Как растения растут? Как растения растут в длину.

Еще Плиний писал в «Естественной истории», что деревья растут с различной скоростью: «Некоторые деревья по природе растут медленно, и прежде всего те, которые рождаются только из семян, и отличаются долговечностью. Те же, которые быстро гибнут, быстро и растут, как, например, смоковничное и гранатовое деревья, слива, яблоня, груша, мирт, ива».
Большинство растений растет со скоростью 0,005 миллиметра в минуту, что составляет около 0,7 сантиметра в сутки. Скорость роста цветоносной стрелки гиацинта нередко превышает три сантиметра в сутки. Такой взрыв роста возможен благодаря интенсивному использованию в период цветения накопленных в луковицах питательных веществ.
В Мьянме (бывшей Бирме) растет представитель семейства бобовых амхерстия благородная (Amherstia nobi- lis) - одно из самых декоративных растений мира, названное «королевой цветущих деревьев». На фоне ее темнозеленой листвы очень красиво выглядят крупные 30-сантиметровые соцветия, состоящие из двух десятков ярких крупных цветков. Из-за высокой декоративности амхерстию нередко культивируют в тропиках. Листья ее всего за несколько дней достигают метровой длины.
Еще более быстрыми темпами растет бамбук. Так, например, побеги этого растения увеличиваются за минуту на 0,6 миллиметра, за час - на 3,6 сантиметра, за сутки - на 86,4. Бывает так, что за одну ночь на пустом месте появляется молодая бамбуковая роща высотой по колено. Анекдотичный случай произошел с неким охотником, расположившимся на ночлег в бамбуковых посадках. Перед сном он повесил свою шляпу на соседнее растение, а утром никак не мог ее достать. Константин Паустовский в повести «Бросок на юг» писал:
«Побеги бамбука проламывали мостовые. За одну ночь они вытягивались на метр, а то и больше».
Почему же между отдельными видами растений существует такая значительная разница в темпах роста? Может быть, у быстрорастущих особей клетки интенсивнее делятся? Оказалось, дело не в этом (как правило, в течение суток каждая клетка зоны роста удваивается как у быстрорастущих, так и у медленнорастущих видов), а в необычайно большой длине зоны роста. Так, например, у медленнорастущих растений в росте участвует лишь кончик стебля длиной всего 0,6 сантиметра, в то время как у бамбука задействован иногда 60-сантиметровый участок стебля.

Следует уточнить, что у бамбука, как и у всех других злаков, участок роста располагается не в одном месте, а в нижней части каждого междоузлия. Благодаря этому стебель растения достигает своей окончательной величины (30 метров) за несколько месяцев, тогда как многим деревьям для достижения той же цели понадобилось бы несколько десятков лет.
Очень быстро растет и эвкалипт. За семь лет его семя превращается в дерево высотой 19 метров и окружностью ствола 1,5 метра. О высоте этих гигантов говорилось в разделе «Много ли воды испаряют растения?».

Еще один представитель быстрорастущих деревьев - альбиция серповидная из семейства мимозовых (Albizzia

falcataria). Ее ближайшая родственница альбиция молуккская (A. moluccana) всего за год достигает высоты пять-шесть метров, а в возрасте шести лет - 25 метров при толщине ствола на уровне человеческого роста 20-25 сантиметров.
Настоящий рекордист по темпам роста - гриб диктио- фора, о котором мы говорили в разделе «Лесные и морские фонари».
Для наблюдений за скоростью роста растений обычно используют особые приборы - ауксанометры. Простейший ауксанометр представляет собой крепкую соломинку, закрепленную на вертикально ориентированной доске. Булавка служит осью, вокруг которой она поворачивается. Длинный конец соломинки движется вдоль шкалы, начерченной на бумаге, а короткий закрепляется на верхушке быстрорастущего растения при помощи мягкой нитки. Если в комнате достаточно тепло и почва хорошо увлажнена, то через некоторое время можно увидеть, что соломинка передвигается вдоль шкалы, а это указывает на наличие роста.
Ученые используют более совершенные ауксанометры, позволяющие измерить рост растений в течение непродолжительного промежутка времени. Особенно чувствительные приборы сконструированы индийским физиологом растений Джагдишем Чандрой Босом. Они фиксируют изменения в росте растений за несколько минут.

Рост растений Растения, как и все живые организмы, способны расти и развиваться. Но, в отличие от многих животных, растение растет всю свою жизнь. Посмотрите на старое, почти сухое дерево – весной на нем кое-где появляются молодые побеги, зеленые листья и его рост продолжается. Прекращается рост – растение умирает.

Рост – это увеличение размеров, объема и массы как целого организма, так и отдельных его частей. То есть рост – это количественные изменения в организме. Он обусловлен делением и ростом клеток. Еще одна особенность растений – они растут на одном месте. Поэтому им необходим прирост всех частей, чтобы охватить максимальное жизненное пространство.

