Kas verčia augalus augti? Ar žinote, kaip auga kai kurie augalai? Mes jums parodysime, kaip auginti augalus? Nuo apdulkinimo iki apdulkinimo: gyvenimo ciklas

Yra augalų, kurie amžinai liks trumpi, kaip žolė, ir yra tokių, kurie po kelerių metų tampa tikrais milžinais. Savo didžiulius kamienus žmonės paverčia medžiu, kurį panaudoja įvairiems tikslams. Dideli medžiai kertami grandininiu pjūklu. Vargšai medžiai! Žmonės jas nesunkiai nupjauna, bet kad medis užaugtų didelis ir aukštas, turi praeiti daug metų.

laipiojimo stiebais

Jei augalo stiebas yra lankstus ir plonas, jis neturi pakankamai jėgos išlikti tiesus. Tokiu atveju jai sukuriama atrama - šalia į žemę įsmeigiamas pagaliukas, aplink kurį augalas susiries. Taip elgiasi pupelių daigas, kai pasiekia šviesą.

Augalai naudojami ne tik maistui. Iš medžių kamienų gaminama mediena, plaušiena popieriui gaminti, tekstilės pluoštas. Žaliasis pasaulis leidžia žmogui gauti daug natūralių skonių ir cheminių medžiagų pramonei.

Medžių amžius

„Laipiojantys“ stiebai

Kai kurie augalai su silpnais stiebais, pavyzdžiui, gebenės, išmoko prilipti prie aplinkinių objektų. Jie prilimpa prie įvairių paviršių savo mažais „pirštais“, kurių galuose yra labai lipnūs maži siurbtukai.

Priešai

Kadangi augalų šaknys yra saugyklos maistinių medžiagų, daugelis vabzdžių, paukščių ir gyvūnų nori jais vaišintis. Tai yra augalų priešai. Svarbiausi požeminiai kenkėjai – kurmiai, kurie, kasdami savo požeminius praėjimus, pažeidžia augalų šaknis.

Botanikos pradžia

Kaip auga augalai?Keista, bet apskritai augalų gyvenimas labai panašus į tai, kaip auga žmonės. Viskas, iki daugelio rūšių augalų.

• Nuo apdulkinimo iki apdulkinimo – augalo gyvavimo ciklas

Kaip auga augalai. Kaip tai galima pakeisti

Kaip žmonėms reikia būtinų išgyvenimo poreikių, visiems augalams augti ir klestėti reikia kelių pagrindinių elementų, įskaitant...

• Mineralai iš dirvožemio (kuo dirvožemis turtingesnis maistinėmis medžiagomis, tuo geriau augalas augs)
• Oras (anglies dioksidas, vandenilis ir deguonis)
• saulės šviesa
• Teisinga dirvožemio temperatūra
• Teisinga oro temperatūra

Kiek augalui reikia kiekvieno elemento, iš pradžių priklauso nuo pradinės augalo buveinės. Pavyzdžiui, atogrąžų miškų augalai, kuriems reikia nuolat drėgnų ir šiltų sąlygų, akivaizdžiai gali neišgyventi dykumoje.

Tačiau pagal žmogaus norą augalo gebėjimas neturėtų visiškai priklausyti nuo gamtos. Ekologiški ūkininkai, sodininkai, mokslininkai ir tyrinėtojai „pakeitė“ daugelio esminių augalų savybes, kad jie galėtų klestėti kitoje aplinkoje.

Tęsiant atogrąžų miško augalų pavyzdį, ūkininkas, pastebėjęs, kad vienam pasėlių augalui augti ir duoti vaisių nereikia tiek vandens, jis gali pradėti tą augalą kryžmiškai apdulkinti kitu reikiamų savybių turinčiu augalu, bandydamas pradėti. nauja „linija“ (vadinama „rūšimis“), skirta sukurti atsparesnius atogrąžų miško augalus. Laikui bėgant ir nuolatinis kryžminis apdulkinimas, vis daugiau augalų tampa tolerantiški, todėl atogrąžų miškų augalai gali „išmokti“ išgyventi sąlygomis, kurios gerokai skiriasi nuo jų gimtųjų kraštų.

Šis tyčinis kryžminis apdulkinimas gali būti taikomas bet kuriai augalo savybei... nuo atsparumo (grubiai kalbant apie augalo imunitetą), žiedų spalvos, vaisių skonio ir šaknų gylio.

Dabar pereikime prie to, kas vyksta augalų viduje ir tarp jų. Kas leidžia jiems augti, klestėti ir daugintis...

Kaip auginti augalus? Nuo apdulkinimo iki apdulkinimo: gyvenimo ciklas

Rizikuojant per daug supaprastinti, septyni augalų auginimo ciklo etapai yra pagrindiniai...

