогда благоприятный климат для размножения древних папоротникообразных: развитие заростков и оплодотворение яйцеклеток сперматозоидами.

Появление семенных растений

Голосеменные растения появились более 300 млн лет назад, еще до того как папоротникообразные достигли своего господства. Возможно произошли от примитивных папоротникообразных. Около 250 млн лет назад климат стал холодным и засушливым. Папоротникообразные не смогли выжить и наступило время голосеменных растений.

Покрытосеменные растения появились около 150 млн лет назад, их господство на данный момент связано с резким изменением климата и появлением более эффективного способа опыления с помощью насекомых.

Источник

Этапы формирования и развития растений

На протяжении всей жизни, т. е. онтогенеза, растение растет и развивается. Развитие — ход качественных последовательных изменений структуры, который проходит организм от возникновения из оплодотворенной яйцеклетки до естественной смерти. Общая схема развития каждого организма запрограммирована в его наследственной основе. Растения резко различаются по продолжительности жизни. Известны растения, которые заканчивают свой онтогенез на протяжении 10—14 суток (эфемеры). Вместе с тем существуют растения, продолжительность жизни которых исчисляется тысячелетиями (секвойи). Независимо от продолжительности жизни все растения можно разделить на две группы:

  • монокарпические, или плодоносящие один раз,
  • поликарпические, или плодоносящие многократно.

К монокарпическим относят все однолетние растения, большинство двулетних, а также некоторые многолетние. Многолетние монокарпические растения (например, бамбук, агава) приступают к плодоношению после нескольких лет жизни и после однократного плодоношения отмирают. Большинство многолетних растений относят к поликарпическим. На протяжении жизни в растении, как и во всяком живом организме, непрерывно происходят возрастные изменения. Процесс старения характерен для всех организмов. Однако у растений, в отличие от животных, процесс старения не непрерывен, он замедляется противоположным процессом — омоложения. Это связано с тем, что на растении до самого конца его жизни появляются не только новые клетки, но и новые органы — молодые листья, побеги. Новые, вновь появляющиеся органы замедляют процесс старения и оказывают омолаживающее влияние на весь растительный организм. Правда, это омоложение лишь частичное. Полное омоложение происходит лишь с возникновением нового организма при оплодотворении.

Изучение возрастных изменений растительного организма позволило Н.П. Кренке создать теорию циклического старения и омоложения растения. Согласно этой теории, на физиологическое состояние вновь появляющегося органа оказывает влияние возраст целого материнского растительного организма. Чем старше растение, тем меньше физиологическая молодость вновь появляющегося органа. В силу этого различают:

  • календарный, или собственный, возраст,
  • общий, или физиологический, возраст органа (листа, побега).

Собственный, или календарный, возраст органа — это время, исчисляемое от его заложения до данного момента. Общий, или физиологический, возраст определяется календарным возрастом данного органа и возрастом материнского организма в целом к моменту его заложения. Так, листья одинакового календарного возраста, возникшие на молодом или старом организме, будут различаться по физиологическому возрасту. При определенном возрасте целого растения более нижние листья, появившиеся раньше и характеризующиеся большим календарным возрастом, могут быть физиологически более молодыми, поскольку они возникли на более молодом материнском организме. Для развития наиболее жизнеспособных побегов растение должно иметь определенный физиологический возраст. На самых молодых растениях возникают относительно слабые органы. По мере увеличения возраста материнского растения жизнеспособность возникающих органов возрастает. Затем, после достижения какой-то оптимальной величины, увеличение возраста материнского растения начинает сказываться отрицательно на жизнеспособности вновь появляющихся органов.

Таким образом, соотношение процессов старения и омоложения в зависимости от этапов онтогенеза может быть выражено в виде одновершинной кривой, на восходящей части которой преобладают процессы омоложения, на нисходящей — процессы старения. Это находит подтверждение при наблюдениях за изменениями морфологических и физиологических процессов в листьях. Оказалось, что такие признаки, как форма и рассеченность листовой пластинки, длина черешка и другие претерпевают закономерные изменения в зависимости от яруса. При этом степень выраженности указанных признаков сперва возрастает, а затем падает. Процесс старения выражается в постепенном ослаблении физиологических процессов, в первую очередь биосинтеза белка. Это естественный процесс, подчиняющийся гормональному контролю.

Читайте также:  Что общего и чем отличаются клетки растений и животных

Условия среды, влияя на гормональный обмен, могут замедлять или ускорять этот процесс. Замедлению процессов старения растений способствует обильное снабжение водой, улучшение условий азотного питания. Это именно те условия, которые благоприятствуют накоплению ауксинов и цитокининов. Напротив, условия засухи способствуют накоплению абсцизовой кислоты и этилена, что ускоряет старение растений. Положения Н.П. Кренке оказались ценными для практики растениеводства. Так, при вегетативном размножении растений очень важно правильно установить физиологический возраст черенка, обеспечивающий его максимальную жизнеспособность. Известно, что качество чая зависит от возраста листьев. Оказалось, что для получения листьев нужного физиологического состояния надо брать с более старых кустов листья более молодого календарного возраста.

