Mis paneb taimed kasvama? Kas sa tead, kuidas mõned taimed kasvavad? Näitame teile, kuidas taimi kasvatada? Tolmeldamisest tolmeldamiseni: elutsükkel

On taimi, mis jäävad igavesti lühikeseks, nagu muru, ja on neid, millest saavad mõne aasta pärast tõelised hiiglased. Inimesed muudavad oma tohutud tüved puiduks, mida nad kasutavad erinevatel eesmärkidel. Suured puud langetatakse mootorsaega. Vaesed puud! Inimesed lõikavad need kergesti maha, kuid selleks, et puu kasvaks suureks ja kõrgeks, peab kuluma palju aastaid.

ronivad varred

Kui taime vars on painduv ja peenike, ei jätku sellel sirgena püsimiseks jõudu. Sel juhul luuakse sellele tugi - selle kõrvale torgatakse maasse tikk, mille ümber taim kõverdub. Nii käitub oavõrs valguse poole sirutades.

Taimi kasutatakse rohkem kui lihtsalt toiduks. Puutüvedest valmistatakse puitu, paberimassi ja tekstiilikiudu. Roheline maailm võimaldab inimesel saada tööstusele palju looduslikke maitseaineid ja kemikaale.

Puu vanus

"Ronimine" varred

Mõned nõrga varrega taimed, näiteks luuderohi, on õppinud ümbritsevate objektide külge klammerduma. Nad kleepuvad erinevatele pindadele oma väikeste "sõrmedega", mille otstes on väga kleepuvad väikesed iminapad.

Vaenlased

Kuna taimede juured on ladustamiseks toitaineid, paljud putukad, linnud ja loomad tahavad nendega maitsta. Need on taimede vaenlased. Olulisemad maa-alused kahjurid on mutid, kes oma maa-aluseid käike kaevates kahjustavad taimede juuri.

Botaanika algus

Kuidas taimed kasvavad?Üllatavalt on üldiselt taimede eluiga väga sarnane inimeste kasvuga. Kõik, kuni mitut tüüpi taimedeni.

• Tolmeldamisest tolmeldamiseni – taime elutsükkel

Kuidas taimed kasvavad. Kuidas seda muuta saab

Nii nagu inimestel on ellujäämiseks hädavajalikud vajadused, vajavad kõik taimed kasvamiseks ja arenemiseks mitmeid põhielemente, sealhulgas...

• Mineraalid mullast (mida toitainerikkam muld, seda paremini taim kasvab)
• Õhk (süsinikdioksiid, vesinik ja hapnik)
• päikesevalgus
• Õige mullatemperatuur
• Õige õhutemperatuur

Kui palju taim igat elementi vajab, sõltub algselt taime algsest elupaigast. Näiteks vihmametsataimed, mis nõuavad pidevalt niiskeid ja soojasid tingimusi, ei pruugi ilmselgelt kõrbes ellu jääda.

Kuid inimese soovi kohaselt ei tohiks taime võimekus täielikult loodusest sõltuda. Mahepõllumehed, aednikud, teadlased ja uurijad on paljude oluliste taimede omadusi muutnud, et võimaldada neil areneda teistes keskkondades.

Vihmametsataimede näitel jätkates, kui põllumees märkab, et üks põllukultuuritaim ei vaja kasvamiseks ja vilja kandmiseks nii palju vett, võib ta hakata seda taime risttolmlema teise vajalike omadustega taimega, et alustada. uus "liin" (nimetatakse "liikideks"), et luua vastupidavamaid troopilisi metsataimi. Aja ja pideva risttolmlemisega muutub üha rohkem taimi tolerantseteks, nii et vihmametsataimed saavad “õppida” ellu jääma tingimustes, mis oluliselt erinevad nende kodumaast.

Seda tahtlikku risttolmlemist saab rakendada mis tahes taime omadusele... alates resistentsusest (jämedalt öeldes taime immuunsuseni), õievärvist, puuviljade maitsest ja juure sügavusest.

Liigume nüüd edasi selle juurde, mis toimub taimede sees ja nende vahel. Mis võimaldab neil kasvada, õitseda ja paljuneda...

Kuidas taimi kasvatada? Tolmeldamisest tolmeldamiseni: elutsükkel

Lihtsustamise ohus on taimekasvatustsükli seitse etappi peamised...