1. Apdulkinimas
2. Tręšimas
3. Sėklų formavimas
4. Sėklų sklaida
5. Daiginimas
6. Nuolatinis augimas
7. Apdulkinimas

1. Apdulkinimas

Nors kai kurie augalai gali daugintis nelytiškai (pavyzdžiui, pasodinkite šaknies ar stiebo atkarpą ir atsiras naujas augalas), dauguma augalų dauginasi lytiškai apdulkindami.

Apdulkinimo metu žiedadulkės, pernešančios vyriškus spermatozoidus (lytines ląsteles), vabzdžių ar gyvūnų pernešamos į moteriškąją augalo dalį, kur gametos liečiasi su patelės kiaušinėliu. Tai gali įvykti tarp dviejų augalų (kryžminis apdulkinimas) arba tame pačiame augale (savaiminis apdulkinimas). Lytiškai besidauginančių augalų dauginimosi organai yra toje vietoje, kurią paprastai vadiname .

2. Tręšimas

Kai kurių rūšių augalų žiedadulkės, kuriose yra gametų, liečiasi su moteriška žiedo dalimi (piestelėmis), žiedadulkės keliauja vamzdeliu, bandydami pasiekti augalo kiaušinėlio ląstelę.

Kai kuriuose augaluose žiedadulkės vamzdeliu gali nukeliauti iki 40 cm! Kai tai atsitiks, gameta praeis pro žiedadulkių vamzdelį, pasieks kiaušinėlį ir apvaisins kiaušinėlį.

Kitų rūšių augaluose moteriškosiose dalyse yra vandeningų skysčių, per kuriuos plaukia suragėję spermatozoidai, kad apvaisintų kiaušinėlius.

3. Sėklų formavimas

Sėklų formavimasis prasideda motininio augalo ar augalo dalies viduje. Tada jis toliau auga vaisiaus viduje kai kurių rūšių augaluose (angiosėkliuose) arba atsidaro ant apvado kitų tipų (gymnosėklių).

4. Sėklų išskleidimas

Kai augalo vaisiai sunoksta arba vaisius prasiskverbia, jo sėklas išsklaido vėjas, vanduo, gyvūnai ar vabzdžiai tuo metu, kai yra idealios sąlygos augalų sėkloms dygti ir augti.

5. Daiginimas

Sudygsta, kai augalas išdygsta iš sėklos ir pradeda augti, išaugindamas jam pažįstamas dalis, įskaitant šaknis, stiebus ir lapus. Sudygsta augalo sėklai nukritus ant žemės arba sutrynus į žemę arba palaidojus aplinkoje. aplinka (t. y. dirvožemis) .

6. Nuolatinis augimas

Skirtingai nuo gyvūnų kamieninių ląstelių, kurios gali sukurti naujus ląstelių tipus tik ankstyvosiose gyvūno vystymosi stadijose, augalai visada sukuria naujas dalis pagal poreikį iš specialaus audinio, vadinamo meristema. Yra dviejų tipų meristemos – viena šaknims ir viena viršūnei – ir susideda iš skirtingų tipų ląstelių, kurios „užsidega“ reikiamu momentu (turėtume sakyti, turės poveikį šaknims arba stiebui).

Nepertraukiamo augalų augimo procesas yra įmanomas dėl kelių procesų, įskaitant fotosintezę, maistinių medžiagų perdavimą ir transpiraciją (daugiau informacijos apie tai rasite mūsų puslapyje).

7. Apdulkinimas

Kai augalas užauga ir subręsta, jis pats užaugina žiedus apdulkinimui ir tręšimui. Tegul gyvenimo ratas tęsiasi amžinai!

„Invazinių“, tai yra, į tam tikrą vietovę introdukuotų augalų rūšių problema yra a Pastaruoju metu ne tik aplinkosaugininkai, bet ir plačioji visuomenė. Faktas yra tas, kad patekusios į naują teritoriją invazinės rūšys dažnai pradeda itin intensyviai daugintis, dominuoja vietinėse bendrijose, o kartais net virsta kenksmingomis piktžolėmis (žr.: Invazinės rūšys). Tokių augalų tyrimas parodė, kad naujose augavietėse jie parenkami siekiant didesnio augimo greičio. Ir tai tampa įmanoma sumažinus apsaugos nuo žolėdžių gyvūnų sukūrimo išlaidas.