Развитие каждого растительного организма проходит ряд этапов. Эти этапы характеризуются морфологическими и физиологическими признаками. Физиологические критерии этапов развития изучены слабо. При выделении этапов используют, главным образом, морфологические признаки. Для семенных растений можно выделить следующие этапы развития (М.Х. Чайлахян):

1) эмбриональный — от оплодотворения яйцеклетки до прорастания за­родыша. Этот этап можно разделить на два периода:

а) эмбриогенез — период, в котором эмбрионы находятся на материнском растении;

б) покой — период от конца формирования семени и до его прорастания;

2) молодости (ювенильный) — от прорастания зародыша до закладки цветочных зачатков, характери­зующийся усиленным ростом;

3) зрелости — от момента закладки цветочных зачатков до оплодотворения (появления новых зародышей);

4) размножения— от оплодотворения до полного созревания семян;

5) старости — от периода со­зревания семян до отмирания.

Поликарпические растения этапы эмбриональный и молодости проходят один раз, однако часто эти этапы характеризуются большой продолжительностью (несколько лет). Этапы зрелости и размножения наступают один раз, но осуществляются многократно. Этап старости у поликарпических растений также может продолжаться несколько лет. На протяжении каждого из перечисленных этапов развития в растении возникают новые органы. Процесс формирования этих органов называют органогенезом.

Для одно- и двулетних растений выделено 12 последовательных этапов органогенеза. При этом на I и II этапах происходит дифференциация вегетативных органов, на III и IV—дифференциация зачаточного соцветия, на V—VIII — формирование цветков, на IХ — оплодотворение и образование зиготы, на X— XII — рост и формирование семян (Ф.М. Куперман). Основой морфологических, структурных изменений является изменение физиолого- биохимических процессов. Именно поэтому, как правило, внутренние физиолого-биохимические изменения предшествуют морфологическим. Однако проявляется и обратная зависимость. Вновь появившиеся структуры, органы оказывают влияние на уровень и направленность процессов метаболизма. Таким образом, можно считать, что есть единый процесс физиолого-биохимических и морфологических изменений. При этом физиолого-биохимические изменения, определяющие наступление последующего этапа, происходят в структурах, образовавшихся на предыдущем этапе развития организма. Старение и смерть как этапы программы онтогенеза. Старение — активный процесс развития, который зашифрован в генетической программе и регулируется специфическими сигналами или импульсами, возникающими под влиянием условий среды. Во время процессов старения экспрессия большинства генов затухает.

Источник

Стадии роста растений

Привет, на связи я — сити-фермер и гровер с опытом, Даниил.

Мне часто задают вопрос, а как в домашних условиях получить максимальный урожай? Но это неверный вопрос. Важно понимать всю химию и биологию растения, которое вы выращиваете.

Секрет успешного выращивания растений внутри помещения состоит в том, чтобы понять, как ваше растение растет и приносит цветы и плоды. Растение, выращивается ли она в помещении или на улице, имеет одинаковые требования для роста. Ему нужен свет, воздух, вода, питание, субстрат, тепло для роста и производства ништяков. Без одного из этих жизненно важных факторов оно перестает расти и вскоре погибает. В помещении свет должен быть определенного спектра и интенсивности; воздух должен быть тёплым, сухим, обогащённым углекислым газом; воды должно быть в достатке, но не в избытке, и должна содержать определенное количество питательных веществ, для бурного роста. Когда все эти требования выполнены на оптимальном уровне, результатом будет оптимальный рост. Но у растений, как и у человека есть несколько стадий роста, от которой зависит питание, свет, количество воды и всё остальное.

Поэтому предлагаю разобраться в стадиях роста, на примере однолетних растений.

Жизненный цикл растений

После 3-7 дней прорастания, растения входит в стадию роста рассады, которая длится в течение месяца. Во время первой стадии роста семя прорастает, образуется корневая система, растет стебель и несколько листьев.

Во время прорастания влага, тепло и воздух активизируют гормоны (цитокинины, гиббереллины, ауксины) в оболочке крепкого верхнего покрытия семени. Цитокинины стимулируют большое количество образование клеток, гиббереллины необходимы для увеличения размера клеток. Эмбрион растет, подпитываемый кормом из скорлупы. Вскоре оболочка семечки расщепляется, корень растет вниз и росток с листочком прорывается наверх в поисках света.

Читайте также:  У цветковых растений семена образуются внутри чего

Одностержневой корень из семечки растет вниз и развивается так же, как ветвится стебель. Крошечные корешки всасывают воду и питательные вещества (минеральные вещества, необходимые для жизни). Корни также служат для закрепления растения в среде роста. Рассада должна получать 16-18 часов света, чтобы обеспечить себе сильный и хороший рост.

