Apa yang membuat tanaman bisa tumbuh? Tahukah Anda bagaimana beberapa tanaman tumbuh? Kami akan menunjukkan kepada Anda Bagaimana cara menanam tanaman? Dari penyerbukan ke penyerbukan: Siklus hidup

Ada tumbuhan yang selamanya pendek, seperti rumput, dan ada pula yang menjadi raksasa nyata dalam beberapa tahun. Orang-orang mengubah batangnya yang besar menjadi kayu, yang mereka gunakan untuk berbagai keperluan. Pohon-pohon besar ditebang dengan gergaji mesin. Pohon-pohon yang malang! Orang dengan mudah menebangnya, tetapi agar sebuah pohon bisa tumbuh besar dan tinggi, dibutuhkan waktu bertahun-tahun.

batang panjat

Jika batang tanaman lentur dan tipis, maka tidak cukup kuat untuk tetap lurus. Dalam hal ini, penyangga dibuat untuknya - sebatang tongkat ditancapkan ke tanah di sebelahnya, di mana tanaman akan melengkung. Beginilah perilaku tauge saat meraih cahaya.

Tumbuhan digunakan lebih dari sekedar makanan. Batang pohon digunakan untuk membuat kayu, pulp untuk membuat kertas, dan serat tekstil. Dunia hijau memungkinkan manusia memperoleh banyak rasa alami dan bahan kimia untuk industri.

Usia pohon

Batang "Memanjat".

Beberapa tumbuhan dengan batang lemah, seperti ivy, telah belajar menempel pada benda di sekitarnya. Mereka menempel pada berbagai permukaan dengan “jari” kecilnya, yang memiliki mangkuk pengisap kecil yang sangat lengket di ujungnya.

Musuh

Karena akar tanaman adalah tempat penyimpanan nutrisi, banyak serangga, burung, dan hewan ingin memakannya. Ini adalah musuh tumbuhan. Hama bawah tanah yang paling penting adalah tikus tanah, yang dengan menggali saluran bawah tanahnya, merusak akar tanaman.

Awal Botani

Bagaimana Tumbuhan Bertumbuh Anehnya, secara umum, kehidupan tumbuhan sangat mirip dengan bagaimana manusia bertumbuh. Semuanya, hingga berbagai jenis tanaman.

• Dari penyerbukan ke penyerbukan - siklus hidup tumbuhan

Bagaimana tanaman tumbuh. Bagaimana hal ini dapat diubah

Sama seperti manusia yang memiliki kebutuhan penting untuk bertahan hidup, semua tanaman memerlukan beberapa elemen dasar untuk tumbuh dan berkembang, termasuk...

• Mineral dari tanah (semakin kaya nutrisi tanah, semakin baik pertumbuhan tanaman)
• Udara (karbon dioksida, hidrogen dan oksigen)
• sinar matahari
• Suhu tanah yang benar
• Suhu udara yang benar

Berapa besar kebutuhan suatu tanaman terhadap setiap unsur pada awalnya bergantung pada habitat asli tanaman tersebut. Misalnya, tanaman hutan hujan yang memerlukan kondisi basah dan hangat secara terus-menerus mungkin tidak dapat bertahan hidup di gurun.

Namun sesuai keinginan manusia, kemampuan suatu tumbuhan tidak boleh sepenuhnya bergantung pada alam. Petani organik, tukang kebun, ilmuwan dan peneliti telah “mengubah” karakteristik banyak tanaman penting agar dapat tumbuh subur di lingkungan lain.

Melanjutkan contoh tanaman hutan hujan, jika seorang petani menyadari bahwa satu tanaman tidak memerlukan banyak air untuk tumbuh dan menghasilkan buah, ia mungkin mulai melakukan penyerbukan silang pada tanaman tersebut dengan tanaman lain yang memiliki kualitas yang dibutuhkan, sebagai upaya untuk memulai. sebuah “garis” baru (disebut “spesies”) untuk menciptakan tanaman hutan tropis yang lebih tangguh. Seiring berjalannya waktu dan penyerbukan silang yang terus-menerus, semakin banyak tanaman yang menjadi toleran, sehingga tanaman hutan hujan dapat “belajar” bertahan hidup dalam kondisi yang sangat berbeda dari tanah asalnya.