Рост растений может быть непрерывным и периодическим. При непрерывном росте, характерном для большинства наших однолетних растений и многих тропических видов, размеры организма или отдельных его частей увеличиваются постоянно.

При периодическом росте ростовые процессы чередуются с периодами покоя, когда рост растения временно прекращается. У растений холодного и умеренного климатов приостановка ростовых процессов связана с сокращением продолжительности светового периода суток и наступлением зимы.

Реакцию растений на продолжительность светового периода суток называют фотопериодизмом (от греч. фотос и периодос – чередование). От этой реакции зависит время наступления цветения и плодоношения растений. У тропических растений периодические приостановки роста обусловлены наступлением засушливого сезона.

Как вы помните, в зависимости от места расположения образовательной ткани различают верхушечный и вставочный типы роста органов. В толщину (поперечный рост) органы растут за счет боковой образовательной ткани (камбия).

Скорость и продолжительность роста регулируется фитогормонами, которые, перемещаясь по растению, ускоряют или тормозят рост определенных его участков. Это явление позволяет человеку управлять процессами роста растений. Вспомните, как, отщепив верхушку главного корня, можно усилить образование боковых и дополнительных корней. Вы также знаете, что обрезанием части ветвей кроны дерева можно добиться пробуждения и роста спящих почек. Эти методы часто используют в садоводстве и парковом хозяйстве, а удалением соцветий табака достигают усиления роста листьев, служащих сырьем для табачной промышленности.

Развитие растений. Мы часто говорим, что растение растет и развивается. Развитие растений тесно связано с их ростом, но это не одно и то же. Развитие – это качественные изменения, последовательно происходящие в организме и его отдельных частях на протяжении жизни. Примером развития служит образование цветка. Отдельные его части также растут, но в целом его появление – новое качественное состояние всего организма. Поэтому цветение – показатель определенного этапа развития растения.

Все преобразования, которые происходят в организме от момента образования зиготы до окончания жизни, называют индивидуальным развитием. В индивидуальном развитии семенных растений выделяют зародышевый и послезародышевый периоды. Зародышевый период начинается от образования зиготы и продолжается до момента прорастания семени, после чего наступает послезародышевый период. Он включает этапы проростка, молодости, зрелости и старости.

Этап проростка длится от момента прорастания до формирования первых зеленых листьев. В это время проросток питается за счет запасных питательных веществ семени.

Этап молодости – период жизни от появления первых зеленых листьев до начала цветения. В это время усиленно растут и формируются все вегетативные органы растения. Молодое растение, в отличие от проростка, питается за счет фотосинтеза.

Дальнейшее развитие одно–, дву– и многолетних растений происходит по–разному. Однолетние растения на протяжении года полностью завершают рост, цветут, образуют семена и плоды и отмирают. Время их молодости непродолжительно (укроп, горох, огурцы): уже через 30–40 дней после прорастания они образуют цветки и вскоре плодоносят. У двулетних растений (капусты, моркови) на первом году жизни развиваются только корни и листья. На следующий год они образуют цветоносный побег, семена и плоды и после этого отмирают.

Многолетние травы могут цвести и плодоносить на протяжении нескольких лет, но все их надземные части ежегодно отмирают (например, ландыш, пырей, хрен).

Деревянистые многолетние деревья и кустарники (например, яблоня, дуб, крыжовник, лесной орех, смородина) достигают своих максимальных размеров через десятки, а то и сотни лет, а первое цветение и плодоношение у них наступает только через год, иногда через несколько лет после прорастания. Они плодоносят на протяжении многих лет.

Этап зрелости длится от начала первого цветения до прекращения размножения с помощью семян. Со временем даже растения с продолжительным периодом жизни прекращают образование генеративных органов. Вы, наверное, замечали, как старые плодовые деревья цветут все реже и все реже образуют плоды. Новые побеги на них почти не возникают, старые – усыхают и отмирают. В стволах старых деревьев часто образуются отверстия – дупла. Это происходит в результате подгнивания и отмирания участков древесины.

У ребенка все вокруг вызывает интерес. Почему небо голубое, а море - соленое? Каждый день "почемучки" заставляют нас думать, как просто объяснить сложное. В этой статье мы расскажем о том, как растет цветок, для детей: поэтапно и понятно.

Немного о растениях и цветах

Представим клумбу, на которой цветут розы. Говоря о розах, мы часто называем цветком все растение целиком: и стебли, и листья, и бутоны. Хотя это не совсем верно.

Роза - это цветок, а вот куст, с которого мы ее срезали - растение. Мы поймем, как растет цветок, если перед этим поговорим о самом растении.