1. Tolmeldamine
2. Väetamine
3. Seemnete moodustumine
4. Seemnete levitamine
5. Idanemine
6. Jätkuv kasv
7. Tolmeldamine

1. Tolmeldamine

Kui mõned taimed võivad paljuneda aseksuaalselt (näiteks istutage juure- või varrepistikud ja tekib uus taim), siis enamik taimi paljuneb sugulisel teel tolmeldamise teel.

Tolmeldamise käigus viiakse isasseemnerakke (sugurakke) kandvad õietolmuterad putukate või loomade poolt taime emasesse ossa, kus sugurakud puutuvad kokku emasmunaga. See võib toimuda kas kahe taime vahel (risttolmlemine) või sama taime sees (isetolmlemine). Suguliselt paljunevate taimede paljunemisorganid asuvad kohas, mida me tavaliselt kutsume.

2. Väetamine

Mõne taimeliigi puhul, kui sugurakke sisaldav õietolmutera puutub kokku õie emasosaga (pistliga), liigub õietolmu tera mööda toru alla, püüdes jõuda taime munarakku.

Mõnel taimel võib õietolm liikuda läbi toru kuni 40 cm! Kui see juhtub, läbib sugurakk õietolmutoru, jõuab munarakku ja viljastab muna.

Teist tüüpi taimede emasosad sisaldavad vesiseid vedelikke, mille kaudu lipustunud spermatosoidid mune viljastavad.

3. Seemnete moodustumine

Seemne moodustumine algab emataime või taimeosa seest. Seejärel jätkab see kasvu teatud tüüpi taimedel (angiospermid) vilja sees või teistel taimeliikidel (hariseemneseemned) avanemisel pärandil.

4. Seemnete levitamine

Kui taime vili on küps või vili avanenud, levivad selle seemned tuule, vee, loomade või putukate toimel ajal, mil taimeseemnete idanemiseks ja kasvamiseks on ideaalsed tingimused.

5. Idanemine

Idanemine toimub siis, kui taim tärkab seemnest ja hakkab kasvama, tekitades talle tuttavaid osi, sealhulgas juuri, varsi ja lehti. Idanemine toimub pärast seda, kui taime seeme on maapinnale sattunud või maasse tallatud või ümbritsevasse maasse maetud. keskkond (st pinnas) .

6. Jätkuv kasv

Erinevalt loomsetest tüvirakkudest, mis suudavad luua uusi rakutüüpe ainult looma arengu varases staadiumis, loovad taimed alati vajaduse alusel uusi osi spetsiaalsest koest, mida nimetatakse meristeemiks. Meristeeme on kahte tüüpi – üks juurte ja teine ​​ladva jaoks – ning need koosnevad erinevat tüüpi rakkudest, mis õigel hetkel "tulduma" (peame ütlema, et avaldavad mõju juurele või varrele).

Taimede pideva kasvu teevad võimalikuks mitmed protsessid, sealhulgas fotosüntees, toitainete ülekanne ja transpiratsioon (nende kohta leiate lisateavet meie lehelt).

7. Tolmeldamine

Kui taim on kasvanud ja küpsenud, toodab ta tolmeldamiseks ja viljastamiseks ise lilli. Jätkugu eluring igavesti!

Probleem "invasiivne", st teatud piirkonda sissetoodud taimeliigid hõivavad a Hiljuti mitte ainult keskkonnateadlased, vaid ka üldsus. Fakt on see, et uuele territooriumile sattudes hakkavad invasiivsed liigid sageli väga intensiivselt paljunema, muutuvad kohalikes kooslustes domineerivaks ja mõnikord isegi kahjulikeks umbrohtudeks (vt: Invasiivsed liigid). Selliste taimede uurimine on näidanud, et uutes elupaikades valitakse need välja suurema kasvutempo jaoks. Ja see saab võimalikuks, vähendades taimtoiduliste loomade eest kaitsmise väljatöötamise kulusid.

Teine tegur, mis võib määrata invasiivsete taimeliikide edu, on lämmastiku ringluse kiirenemine – element, mida mullas sageli napib. Eeldatakse, et kiiresti kasvavate sissetungijate vartele ja lehtedele on iseloomulik veidi väiksem tselluloosisisaldus (nende rakuseinad on õhemad). Need on pehmemad ja õrnemad. Selliste taimede orgaaniline aine laguneb pärast nende surma kiiresti seente ja bakterite poolt. Sellest tulenevalt kulgevad nitrifikatsiooniprotsessid – ammooniumlämmastiku muundamine nitrititeks ja nitraatideks ehk taimedele uueks tarbimiseks sobivaks vormiks – kiiremini. Näiteks Euroopast Kanadasse toodud plataani vaher Acer platanoides kiirendab mineraliseerumise (orgaanilise aine lagunemine pinnases) ja nitrifikatsiooni protsesse võrreldes põlisliigiga - suhkruvahtraga Acer saccharum.