Penyerbukan silang yang disengaja ini dapat diterapkan pada karakteristik tanaman apa pun... mulai dari ketahanan (secara kasar berkaitan dengan kekebalan tanaman), warna bunga, rasa buah, dan kedalaman akar.

Sekarang mari kita beralih ke apa yang terjadi di dalam dan di antara tumbuhan. Apa yang memungkinkan mereka tumbuh, sejahtera, dan berkembang biak...

Bagaimana cara menanam tanaman? Dari penyerbukan ke penyerbukan: Siklus hidup

Dengan risiko penyederhanaan yang berlebihan, tujuh tahap siklus pertumbuhan tanaman adalah yang utama...

1. Penyerbukan
2. Pemupukan
3. Pembentukan benih
4. Penyebaran benih
5. Pengecambahan
6. Pertumbuhan yang berkelanjutan
7. Penyerbukan

1. Penyerbukan

Meskipun beberapa tumbuhan dapat bereproduksi secara aseksual (misalnya, menanam dengan stek akar atau stek batang dan akan muncul tanaman baru), sebagian besar tumbuhan bereproduksi secara seksual melalui penyerbukan.

Selama penyerbukan, butiran serbuk sari yang membawa sperma jantan (gamet) dibawa oleh serangga atau hewan ke bagian tanaman betina, tempat gamet tersebut bersentuhan dengan sel telur betina. Hal ini dapat terjadi antara dua tanaman (penyerbukan silang) atau dalam tanaman yang sama (penyerbukan sendiri). Alat reproduksi tumbuhan yang bereproduksi secara seksual terletak di tempat yang biasa kita sebut.

2. Pemupukan

Pada beberapa spesies tumbuhan, ketika butiran serbuk sari yang mengandung gamet bersentuhan dengan bagian betina bunga (putik), butiran serbuk sari tersebut bergerak menuruni tabung dalam upaya mencapai sel telur tumbuhan.

Pada beberapa tumbuhan, serbuk sari dapat merambat melalui tabung hingga 40 cm! Jika hal ini terjadi, gamet akan melewati tabung serbuk sari, mencapai sel telur dan membuahi sel telur.

Pada jenis tumbuhan lain, bagian betina mengandung cairan encer yang digunakan oleh sperma berflagel untuk membuahi sel telur.

3. Pembentukan Benih

Pembentukan benih dimulai di dalam tanaman induk atau bagian tanaman. Kemudian terus tumbuh di dalam buah pada beberapa jenis tumbuhan (angiospermae) atau terbuka pada perianth pada jenis lain (gymnospermae).

4. Penyebaran benih

Setelah buah suatu tanaman matang atau buahnya terbuka, benihnya disebarkan oleh angin, air, hewan, atau serangga pada saat kondisi ideal bagi benih tanaman tersebut untuk berkecambah dan tumbuh.

5. Perkecambahan

Perkecambahan terjadi ketika suatu tanaman bertunas dari sebuah biji dan mulai tumbuh, menghasilkan bagian-bagian yang sudah dikenalnya, antara lain akar, batang, dan daun. Perkecambahan terjadi setelah benih tanaman mendarat di tanah atau diinjak-injak ke dalam tanah atau dikubur di lingkungan sekitarnya. lingkungan (yaitu tanah).

6. Pertumbuhan yang berkelanjutan

Berbeda dengan sel induk hewan, yang hanya dapat membuat jenis sel baru pada tahap awal perkembangan hewan, tumbuhan selalu membuat bagian baru berdasarkan kebutuhan dari jaringan khusus yang disebut meristem. Ada dua jenis meristem - satu untuk akar dan satu lagi untuk bagian atas - dan terdiri dari berbagai jenis sel yang akan "menembak" pada saat yang tepat (bisa dikatakan, berpengaruh pada akar atau batang).

