Čo spôsobuje rast rastlín? Viete, ako rastú niektoré rastliny? Ukážeme vám, ako pestovať rastliny? Od opelenia k opeleniu: Životný cyklus

Sú rastliny, ktoré zostanú navždy krátke, ako tráva, a sú také, ktoré sa za pár rokov stanú skutočnými obrami. Ľudia premieňajú svoje obrovské kmene na drevo, ktoré využívajú na rôzne účely. Veľké stromy sa rúbu motorovou pílou. Chudobné stromy! Ľudia ich ľahko vyrúbu, ale aby strom vyrástol a vyrástol, musí prejsť veľa rokov.

popínavé stonky

Ak je stonka rastliny ohybná a tenká, nemá dostatočnú silu, aby zostala rovná. V tomto prípade je pre ňu vytvorená opora - vedľa nej je do zeme zapichnutá palica, okolo ktorej sa rastlina stočí. Takto sa správa fazuľový výhonok, keď siaha po svetle.

Rastliny sa používajú nielen na jedlo. Kmene stromov sa používajú na výrobu dreva, buničiny na výrobu papiera a textilných vlákien. Zelený svet umožňuje človeku získať množstvo prírodných chutí a chemikálií pre priemysel.

Vek stromu

"Lezecké" stonky

Niektoré rastliny so slabými stonkami, ako napríklad brečtan, sa naučili priľnúť k okolitým predmetom. Prilepia sa na rôzne povrchy pomocou malých „prstov“, ktoré majú na špičkách veľmi lepkavé prísavky.

Nepriatelia

Keďže korene rastlín sú sklad živiny, veľa hmyzu, vtákov a zvierat si na nich chce pochutnať. Toto sú nepriatelia rastlín. Najvýznamnejšími podzemnými škodcami sú krtkovia, ktorí vyhrabávaním podzemných chodieb poškodzujú korene rastlín.

Začiatok botaniky

Ako rastú rastliny Prekvapivo vo všeobecnosti je život rastlín veľmi podobný tomu, ako rastú ľudia. Všetko, až po mnoho druhov rastlín.

• Od opelenia k opeleniu - životný cyklus rastliny

Ako rastú rastliny. Ako sa to dá zmeniť

Rovnako ako ľudia majú základné potreby na prežitie, všetky rastliny potrebujú na rast a prosperovanie niekoľko základných prvkov, vrátane...

• Minerály z pôdy (čím je pôda bohatšia na živiny, tým lepšie bude rastlina rásť)
• Vzduch (oxid uhličitý, vodík a kyslík)
• slnečné svetlo
• Správna teplota pôdy
• Správna teplota vzduchu

To, koľko rastlina potrebuje každý prvok, spočiatku závisí od pôvodného biotopu rastliny. Napríklad rastliny dažďového pralesa, ktoré vyžadujú neustále vlhké a teplé podmienky, zrejme v púšti neprežijú.

Ale podľa ľudskej túžby by schopnosť rastliny nemala úplne závisieť od prírody. Ekologickí farmári, záhradníci, vedci a výskumníci „zmenili“ vlastnosti mnohých základných rastlín, aby im umožnili prosperovať v iných prostrediach.

Pokračujeme v príklade rastlín dažďového pralesa, ak si farmár všimne, že jedna plodina nepotrebuje toľko vody, aby rástla a prinášala ovocie, môže začať opeľovať túto rastlinu inou rastlinou s požadovanými vlastnosťami v snahe začať nová „línia“ (nazývaná „druh“) na vytvorenie odolnejších rastlín tropického lesa. S časom a neustálym krížovým opeľovaním sa čoraz viac rastlín stáva tolerantnými, takže rastliny dažďového pralesa sa môžu „naučiť“ prežiť v podmienkach, ktoré sú výrazne odlišné od ich pôvodných krajín.

Toto zámerné krížové opelenie možno aplikovať na akúkoľvek charakteristiku rastliny... od odolnosti (približne povedané k imunite rastliny), farby kvetov, chuti plodov a hĺbky koreňov.

Teraz prejdime k tomu, čo sa deje v rámci rastlín a medzi nimi. Čo im umožňuje rásť, prosperovať a množiť sa...

Ako pestovať rastliny? Od opelenia k opeleniu: Životný cyklus

S rizikom prílišného zjednodušenia je sedem fáz pestovateľského cyklu rastlín hlavnými...