Kui introdutseeritud liigid kasvavad uues kohas kiiremini kui kodumaal, võib vaid oletada, et nende populatsioonides toimub kiire kasvu eest vastutavate omaduste tugevdamiseks selektsioon. Kuid kohe tekib küsimus: milliste ressursside arvelt on see võimalik ja miks seda kodus ei järgita? Spetsiaalse selleteemalise uuringu viis läbi rühm spetsialiste Hiinast, USA-st, Mehhikost ja Indiast. Nende uurimisobjektiks oli Asteraceae perekonnast pärit taim (alampõõsas) - Ageratina kellukellad ( Ageratina adenophora). Ageratina on pärit Mehhikost, kuid sealt levis ta laialdaselt teiste mandrite subtroopilistesse piirkondadesse, muutudes tüüpiliseks invasiivseks liigiks.

Suurem osa tööst viidi läbi Hiina Teaduste Akadeemia troopilises botaanikaaias Xishuangbanna troopilises botaanikaaias Hiina kaguosas (Yunnani provints, 21°56"N, 101°15"E). Katses kasutatud ageratina taimed saadi seemnetest, mis on kogutud kolmes kasvupiirkonnas: selle kodumaal Mehhikos ja kahes piirkonnas, kus taim on sisse toodud – Indias ja Hiinas. Teadlased püüdsid luua igast kasvukohast esinduslikke proove. Igal juhul koguti seemneid viiest erinevast populatsioonist ja igast populatsioonist 15 taimelt, mis ei kasvanud üksteise vahetus läheduses. Hiinas asuvas laboris idandati seemned standardtingimustes ja 10 cm kõrguseks noored taimed istutati aastal põllulappidele. avatud maa. Väetisi ega lisakastmist ei kasutatud. Perioodiliselt mõõdeti erinevate taimede üksikute lehtede omadusi ning 8 kuud pärast idanemist hinnati kontrollitud laboritingimustes sama valguse ja erinevate õhus leiduvate CO 2 tasemete juures fotosünteesi kiirust ja idanemise suhet. lämmastik läheb otse fotosünteesi ja ladestub rakuseintesse.

Katsetulemused kinnitasid autorite ootusi. Invasioonipiirkondade (Indiast ja Hiinast) pärit taimedes fotosünteesiks (st otseselt taimede kaalutõusuks) kasutatud lämmastiku osakaal oli erinev, kuid mõlemal juhul oli see oluliselt suurem kui algsest kasvukohast (alates) pärit taimedes. Mehhiko). Hiinast ja Indiast pärit Ageratina fotosünteesi kiirus oli kõrgem kui Mehhikost pärit Ageratina oma. Pole üllatav, et taimed piirkondadest, kus nad on invasiivsed, osutusid kõrgemateks ja suuremate lehtedega, kuigi nende lehekoe tihedus oli oluliselt väiksem. See tulemus tähendab, et uute elupaikade ageratinataimed investeerivad rohkem ressursse otse kasvu, kuid see juhtub kaitsestruktuuride moodustamise kulutuste vähendamise arvelt.

Allikad:
1) Marnie E. Rout, Ragan M. Callaway. Invasiivse taime paradoks // Teadus. 2009. V. 324. Lk 734-735.
2) Yu-Long Fenga, Yan-Bao Leia, Rui-Fang Wanga jt. Evolutsioonilised kompromissid lämmastiku eraldamisel fotosünteesi ja rakuseinte vahel invasiivses taimes // PNAS. 2009. V. 106. Lk 1853-1856 (kogu artikkel on üldkasutatav).

Vaata ka:
1) A. M. Giljarov. Miks invasiivsed liigid õitsevad? // Loodus. 2002. № 10.
2) John N. Klironomos. Tagasiside mullaelustiku kohta aitab kaasa taimede haruldusele ja invasiivsusele kooslustes // Loodus. 2002. V. 417. Lk 67-70.
3) Euroopa umbrohi hävitab Ameerika metsi, “Elements”, 27.04.2006.