Proses pertumbuhan tanaman yang berkelanjutan dimungkinkan oleh beberapa proses, termasuk fotosintesis, transfer nutrisi, dan transpirasi (lihat Halaman kami untuk informasi lebih lanjut mengenai hal ini).

7. Penyerbukan

Setelah tanaman tumbuh dan matang, ia menghasilkan bunganya sendiri untuk penyerbukan dan pembuahan. Semoga lingkaran kehidupan terus berlanjut selamanya!

Masalah “invasif”, yaitu dimasukkan ke suatu kawasan, spesies tumbuhan menempati a Akhir-akhir ini tidak hanya ilmuwan lingkungan hidup, tapi juga masyarakat umum. Faktanya adalah, begitu berada di wilayah baru, spesies invasif sering kali mulai berkembang biak dengan sangat intensif, menjadi dominan di komunitas lokal, dan terkadang bahkan berubah menjadi gulma berbahaya (lihat: Spesies invasif). Studi tentang tanaman tersebut menunjukkan bahwa di habitat baru mereka dipilih karena tingkat pertumbuhannya yang lebih tinggi. Hal ini dimungkinkan dengan mengurangi biaya pengembangan perlindungan terhadap hewan herbivora.

Faktor lain yang mungkin menentukan keberhasilan spesies tanaman invasif adalah percepatan siklus nitrogen, suatu unsur yang seringkali kekurangan pasokan di dalam tanah. Diasumsikan bahwa batang dan daun penyerang yang tumbuh cepat memiliki kandungan selulosa yang sedikit lebih rendah (dinding selnya lebih tipis). Mereka lebih lembut dan empuk. Bahan organik tanaman tersebut, setelah mati, cepat terurai oleh jamur dan bakteri. Oleh karena itu, proses nitrifikasi—konversi amonium nitrogen menjadi nitrit dan nitrat, yaitu bentuk yang sesuai untuk dikonsumsi tanaman—berjalan lebih cepat. Misalnya pohon maple sycamore yang dibawa ke Kanada dari Eropa Acer platanoida mempercepat proses mineralisasi (penguraian bahan organik dalam tanah) dan nitrifikasi dibandingkan dengan spesies asli - gula maple Acer sacharum.

Jika spesies introduksi tumbuh lebih cepat di suatu tempat baru dibandingkan di tempat asal mereka, maka kita hanya dapat berasumsi bahwa seleksi sedang terjadi pada populasi mereka untuk meningkatkan sifat-sifat yang menyebabkan pertumbuhan yang cepat. Namun pertanyaan segera muncul: dengan mengorbankan sumber daya apa hal ini mungkin terjadi dan mengapa hal ini tidak dilakukan di rumah? Sebuah studi khusus mengenai hal ini dilakukan oleh sekelompok spesialis dari Cina, Amerika, Meksiko dan India. Objek penelitiannya adalah tumbuhan (subshrub) dari famili Asteraceae - Lonceng Ageratina ( Ageratina adenofora). Ageratina berasal dari Meksiko, tetapi dari sana ia menyebar luas ke seluruh wilayah subtropis di benua lain, menjadi spesies invasif yang khas.