Kitas veiksnys, galintis nulemti invazinių augalų rūšių sėkmę, yra paspartėjęs azoto ciklas – elemento, kurio dirvožemyje dažnai trūksta. Daroma prielaida, kad sparčiai augančių užpuolikų stiebams ir lapams būdingas kiek mažesnis celiuliozės kiekis (jų ląstelių sienelės plonesnės). Jie yra švelnesni ir švelnesni. Tokių augalų organines medžiagas jiems žuvus greitai suskaido grybai ir bakterijos. Atitinkamai, nitrifikacijos procesai – amonio azoto pavertimas nitritais ir nitratais, ty į formą, tinkančią naujam augalų vartojimui, vyksta greičiau. Pavyzdžiui, platanalapis klevas, atvežtas į Kanadą iš Europos Acer platanoides pagreitina mineralizacijos (organinių medžiagų skilimo dirvožemyje) ir nitrifikacijos procesus, lyginant su vietine rūšimi – cukriniu klevu Acer saccharum.

Jei introdukuotos rūšys naujoje vietoje auga greičiau nei savo tėvynėje, galima tik daryti prielaidą, kad jų populiacijose vyksta selekcija, siekiant sustiprinti savybes, atsakingas už greitą augimą. Tačiau iš karto kyla klausimas: kokių išteklių sąskaita tai įmanoma ir kodėl to nepaisoma namuose? Specialų tyrimą šiuo klausimu atliko specialistų grupė iš Kinijos, JAV, Meksikos ir Indijos. Jų tyrimo objektas buvo augalas (pokrūmis) iš Asteraceae šeimos - Ageratina varpai ( Ageratina adenofora). Ageratina kilusi iš Meksikos, tačiau iš ten plačiai paplito po kitų žemynų subtropinius regionus, tapdama tipiška invazine rūšimi.

Didžioji darbo dalis buvo atlikta Kinijos mokslų akademijos atogrąžų botanikos sode Xishuangbanna atogrąžų botanikos sode pietrytinėje Kinijos dalyje (Junano provincija, 21°56" šiaurės platumos, 101°15" rytų ilgumos). Eksperimente panaudoti ageratina augalai buvo gauti iš sėklų, surinktų trijose auginimo vietose: gimtojoje Meksikoje ir dviejose vietovėse, kur augalas introdukuotas – Indijoje ir Kinijoje. Tyrėjai bandė sukurti reprezentatyvius mėginius iš kiekvienos auginimo vietos. Kiekvienu atveju sėklos buvo renkamos iš penkių skirtingų populiacijų, o kiekvienoje populiacijoje – iš 15 augalų, kurie neaugo arti vienas kito. Laboratorijoje Kinijoje sėklos buvo daigintos standartinėmis sąlygomis, o jauni augalai, pasiekę 10 cm aukštį, buvo pasodinti į sklypus m. atvira žemė. Nebuvo naudojamos trąšos ar papildomas laistymas. Periodiškai buvo matuojamos atskirų skirtingų augalų lapų charakteristikos, o praėjus 8 mėnesiams po sudygimo, kontroliuojamomis laboratorinėmis sąlygomis, esant vienodam šviesos lygiui ir skirtingam CO 2 lygiui ore, buvo vertinamas fotosintezės greitis ir dygimo santykis. azotas tiesiogiai patenka į fotosintezę ir nusėda ląstelių sienelėse.

Eksperimentiniai rezultatai patvirtino autorių lūkesčius. Azoto dalis, sunaudota fotosintezei (tai yra tiesiogiai augalų svoriui didinti) augaluose iš invazijos teritorijų (iš Indijos ir Kinijos), buvo skirtinga, tačiau abiem atvejais ji buvo žymiai didesnė nei augaluose iš pirminio augimo vietų (nuo Meksika). Ageratina iš Kinijos ir Indijos fotosintezės greitis buvo didesnis nei Ageratina iš Meksikos. Nenuostabu, kad augalai iš vietovių, kuriose jie yra invaziniai, pasirodė esantys aukštesni ir didesniais lapais, nors jų lapų audinio tankis buvo gerokai mažesnis. Šis rezultatas reiškia, kad naujose buveinėse esantys ageratina augalai investuoja daugiau išteklių tiesiai į augimą, tačiau tai atsitinka sumažinant išlaidas apsauginėms struktūroms formuoti.

Šaltiniai:
1) Marnie E. Rout, Ragan M. Callaway. Invazinio augalo paradoksas // Mokslas. 2009. V. 324. P. 734-735.
2) Yu-Long Fenga, Yan-Bao Leia, Rui-Fang Wanga ir kt. Evoliuciniai kompromisai dėl azoto paskirstymo fotosintezei ir ląstelių sienelių invaziniame augale // PNAS. 2009. V. 106. P. 1853-1856 (visas straipsnis yra viešai).

Taip pat žiūrėkite:
1) A. M. Giliarovas. Kodėl invazinės rūšys klesti? // Gamta. 2002. № 10.
2) Jonas N. Klironomos. Atsiliepimai apie dirvožemio biotą prisideda prie augalų retumo ir invaziškumo bendruomenėse // Gamta. 2002. V. 417. P. 67-70.
3) Europos piktžolės naikina Amerikos miškus, „Elementai“, 2006-04-27.