Aleksei Giljarov

Taimede kasv toimub apikaalsetes kasvupunktides

Taime areng jätkub ka pärast embrüonaalset staadiumi

Taimede kasv sõltub keskkonnast

Peamine ja kõige ilmsem omadus taimed on see, et nad ei kõnni, ei rooma ega uju, vaid kasvavad ruumis.

Kui meie, inimesed kasvav, suureneb rakkude arv meie kehas enam-vähem ühtlaselt. Kõik meie elundid ja jäsemed kasvavad proportsionaalselt ning meie, täiskasvanud, oleme nende vormide suured koopiad, mis olid meile iseloomulikud. lapsepõlves. Taimed käituvad erinevalt.

Selle asemel kasvamaühtlaselt igas suunas nii, et kõik osad aitaksid võrdselt kaasa suuruse suurenemisele; nad kasvavad ainult mõnes eripunktis, mis jäävad kogu taime eluea jooksul "nooreks".

Neid punkte nimetatakse meristeemid. Allolev joonis näitab meristeemide asukohta taimes. "Primaarsed" või "apikaalsed" meristeemid asuvad juureotstes ja võrsete tippudes ning need on rakkude kõige aktiivsema jagunemise kohad, kuna kasvuprotsessiks on vaja uusi rakke. Uute rakkude moodustumise tulemusena eemaldub meristeem taime vanadest osadest.

Seeläbi juured levivad sügavale pinnasesse ja võrsed atmosfääri, päikesevalguse poole. Primaarsest meristeemist pärinev materjal annab taimele kõrguse ning rakkude jagunemise tulemusena küpsete juurte ja varte külgedel paiknevas "sekundaarses" meristeemis (nn kambium) suureneb nende ümbermõõt.

Selleks, et on tekkinud taim, peab esmaste meristeemide kasvul olema kindel suund. Häiritud kasv põhjustab korrastamata kudede massi. Seetõttu toimub kasv juurtest tipuni kulgeva telje suunas. See on peamine kasvutelg, mida mööda moodustuvad kõik taime külgmised organid (näiteks lehed ja õied).

Selle telje lõigud, mis asuvad maapinnast kõrgemal ja sügavuses, on erinevad funktsioonid. Tipp kasvab ülespoole, see tähendab, et see on suunatud gravitatsiooni vastu, valguse poole. Sel juhul saab lehti pöörata päikese poole ning õied satuvad valguse kätte ja neid võivad külastada putukad. Vastasküljel kasvavad juured gravitatsiooni suunas, valguse vastassuunas. Mullas olles tugevdavad nad kindlalt taime maapealseid osi ning imavad endasse kasvuks vajalikke vett ja mineraalaineid.

Nagu apikaalne meristeem taime tipus kasvab see ülespoole ja juurtes allapoole, need kaks kasvupunkti lahknevad üha enam. See tekitab mitmeid puhtalt mehaanilisi probleeme. Lehtes toodetud toitainete transportimiseks juurtesse ning vee ja mineraalsoolade transportimiseks vastupidises suunas on vaja spetsiaalseid juhtivaid kanaleid.

Koos sellega, kui taim kasvab, tuleb selle kahe kasvupunkti vahel asuvat osa tugevdada, et pakkuda struktuurset tuge pidevalt edasi liikuvatele otsasektsioonidele. Edaspidi näeme, kuidas rakuseinte spetsiaalne paksenemine tugevdab tekkivaid taimevarre uusi lõike ja võimaldab neil taluda edasise kasvuga kaasnevaid pingeid.

Kuna keha taimed erineb loomade omast, on nende kasv palju rohkem sõltuv keskkonnast. Taimede kasv ja/või selle suund sõltub oluliselt gravitatsioonist, temperatuurist, päevavalgustundidest ja valguse suunast. Seega, kui looma keha üldist ehitust võib ette kujutada juba looteperioodil, on taime struktuur palju plastilisem; see areneb edasi vastusena muutuvatele välistingimustele ning selle kuju muutub okste, aga ka õite ja lehtede moodustumise tõttu.

See kohanemisvõime elundite spetsiifilise asukoha tõttu sõltub taime võimest pidevalt kasvada. Teine tagajärg taimede võimele toetada meristeempunktide kasvu on see, et nad võivad kasvada suuremaks ja elada kauem kui ükski loom, kes on kunagi Maal eksisteerinud. Näiteks Põhja-Ameerikas kasvavate hiidpuude kaal võib ulatuda 2000 tonnini ja nende kõrgus on üle 100 meetri (~330 jalga). Selliste puude vanus võib olla mitu tuhat aastat.