1. Opeľovanie
2. Hnojenie
3. Tvorba semien
4. Rozptyl semien
5. Klíčenie
6. Pokračujúci rast
7. Opeľovanie

1. Opeľovanie

Zatiaľ čo niektoré rastliny sa môžu rozmnožovať nepohlavne (napríklad zasaďte odrezok koreňa alebo odrezok stonky a objaví sa nová rastlina), väčšina rastlín sa rozmnožuje pohlavne opelením.

Počas opelenia sú peľové zrnká nesúce samčie spermie (gaméty) zanesené hmyzom alebo živočíchmi do samičej časti rastliny, kde sa gaméty dostanú do kontaktu so samičím vajíčkom. Môže k tomu dôjsť buď medzi dvoma rastlinami (krížové opelenie) alebo v rámci tej istej rastliny (samoopelenie). Rozmnožovacie orgány pohlavne sa rozmnožujúcich rastlín sa nachádzajú v tom, čo zvyčajne nazývame .

2. Hnojenie

V niektorých rastlinných druhoch, keď sa peľové zrno obsahujúce gaméty dostane do kontaktu so samičou časťou kvetu (piestik), peľové zrno putuje dolu trubicou v snahe dosiahnuť vajíčkovú bunku rastliny.

V niektorých rastlinách môže peľ prejsť cez trubicu až 40 cm! Keď k tomu dôjde, gaméta prejde peľovou trubicou, dostane sa k vajíčku a vajíčko oplodní.

V iných typoch rastlín obsahujú samičie časti vodnaté tekutiny, cez ktoré plávajú bičíkovité spermie, aby oplodnili vajíčka.

3. Tvorba semien

Tvorba semien začína vo vnútri materskej rastliny alebo časti rastliny. Potom pokračuje v raste vo vnútri plodu v niektorých typoch rastlín (angiospermy) alebo sa otvára na periante v iných typoch (gymnospermy).

4. Rozptyľovanie semien

Akonáhle je plod rastliny zrelý alebo sa ovocie otvorí, jeho semená sú rozptýlené vetrom, vodou, zvieratami alebo hmyzom v čase, keď sú ideálne podmienky na klíčenie a rast semien rastlín.

5. Klíčenie

Klíčenie nastáva, keď rastlina vyklíči zo semena a začne rásť, pričom vytvorí svoje známe časti vrátane koreňov, stoniek a listov. Klíčenie nastáva po tom, čo semeno rastliny pristálo na zemi alebo bolo zašliapané do zeme alebo zakopané v okolí. prostredie (t.j. pôda) .

6. Pokračujúci rast

Na rozdiel od živočíšnych kmeňových buniek, ktoré môžu vytvárať nové typy buniek len počas raných štádií vývoja zvieraťa, rastliny vždy vytvárajú nové časti na základe potreby zo špeciálneho tkaniva nazývaného meristém. Existujú dva typy meristémov - jeden pre korene a jeden pre vrchol - a pozostávajú z rôznych typov buniek, ktoré "vystrelia" v správnom okamihu (mali by sme povedať, že majú vplyv na koreň alebo stonku).

Proces nepretržitého rastu rastlín je umožnený niekoľkými procesmi, vrátane fotosyntézy, prenosu živín a transpirácie (viac informácií nájdete na našej stránke).

7. Opeľovanie

Akonáhle rastlina vyrastie a dozrie, produkuje svoje vlastné kvety na opelenie a oplodnenie. Nech kruh života pokračuje navždy!

Problém „inváznych“, teda zavlečených druhov rastlín do danej oblasti, zaujíma a V poslednej dobe nielen environmentálnych vedcov, ale aj širokej verejnosti. Invázne druhy sa totiž po príchode na nové územie často začnú mimoriadne intenzívne rozmnožovať, stávajú sa dominantnými v miestnych spoločenstvách a niekedy sa dokonca menia na škodlivé buriny (pozri: Invázne druhy). Štúdium takýchto rastlín ukázalo, že v nových biotopoch sú vybrané pre vyššiu rýchlosť rastu. A to je možné vďaka zníženiu nákladov na vývoj ochrany pred bylinožravými zvieratami.

Ďalším faktorom, ktorý môže rozhodnúť o úspechu inváznych druhov rastlín, je zrýchlenie kolobehu dusíka, prvku, ktorého je v pôde často nedostatok. Predpokladá sa, že stonky a listy rýchlo rastúcich útočníkov sa vyznačujú o niečo nižším obsahom celulózy (ich bunkové steny sú tenšie). Sú jemnejšie a jemnejšie. Organická hmota takýchto rastlín sa po ich odumretí rýchlo rozloží hubami a baktériami. V súlade s tým procesy nitrifikácie – premena amónneho dusíka na dusitany a dusičnany, teda do formy vhodnej na novú spotrebu rastlinami – prebiehajú rýchlejšie. Napríklad javor platan prinesený do Kanady z Európy Acer platanoides urýchľuje procesy mineralizácie (rozklad organickej hmoty v pôde) a nitrifikácie v porovnaní s pôvodným druhom - javorom cukrovým Acer saccharum.

