Индивидуальное развитие растений

Одновременно с ростом растений происходит и их развитие. Инди­видуальное развитие растений (онтогенез) длится от образова­ния зиготы до смерти растения. Период развития от зиготы до формиро­вания зародыша (эмбриогенез) имеет большое значение для понимания путей эволюции растительного мира и родственных связей между видами и является объектом изучения эмбриологии. Поэтому часто, говоря о развитии растения, подразумевают его развитие начи­ная от прорастания семени. В процессе своего индивидуального развития (в последнем понимании) растения' проходят ряд периодов (этапов):

Латентный период — состояние покоящегося семени.

Период всходов, или проростков, — когда расте­ние питается как веществами, находящимися в семени, так и самосто­ятельно.

Период молодого растения, или ю в е н и л ь-н ы и, — когда растения полностью обеспечивают себя питательными веществами. Этот период продолжается до цветения.

Период взрослого растения (матурный, или дефинитивный). На этом этапе развития растение способно цвести и плодоносить.

Период старости (сенильный). Растение перестает цвести и плодоносить, чахнет и отмирает.

Переход от одного этапа развития к другому сопровождается физиологическими и биохимическими изменениями в организме. Только после того, как эти изменения совершатся, у растений разви­вается новый орган. Происходит органогенез. Таким образом, процесс индивидуального развития следует определить как совокуп­ность последовательных физиологических, биохимических и морфоло­гических преобразований, происходящих в растительном организме в продолжении его жизни.

Большой вклад в изучение развития растений внесли советские и зарубежные ученые (Н. А. Максимов, В. И. Разумов, М. X. Чай-лахян, Ф. М. Куперман, П. Клебс, Г. А. Гарнер и др.). Они установили, что весь жизненный цикл растений, его развитие состоит из отдельных разнокачественных этапов — стадий развития. Сейчас точно известно, что на первых этапах развития растению необходимы определенные температуры (яровизация). Только после воздействия опре­деленных для каждого вида (сорта) температур в клетках происходят изменения, приводящие к формированию цветков. Так, у хлопчатника яровизация происходит при +20...+25°С, а у озимой пшеницы — при 0...+5°С. Однако растение не зацветет, если оно в дальнейшем не под­вергнется определенному воздействию света (явление фотопериодизма Существенное значение имеет установление факта, что именно Листу принадлежит решающая роль в восприятии фотопериодических условий. Именно в листе происходит образование веществ, которые влияют на цветение растений. Одни растения зацветают только на коротком, 10—12-часовом дне, другие — только на длинном дне. Было установлено, что все растения можно разделить на две группы: растения короткого дня и растения длинного дня. Для развития семян большое значение имеет качество света. Указан­ные явления объясняются условиями исторического развития предков данных видов (сортов) растений. Растения различных географических широт приспособились к определенной температуре, продолжительности и периодичности солнечного освещения.

Накопленный материал по изучению формирования и развития органов в различных условиях (различные температура, свет, питание, влажность) позволил ученым разработать метод биологиче­ского контроля за ходом развития сельскохозяйственных растений и своевременным влиянием на повышение урожая. Так, если во время формирования цветков и соцветий создать для растений наиболее благоприятные условия питания и освещенности, можно добиться увеличения числа колосков и цветков в соцветиях злаков. Контроль за развитием конуса нарастания позволяет определить жизнеспособность озимых после перезимовки и путем соответствен­ных агротехнических приемов улучшить их состояние и, следователь­но, повысить урожай.

Человек может влиять различными способами на ход индивиду­ального развития растений. Действуя на набухшее семя различными температурами, можно изменять некоторые качества будущего расте­ния. Уже говорилось, что путем закаливания семян можно повысить холодостойкость растений. В других случаях, воздействуя на семена очень низкими для данного вида температурами, можно вызвать цветение растений на несколько лет раньше обычных сроков (персик и пионы зацветают на второй год, а не на четвертый).

При вегетативном размножении растений следует учитывать, что органы и части растений не равнозначны в зависимости от их местоположения. Органы и части растения, расположенные ближе к основанию стебля, по возрасту более старые, но по развитию более молодые; верхушечные органы и части растения по возрасту более молодые, но по развитию являются более старыми. Почки в разных участках стебля также разнокачественны. Поэтому если взять два черенка с одного и того же растения, но один — из верхней его части, а другой — у основания стебля, то скорее зацветет черенок, который был взят в верхней части стебля.

За долгий период существования предки каждого вида подвер­гались различным внешним воздействиям. В процессе приспособле­ния к ним у растений менялись как внешний облик, так и внутренние процессы в организме. В процессе индивидуального развития расте­ние повторяет основные этапы развития своих предков (ф и л о г е н е з). Это может проявляться наглядно и скрыто. Например, первые листья проростков настурции имеют лопастную форму, а не щитовидную; первые листья некоторых цитрусовых сложные, нередуцирован­ные до одной пластинки; у лиственницы проростки в течение несколь­ких лет остаются вечнозелеными; у солянок семена лучше прорастают на незасоленных почвах и т. д. Знание особенностей филогенеза по­могает в работе по селекции, интродукции и акклиматизации растений (см. ниже).

Индивидуальное развитие растений (жизненный цикл) у каждого вида имеет различную продолжительность. Одни виды заканчивают свой жизненный цикл за один вегетационный период (однолетники), другие образуют семена только на второй год жизни (двулетники), третьи зацветают и начинают плодоносить на 3—5-й год жизни (многолетники).

Если растения цветут и плодоносят всего один раз в жизни, их называют монокарпиками. К этой группе растений следует отнести однолетние растения (пастушья сумка, василек посевной, птичья гречиха, лебеда, лен, овес, тиеница, астры, настурция и др.)» двулетние растения (морковь, капуста белокочанная, петрушка, репа, свекла, царский скипетр, мокрица, наперстянка и 'Др.) и некоторые многолетние (агава, бамбук, ферула).

Большинство многолетних растений цветет и плодоносит много раз (поликарпики, или поликарпические растен и я). Это деревья, кустарники, многолетние травы'.