Sebagian besar pekerjaan dilakukan di Kebun Raya Tropis Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok di Kebun Raya Tropis Xishuangbanna di bagian tenggara Tiongkok (Provinsi Yunnan, 21°56"LU, 101°15"BT). Tanaman ageratina yang digunakan dalam percobaan ini diperoleh dari benih yang dikumpulkan di tiga wilayah penanaman: di negara asalnya Meksiko dan di dua wilayah tempat tanaman tersebut diperkenalkan - India dan Cina. Para peneliti mencoba membuat sampel yang representatif dari setiap lokasi tumbuh. Dalam setiap kasus, benih dikumpulkan dari lima populasi berbeda, dan dalam setiap populasi, dari 15 tanaman yang tidak tumbuh berdekatan satu sama lain. Di laboratorium di Tiongkok, benih dikecambahkan dalam kondisi standar, dan tanaman muda yang tingginya mencapai 10 cm ditanam di petak-petak di tanah terbuka. Tidak ada pupuk atau penyiraman tambahan yang digunakan. Karakteristik masing-masing daun dari tanaman yang berbeda diukur secara berkala, dan 8 bulan setelah perkecambahan, di bawah kondisi laboratorium terkendali di bawah tingkat cahaya yang sama dan tingkat CO 2 yang berbeda di udara, laju fotosintesis dinilai, serta rasionya. nitrogen langsung menuju fotosintesis dan disimpan di dinding sel.

Hasil eksperimen membenarkan harapan penulis. Proporsi nitrogen yang digunakan untuk fotosintesis (yaitu, secara langsung untuk pertambahan bobot tanaman) pada tanaman dari daerah invasi (dari India dan Cina) berbeda, namun dalam kedua kasus tersebut secara signifikan lebih tinggi dibandingkan pada tanaman dari tempat pertumbuhan aslinya (dari Meksiko). Laju fotosintesis Ageratina asal Tiongkok dan India lebih tinggi dibandingkan Ageratina asal Meksiko. Tidak mengherankan, tanaman dari daerah invasif ternyata lebih tinggi dan daunnya lebih besar, meskipun kepadatan jaringan daunnya jauh lebih rendah. Hasil ini berarti bahwa tanaman ageratina di habitat baru menginvestasikan lebih banyak sumber daya secara langsung untuk pertumbuhan, namun hal ini terjadi dengan mengorbankan pengurangan pengeluaran untuk pembentukan struktur pelindung.

Sumber:
1) Marnie E. Rout, Ragan M. Callaway. Paradoks tanaman invasif // Sains. 2009.V.324.Hal.734-735.
2) Yu-Long Fenga, Yan-Bao Leia, Rui-Fang Wanga dkk. Pertukaran evolusioner antara alokasi nitrogen untuk fotosintesis versus dinding sel pada tanaman invasif // PNAS. 2009. V. 106. P. 1853-1856 (seluruh artikel berada dalam domain publik).

Lihat juga:
1) A.M.Gilyarov. Mengapa spesies invasif bisa berkembang biak? // Alam. 2002. № 10.
2) John N. Klironomos. Umpan balik mengenai biota tanah berkontribusi terhadap kelangkaan dan invasi tanaman di komunitas // Alam. 2002.V.417.Hal.67-70.
3) Gulma Eropa menghancurkan hutan Amerika, “Elements”, 27/04/2006.

Alexei Gilyarov

Pertumbuhan tanaman terjadi pada titik tumbuh apikal

Perkembangan tanaman berlanjut setelah tahap embrionik

Pertumbuhan tanaman bergantung pada lingkungan

Fitur utama dan paling jelas tanaman adalah bahwa mereka tidak berjalan, merangkak atau berenang, tetapi tumbuh di angkasa.

Saat kita manusia pertumbuhan, jumlah sel dalam tubuh kita bertambah kurang lebih merata. Semua organ dan anggota tubuh kita tumbuh secara proporsional, dan kita, sebagai orang dewasa, adalah salinan besar dari bentuk-bentuk yang menjadi ciri khas kita masa kecil. Tumbuhan berperilaku berbeda.

Alih-alih tumbuh merata ke segala arah sedemikian rupa sehingga semua bagian memberikan kontribusi yang sama terhadap pertambahan ukuran; mereka tumbuh hanya pada beberapa titik khusus, yang tetap “muda” sepanjang umur tanaman.