Aleksejus Giliarovas

Augalų augimas vyksta viršūniniuose augimo taškuose

Augalų vystymasis tęsiasi po embriono stadijos

Augalų augimas priklauso nuo aplinkos

Pagrindinė ir akivaizdžiausia savybė augalai yra tai, kad jie nevaikšto, neropoja ir neplaukia, o auga erdvėje.

Kai mes, žmonės auga, ląstelių skaičius mūsų organizme daugėja daugmaž tolygiai. Visi mūsų organai ir galūnės auga proporcingai, o mes, suaugę, esame didelės tų formų kopijos, kurios buvo mums būdingos. vaikystė. Augalai elgiasi skirtingai.

Vietoj augti tolygiai visomis kryptimis taip, kad visos dalys vienodai prisidėtų prie dydžio padidėjimo; auga tik keliuose specialiuose taškuose, kurie išlieka „jauni“ visą augalo gyvenimą.

Šie taškai vadinami meristemos. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta meristemų vieta augale. „Pirminės“ arba „viršūninės“ meristemos randamos šaknų galiukuose ir ūglių viršūnėse ir yra aktyviausio ląstelių dalijimosi vietos, nes augimo procesui reikia naujų ląstelių. Dėl naujų ląstelių susidarymo meristema tolsta nuo senų augalo dalių.

Taip šaknys pasklinda giliai į dirvą, o ūgliai – į atmosferą, link saulės spindulių. Medžiaga iš pirminės meristemos suteikia augalui jo aukštį, o dėl ląstelių dalijimosi „antrinėje“ meristemoje (vadinamoje „kambiu“), esančioje subrendusių šaknų ir stiebų šonuose, jų apimtis padidėja.

Tam, kad susiformavo augalas, pirminių meristemų augimas turi turėti tam tikrą kryptį. Sutrikęs augimas sukels netvarkingų audinių masę. Todėl augimas vyksta išilgai ašies, einančios nuo šaknų iki viršūnės, kryptimi. Tai yra pagrindinė augimo ašis, išilgai kurios formuojasi visi augalo šoniniai organai (pavyzdžiui, lapai ir žiedai).

Šios ašies atkarpos, esančios virš žemės ir gylyje, skiriasi funkcijas. Viršutinė dalis auga aukštyn, tai yra, ji nukreipta prieš gravitaciją, į šviesą. Tokiu atveju lapus galima atsukti į saulę, o žiedus apšviečia šviesa ir juos gali aplankyti vabzdžiai. Priešingoje pusėje šaknys auga gravitacijos kryptimi, priešinga šviesai. Būdami dirvoje jie tvirtai stiprina antžemines augalo dalis ir sugeria vandenį bei augimui būtinus mineralus.

Kaip viršūnė meristema augalo viršuje jis auga aukštyn, o prie šaknų – žemyn, šie du augimo taškai vis labiau skiriasi. Tai kelia keletą grynai mechaninių problemų. Lapuose susidariusioms maistinėms medžiagoms pernešti į šaknis ir vandeniui bei mineralinėms druskoms transportuoti priešinga kryptimi reikalingi specialūs laidūs kanalai.

Kartu su, augalui augant, jo dalis, esanti tarp dviejų augimo taškų, turi būti sutvirtinta, kad būtų struktūrinė atrama nuolat judančioms galinėms sekcijoms. Ateityje pamatysime, kaip ypatingas ląstelių sienelių sustorėjimas sustiprina susiformavusias naujas augalo stiebo dalis ir leidžia joms atlaikyti su tolesniu augimu susijusius įtempius.

Kadangi kūnas augalai skiriasi nuo gyvūnų, jų augimas daug labiau priklauso nuo aplinkos. Augalų augimas ir (arba) jo kryptis labai priklauso nuo gravitacijos, temperatūros, dienos šviesos valandų ir šviesos krypties. Taigi, jei bendrą gyvūno kūno sandarą galima įsivaizduoti jau embriono laikotarpiu, augalo struktūra yra daug plastiškesnė; jis toliau vystosi reaguodamas į besikeičiančias išorės sąlygas, o jo forma keičiasi dėl šakų, taip pat žiedų ir lapų formavimosi.

Šis gebėjimas prisitaikyti dėl specifinės organų vietos priklauso nuo augalo gebėjimo nuolat augti. Kita augalų gebėjimo palaikyti meristemų taškų augimą pasekmė yra ta, kad jie gali užaugti didesni ir gyventi ilgiau nei bet kuris kada nors Žemėje egzistavęs gyvūnas. Pavyzdžiui, Šiaurės Amerikoje augančių milžiniškų medžių svoris gali siekti 2000 tonų, o jų aukštis – daugiau nei 100 metrų (~330 pėdų). Tokių medžių amžius gali siekti kelis tūkstančius metų.