Семечко попадает в почву

Все начинается с семян. Семена разных растений сильно отличаются друг от друга. Например, семена дуба - это желуди, семена вишни - косточки внутри ее ягод, а крошечные семена мака мы часто видим на выпечке. Обычно семена маленькие, но среди них встречаются и такие гиганты, как кокос.

Семена по-разному ищут себе новый дом: кто-то летит к нему, подхваченный ветром, кто-то плывет по воде. Многим растениям путешествовать по миру помогают птицы и звери. Семена разных растений приживаются в разных местах, но всем нужна вода и тепло, чтобы взойти.

Образование корней

Семечко, попавшее в подходящую ему почву, выпускает корни. С этого момента они будут выполнять множество важных задач, поддерживая жизнь растения.

Корни растут вниз. Обычно они похожи на крону деревьев, перевернутую вверх ногами, но корни разных растений (а также одинаковых, растущих в непохожих условиях) отличаются.

Корни вытягивают из почвы растворенные в ней газы, воду, органические и минеральные вещества - то есть все, что заменяет растению пищу. Корни могут вывести наружу вредные вещества и сохранить в себе полезные. И, конечно, корни прочно закрепляют растение в земле, не позволяя сильному ветру и потокам воды уничтожить его.

Корни - самая важная часть растения. Пока они здоровы и остаются в земле, растение не погибнет. Сорванные ветви и стебли, цветы и листья обязательно вырастут вновь.

Появление ростка

После того, как корни выпущены, проклевывается первый побег. Он пробивает семечко, как цыпленок - яичную скорлупку, и тянется вверх сквозь землю, чтобы увидеть солнце.

Пройдет немного времени - и росток покажется на поверхности, где мы сможем его увидеть. С этого момента мы можем называть его всходом. Тонкий стебелек с парой листьев будет развиваться до взрослого растения. Для этого ему необходимы солнце, вода и воздух, а также питательные вещества, которые корни берут в почве.

Потребности у растений отличаются. Кто-то нуждается в тепле и ярком солнце, а кто-то чувствует себя хорошо в тени и прохладе. Некоторым растениям нужно много воды, некоторым - меньше. В правильных условиях всходы вытягиваются и разрастаются. Вместе с видимой частью растения развиваются и корни.

Зрелость, цветение и круг жизни

Приходит время, и на взрослом растении появляются цветы. Это происходит, когда растение накапливает достаточно сил, чтобы произвести уже собственные семена.

На стебле растения появляется почка, сперва похожая на обычный свернутый листок. Она развивается до бутона. Когда бутон раскрывается, мы наконец-то видим цветок.

Насекомые переносят пыльцу с одного цветка на другой. Этот процесс называется опылением, и после его удачного завершения растение дает новые семена.

Семена разносит по округе ветер, вода или животные, и все начинается сначала. Это круг жизни, который проходят растения.

Изменение растений в течение жизни

Li.oua X

Колошение

Фенологические спектры. Кущение. Выход в трубку.

Фенология. Фенологические фазы (фенофазы).

1. Что изучает фенология?

2. Назовите основные фенологические фазы растений умеренного пояса.

3. Почему у хлебных злаков выделяют большое число фенологических фаз?

4. Что представляют собой подфазы кущения и выхода в трубку у хлебных

5. Как влияют климат местности и погода на сроки наступления и длитель­ность фенологических фаз? Приведите примеры.

Вспомните!Дерево, кустарник, кустарничек. Покровные ткани. Пустыни. Эфемеры.

Однако почечные кольца хорошо видны лишт на сравнительно молодых тонких ветвях. На более старых, по мере утолщения их стеблей и слущивгния наружных слоев покрсвной ткани, почечные ко 1ьца становятся трудноразличимы­ми и постепенно совсем исчезают.

Рис. 81. Редкие охраняемые деревья 1 - тис" ягодный; 2 - мамонтово дерево

Возраст старых толстых вет­вей приходится определять уже дру­гим способом - по числу годичных колец древесины на спила:: стеблей.

Возраст деревьев. Возраст деревьев также определяют по чис­лу годичных колец древесины на спи­ле ствола. Таким способом было уста­новлено, что деревья дуба живут 1300 лет, лиственницы - 600 лет, клена остролистного - 200 лет, ря­бины обыкновенной - 80 лет. Одна­ко эти™ способом можно определить юзраст спиленных, т. е. погибших деревьев, и поэтому такой способ непригоден для редких охраняемых видов, например тисса ягодного, мамонтова дерева (рис. 81), сосны долговечной.

У охраняемых деревьев специ­альным буром высверливают до центра стволов тоненькие, толщи­ной с карандаш, цилиндрики древе­сины и подсчитывают на них годич­ные кольца. Это не причиняет дере­ву большого вреда. Таким образом удается и дерево сохранить и опре­делить его возраст. Оказалось, что тисс ягодный живет 1800 лет, а рас­тущее в Северной Америке мамон­тово дерево и сосна долговечная - 4000-4600 лет. Такие старые деревья начали свою жизнь еще во времена строительства пирамид в Египте и заселения Европы первобытными племенами.