Poin-poin ini disebut meristem. Gambar di bawah menunjukkan letak meristem pada tumbuhan. Meristem "primer" atau "apikal" ditemukan di ujung akar dan ujung pucuk dan merupakan tempat pembelahan sel paling aktif karena sel-sel baru diperlukan untuk proses pertumbuhan. Akibat pembentukan sel-sel baru, meristem menjauh dari bagian tumbuhan yang lama.

Dengan demikian akar menyebar jauh ke dalam tanah, dan pucuknya ke atmosfer, menuju sinar matahari. Bahan dari meristem primer memberi tinggi pada tanaman, dan sebagai hasil pembelahan sel di meristem "sekunder" (disebut "kambium") yang terletak di sisi akar dan batang dewasa, ketebalannya bertambah.

Untuk tanaman telah terbentuk, pertumbuhan meristem primer harus mempunyai arah tertentu. Pertumbuhan yang tidak teratur akan menghasilkan massa jaringan yang tidak terorganisir. Oleh karena itu, pertumbuhan terjadi sepanjang arah sumbu dari akar sampai ke puncak. Ini adalah sumbu pertumbuhan utama di mana seluruh organ lateral tanaman (misalnya daun dan bunga) terbentuk.

Bagian sumbu yang terletak di atas tanah dan kedalamannya berbeda-beda fungsi. Bagian atasnya tumbuh ke atas, yaitu diarahkan melawan gravitasi, menuju cahaya. Dalam hal ini, daunnya dapat menghadap matahari, dan bunganya terkena cahaya serta dapat dikunjungi serangga. Di sisi berlawanan, akar tumbuh searah gravitasi, berlawanan arah cahaya. Saat berada di dalam tanah, mereka memperkuat bagian tanaman di atas tanah dan menyerap air dan mineral yang diperlukan untuk pertumbuhan.

Sebagai apikal meristem pada bagian atas tanaman tumbuh ke atas, dan pada akar tumbuh ke bawah, kedua titik pertumbuhan ini semakin menyimpang. Hal ini menimbulkan beberapa masalah mekanis semata. Untuk mengangkut nutrisi yang dihasilkan di daun ke akar dan untuk mengangkut air dan garam mineral ke arah yang berlawanan, diperlukan saluran konduktif khusus.

Bersama dengan, seiring pertumbuhan tanaman, bagian yang terletak di antara dua titik pertumbuhan harus diperkuat untuk memberikan dukungan struktural pada bagian ujung yang terus maju. Di masa depan, kita akan melihat bagaimana penebalan khusus pada dinding sel memperkuat bagian baru batang tanaman yang terbentuk dan memungkinkannya menahan tekanan yang terkait dengan pertumbuhan lebih lanjut.

Sejak tubuh tanaman Berbeda dengan hewan, pertumbuhannya lebih bergantung pada lingkungan. Pertumbuhan dan/atau arahnya pada tumbuhan sangat bergantung pada gravitasi, suhu, siang hari, dan arah cahaya. Jadi, jika struktur umum tubuh hewan sudah dapat dibayangkan pada masa embrionik, maka struktur tumbuhan jauh lebih plastis; ia terus berkembang sebagai respons terhadap perubahan kondisi eksternal, dan bentuknya berubah karena pembentukan cabang, serta bunga dan daun.

Kemampuan untuk beradaptasi ini karena lokasi spesifik organ tergantung pada kemampuan tanaman untuk terus tumbuh. Konsekuensi lain dari kemampuan tumbuhan dalam mendukung pertumbuhan titik meristem adalah mereka dapat tumbuh lebih besar dan hidup lebih lama dibandingkan hewan mana pun yang pernah ada di Bumi. Misalnya, berat pohon raksasa yang tumbuh di Amerika Utara bisa mencapai 2000 ton, dan tingginya lebih dari 100 meter (~330 kaki). Usia pohon tersebut bisa mencapai beberapa ribu tahun.