Ak introdukované druhy rastú na novom mieste rýchlejšie ako vo svojej domovine, možno len predpokladať, že v ich populáciách prebieha selekcia na zlepšenie vlastností zodpovedných za rýchly rast. Okamžite však vyvstáva otázka: na úkor akých zdrojov je to možné a prečo sa to doma nedodržiava? Špeciálnu štúdiu na túto tému vykonala skupina odborníkov z Číny, USA, Mexika a Indie. Objektom ich štúdia bola rastlina (podker) z čeľade Asteraceae - Ageratina bells ( Ageratina adenophora). Ageratina pochádza z Mexika, ale odtiaľ sa rozšírila do subtropických oblastí iných kontinentov a stala sa typickým inváznym druhom.

Väčšina prác bola vykonaná v tropickej botanickej záhrade Čínskej akadémie vied v tropickej botanickej záhrade Xishuangbanna v juhovýchodnej časti Číny (provincia Yunnan, 21°56" s. š., 101°15" v.d.). Rastliny ageratiny použité v experimente boli získané zo semien zozbieraných v troch pestovateľských oblastiach: v rodnom Mexiku a v dvoch oblastiach, kde sa rastlina introdukovala – v Indii a Číne. Výskumníci sa pokúsili vytvoriť reprezentatívne vzorky z každej pestovateľskej lokality. V každom prípade boli semená zozbierané z piatich rôznych populácií a v každej populácii z 15 rastlín, ktoré nerástli vo vzájomnej tesnej blízkosti. V laboratóriu v Číne semená vyklíčili za štandardných podmienok a mladé rastliny, ktoré dosahovali výšku 10 cm, sa vysadili na pozemky v r. otvorená pôda. Neboli použité žiadne hnojivá ani dodatočná zálievka. Periodicky sa merali vlastnosti jednotlivých listov z rôznych rastlín a 8 mesiacov po vyklíčení sa v kontrolovaných laboratórnych podmienkach pri rovnakej svetelnej hladine a rôznych hladinách CO 2 vo vzduchu posudzovala rýchlosť fotosyntézy, ako aj pomer dusík prechádza priamo do fotosyntézy a ukladá sa v bunkových stenách.

Experimentálne výsledky potvrdili očakávania autorov. Podiel dusíka použitého na fotosyntézu (teda priamo na prírastok hmotnosti rastlín) v rastlinách z oblastí invázie (z Indie a Číny) bol rozdielny, no v oboch prípadoch bol výrazne vyšší ako u rastlín z miest pôvodného rastu (od r. Mexiko). Rýchlosť fotosyntézy Ageratiny z Číny a Indie bola vyššia ako u Ageratiny z Mexika. Nie je prekvapením, že rastliny z oblastí, kde sú invázne, sa ukázali byť vyššie a s väčšími listami, hoci hustota ich listového tkaniva bola výrazne nižšia. Tento výsledok znamená, že rastliny ageratíny v nových biotopoch investujú viac zdrojov priamo do rastu, ale deje sa to na úkor znižovania výdavkov na vytváranie ochranných štruktúr.

Zdroje:
1) Marnie E. Rout, Ragan M. Callaway. Paradox inváznych rastlín // Veda. 2009. V. 324. S. 734-735.
2) Yu-Long Fenga, Yan-Bao Leia, Rui-Fang Wanga a kol. Evolučné kompromisy pri prideľovaní dusíka fotosyntéze oproti bunkovým stenám v invazívnej rastline // PNAS. 2009. V. 106. S. 1853-1856 (celý článok je voľným dielom).

Pozri tiež:
1) A. M. Gilyarov. Prečo sa inváznym druhom darí? // Príroda. 2002. № 10.
2) John N. Klironomos. Spätná väzba s pôdnou biotou prispieva k vzácnosti rastlín a invazívnosti v komunitách // Príroda. 2002. V. 417. S. 67-70.
3) Európska burina ničí americké lesy, “Elements”, 27.4.2006.