По ширине годичных колец а;ревесины у деревьев-долгожите­лей ученые восстановили картины изменения климата на Земле за по-

следние 3-4 тыс. лет. Дело в том, что ширина годичных колец древесины определяется условиями погоды: во влажные и теплые годы образуются широкие кольца, в сухие и холодные - узкие. Строение древесины, таким образом, отражает колебания погоды и климата. Недаром еще в XIX в. у лесо­водов появи лась поговорка: «Дерево - это летопись природы».

Длительность жизни кустарников и кустарничков. Кустарники име­ют не один ствол, а множество стволиков, каждый живет 5-15 лет (это можно установить и по числу почечных колец, и по спилам стволиков). Стволики постепенно сменяют друг друга. Чтобы определить возраст кус­тарника, например орешника-лещины, надо подсчитать общее число ство­ликов и установить, сколько их возникает (и отмирает) за один год. Поде­лив первое число на второе и умножив полученный результат на длитель­ность жизни одного стволика, получим общую длительность жизни кустарника. Оказалось, что кустарники по долговечности соперничают с деревьями. Орешник, например, живет 120-200 лет.

Еще сложнее установить возраст у кустарничков: черники (рис. 82), голубики, багульника болотного. Используя способ подсчета почечных ко­лец, можно определить, что отдельные кус гики черники живут 15-25 лет. Под землей кустики связаны друг с другом длинными корневищами. По ме­ре отмирания старых кустико» их сменяют новые молодые. Одно растение

Рис. 82. Растения черники с подземными частями

черники представляет собой мно­жество кустиков, связанных друг с другом длинными ветвящимися корневищами. Возраст черники мо­жно определить, если подсчитать число кустиков, образованных за всю жизнь растения. Для этого не­обходимо тщательно раскопать подземные части. Ученые установи­ли, что черника живет 100 и более лет, т. е. ее возраст вполне сопоста­вим с возрастом кустарников и де­ревьев.

Как долго живут травы. Все

знают, что травы бывают однолет­ние, двулетние и многолетние. Одно­летние травы, например рожь, ук­роп, дикая редька успевают за один год вырасти из семян, зацвести и дать зрелые семена. Среди одно­летников есть виды эфемеров, вся жизнь которых проходит за три- четыре недели. В средней России к эфемерам относятся мышехвостник маленький, крупка весенняя, рогоглавик серповидный (рис. 83).

Двулетние травы, такие, как морковь, лопух паутинистый, в первый год жизни образуют только вегетативные побеги и нак шливают в подзем­ных частях запасные вещества. Цветут и плодоносят двулетники только на втором году жизни. После обсеменения двулетники отмирают.

Преобладающее большинство лесных, лул овых и болотных трав - многолетники. После прорастания из семени первый раз они зацветают лишь на 3-10 год жизни. Затем цветут, как правило, ежегодно. Осенью у них от мирают надземные части побегов, а приземные и подземные несут поч­ки, из которых весной отрастают новые надземные побеги.

Как долго живут многолетние травы? Можно ли определить их воз­раст? Ответить на эти вопросы непросто по двум причинам. Во-первых, у многолетних трав их подземные части не сохраняются целиком, а посте­пенно отмирают и разрушаются. Во-вторых, для многолетних трав, в отли­чие от деревьев, нет единого способа для определения возраста. Длитель­ность жизни травянистых многолетников определяют по-разному. Напри­мер, у ковылей, шучки, белоуса и других плотнодерновинных растений
измеряют диаметр дерновин. Ежегодно дерновины увеличиваются в диа­метре примерно на 0,3-0,5 см. Стало быть, растение щучки с дерновиной диаметром 30 см имеет возраст около 60 лет.

У короткокорневлщных лесных папоротников, например щитовника мужского, кочедыжника женского, подсчитывают число запасающих че- шуй на корневищах. Эти чешуи представляют собой основания отмерших листьев. Ежегодно у папоротников развертывается обычно по 5-7 листьев. Если разделить общее число чешуй корневища на семь, получим пример­ный возраст растения. Оказалось, что щитовник мужской живет 40-50 лет, а кочедыжник женский - 60-70 лет. Таким образом многолетние травы живут десятки лет. Ученые установ] ели, что тимофеевка луговая, душистый колосок, овсяница луговая, полевица тонкая живут 5-15 лет, борщевик сибирский, колокольчик рапунцелевидный - 5-10, одуванчик - 10-20, а бе­лоус - 30-50, ковыль - 60-80 лет. К сожалению, определить длительность жизни удается далеко не у всех трав.