Вегетативный рост поддерживается 16-24 часами света каждый день. В ходе взросления корень реализует особую функцию. Центральные и более зрелые части включают в себя систему транспортировки воды и хранения питательных веществ. Кончики корней производят продолговатые клетки, которые проталкиваются всё дальше и дальше в грунт в поисках воды и витания. Одноклеточные корневые волоски фактически поглощают воду и питание.

Без воды хрупкие корневые волоски засохнут и погибнут. Они очень хрупкие, и их легко повредить светом, воздухом, неуклюжими руками при перемещении (что скажется на скорости роста и здоровье будущего растения). Необходимо проявлять особую осторожность при пересадке.

Как и корни, стебель растет, удлиняясь, производя также новые почки. Центральная или конечная почка обеспечивает рост вверх; боковые почки превращаются в побеги и листья. Стебель функционирует как транспортировщик воды и питания из тоненьких корневых волосков к растущим почкам, листьям и цветам. Сахар и крахмал производятся в листьях и через стебель распространяются по растению через стебель. Этот обмен жидкостей происходит близко к поверхности стебля. Если стебель туго подвязан ниткой или чем-нибудь другим, это останавливает поток жизненно важных жидкостей, растение задыхается и гибнет. Стебель также поддерживает растение жесткой целлюлозой, расположенной на внутренней стороне стенок. На улице дождь и ветер раскачивают растение, что вызывает вырабатывание целлюлозы для поддержания растения в вертикальном положении. В помещении, поскольку ветер и дождь отсутствуют, производство жёсткой целлюлозы — минимальное, поэтому у растения развивается очень слабые стебли, которые требуют опоры, особенно во время цветения.

Как только листья увеличиваются в размере, они начинают производить питание (углеводы). Хлорофилл (вещество, которое придаёт растениям зелёный цвет) преобразует углекислый газ, который берёт из воздуха, а воду и световую энергию в углеводы и кислород. Этот процесс называется фотосинтезом. Он требует притока воды от корней по стеблю в листья, где она вступает в реакцию с углекислым газом. Крошечные дыхательные поры, называемые устьицами, расположены на тыльной стороне листа, через них СО2 контактирует с водой. Чтобы произошёл фотосинтез, внутренняя часть ткани листа должна быть увлажненной. Пора открывается и закрывается, регулируя поток влаги и предотвращая обезвоживание. Устьицы тоже обеспечивают выход избытка водяного пара и отработанного кислорода. Эти поры очень важны для здоровья растения и должны быть чистыми для хорошего роста. Грязные, закупоренные поры дышат с таким же успехом, как могли бы дышать вы с мешком на голове!

Более подробно про стадию вегетативного роста и необходимом питание читайте в нашей статье «Подбор минеральных удобрений для растений» .

Цветы, выращенные из семечки, дают бутоны — предцветия — после четвертой недели вегетативного роста. Они обычно появляются между четвертым и шестым узлами, считая от основания растения. Как правило, растения являются мужского или женского пола. У каждого пола свои отличительные друг от друга цветы. Предцветия будут также либо мужскими, либо женскими.

Гроверы отбирают сильные, здоровые материнские растения, которые являются женскими. Материнским растениям необходимо от 18 до 24 часов света ежедневно, чтобы они оставались в стадии вегетативного роста. Гроверы отщипывают кончики веток материнского растения и укореняют их. Укоренившиеся отростки называют «клонами». Возделывание нескольких сильных, материнских растений — это ключ к поддержанию непрерывного запаса здоровых растений.

Концы веток обрезаются и укореняются с целью образования клона. Клонам необходимо 10-20 дней, чтобы образовалась сильная, здоровая корневая система, и 18-24 часа света, чтобы успешно проходила стадия вегетативного роста. Как только корневая система достаточно развита, клоны пересаживают в отдельные горшки. Теперь они готовы расти на протяжении 1-4 недель в вегетативной стадии, до стимулирования их к цветению.

Для удачного укоренения советуем приобрести корневин (стимулятор корнеобразования) , ничего лучше и дешевле данного средства не встречал за всё время работы с клонами.

Большинство растений в диких условиях цветут осенью, когда дни становятся короче и растения получают сигнал о том, что годовой жизненный цикл подходит к концу. В период цветения функции растения изменяются. Рост листьев замедляется, и начинают образовываться цветы. Цветение большинства коммерческих видов цветов инициируется 12 часами темноты и 12 часами света каждые 24 часа. Растения, выросшие в тропических регионах, часто начинают цвести при получении большего количества света при меньшей темноте. Цветы образуются на последней стадии роста.

Если понимать разницу между каждой из стадии, а также знать, что именно нужно вашему растению. Вы получите урожай, который порадует вас, а так же заставит завидовать друзей.

На этом статья подошла к концу. Сохраните её себе в закладки и поделитесь с друзьями.

Источник