Alexej Gilyarov

Rast rastlín prebieha v apikálnych rastových bodoch

Vývoj rastlín pokračuje po embryonálnom štádiu

Rast rastlín závisí od prostredia

Hlavná a najzreteľnejšia vlastnosť rastliny je, že nechodia, nelezú ani neplávajú, ale rastú v priestore.

Keď my ľudia rastie, počet buniek v našom tele sa zvyšuje viac-menej rovnomerne. Všetky naše orgány a končatiny rastú proporcionálne a my, ako dospelí, sme veľkými kópiami tých foriem, ktoré boli pre nás charakteristické detstva. Rastliny sa správajú inak.

Namiesto rásť, pestovať rovnomerne vo všetkých smeroch tak, že všetky časti prispievajú rovnako k zväčšeniu veľkosti, rastú len na niekoľkých špeciálnych bodoch, ktoré zostávajú „mladé“ počas celého života rastliny.

Tieto body sa nazývajú meristémy. Obrázok nižšie ukazuje umiestnenie meristémov v rastline. "Primárne" alebo "apikálne" meristémy sa nachádzajú na špičkách koreňov a vrcholoch výhonkov a sú miestami najaktívnejšieho bunkového delenia, pretože nové bunky sú potrebné pre proces rastu. V dôsledku tvorby nových buniek sa meristém vzďaľuje od starých častí rastliny.

Tým korene sa šíri hlboko do pôdy a výhonky do atmosféry smerom k slnečnému žiareniu. Materiál z primárneho meristému dáva rastline jej výšku a v dôsledku bunkového delenia v „sekundárnom“ meristéme (nazývanom „kambium“) umiestnenom po stranách zrelých koreňov a stoniek sa zväčšuje ich obvod.

Za účelom vytvorila sa rastlina, rast primárnych meristémov musí mať určitý smer. Nesprávny rast bude mať za následok množstvo dezorganizovaného tkaniva. Preto rast nastáva v smere osi prechádzajúcej od koreňov k vrcholu. Toto je hlavná rastová os, pozdĺž ktorej sa tvoria všetky bočné orgány rastliny (napríklad listy a kvety).

Úseky tejto osi umiestnené nad zemou a v hĺbke majú rôzne funkcie. Vrch rastie nahor, to znamená, že je nasmerovaný proti gravitácii, smerom k svetlu. V tomto prípade môžu byť listy otočené smerom k slnku a kvety sú vystavené svetlu a môžu byť navštevované hmyzom. Na opačnej strane korene rastú v smere gravitácie, v smere opačnom k ​​svetlu. V pôde pevne spevňujú nadzemné časti rastliny a absorbujú vodu a minerály potrebné pre rast.

Ako apikálne meristém v hornej časti rastliny rastie nahor a pri koreňoch rastie nadol, tieto dva body rastu sa stále viac rozchádzajú. To vyvoláva niekoľko čisto mechanických problémov. Na transport živín produkovaných v listoch ku koreňom a na transport vody a minerálnych solí v opačnom smere sú potrebné špeciálne vodivé kanály.

Spolu s, ako rastlina rastie jeho časť, ktorá sa nachádza medzi dvoma rastovými bodmi, musí byť spevnená, aby poskytovala štrukturálnu podporu neustále sa posúvajúcim koncovým úsekom. V budúcnosti uvidíme, ako špeciálne zhrubnutie bunkových stien spevňuje vytvorené nové časti stonky rastliny a umožňuje im odolávať stresom spojeným s ďalším rastom.

Od tela rastliny sa líši od živočíšnych, ich rast je oveľa viac závislý od prostredia. Rast a/alebo jeho smer v rastlinách výrazne závisí od gravitácie, teploty, denného svetla a smeru svetla. Ak si teda možno všeobecnú stavbu tela zvieraťa predstaviť už v embryonálnom období, štruktúra rastliny je oveľa plastickejšia; pokračuje vo vývoji v reakcii na meniace sa vonkajšie podmienky a jeho tvar sa mení v dôsledku tvorby konárov, ako aj kvetov a listov.

Táto schopnosť prispôsobiť sa kvôli špecifickému umiestneniu orgánov závisí od schopnosti rastliny neustále rásť. Ďalším dôsledkom schopnosti rastlín podporovať rast meristémových bodov je to, že sa môžu zväčšiť a žiť dlhšie ako ktorékoľvek zviera, ktoré kedy na Zemi existovalo. Napríklad hmotnosť obrovských stromov rastúcich v Severnej Amerike môže dosiahnuť 2 000 ton a ich výška je viac ako 100 metrov (~ 330 stôp). Vek takýchto stromov môže byť niekoľko tisíc rokov.