Иногда это кажется чудом: крошечное семя начинает прорастать, и появляется величественное растение. Размер семян гигантской секвойи (Sequoiadendron giganteum) составляет всего несколько миллиметров, но взрослые деревья могут достигать высоты до 90 метров и жить более 2000 лет. Другие растения тоже спешат: некоторые виды бамбука вырастают до 50 сантиметров в день. Но как на самом деле растут растения?
Семя растения состоит из проростка (эмбриона), который окружен особенно богатой питательными веществами питательной тканью и семенной оболочкой. У покрытых растений (цветковых) она заключена в специальном корпусе, образованном плодолистиками, - завязи. Семена голожаберников, таких как саговники, гинкго и хвойные, созревают свободно. В случае споровых растений (например, грибов, папоротников или мхов) развитие растения начинается не с многоклеточного семени, а с одноклеточной споры.
Три основных органа растения - корень, стебель и лист - можно увидеть уже в зародыше семенного растения. Листья зародыша называются семядолями. У двудольных (dicotyledons) они присутствуют по двое, у однодольных (однодольных) в единственном числе. Как и в случае нормального листа, семядоли сидят на оси, так называемом зародышевом стебле (гипокотиле), на концах которого находятся системы для образования корня, а затем оси побега.
Весной при достаточном количестве влаги каштан начинает прорастать
В этом состоянии зародыш растения находится в состоянии покоя. Прорастание обычно вызывается водой или влагой в почве. Клетки спермы впитывают воду, объем спермы увеличивается и она начинает набухать. В конце концов семенная кожура разрывается, зародышевый стебель с корневой системой выходит из семени и прорастает в главный и первичный корень. Проросток получает воду через образующиеся впоследствии боковые и вторичные корни, а также поглощает растворенные в нем питательные соли и активные вещества. Через короткое время побеги начинают прорастать и развиваться в основной побег, в узлах которого образуются зеленые листья. В их подмышках развиваются почки, которые перерастают в боковые ветви.
Корень
В то время как стебель растения обычно зеленый и растет к свету, корень бледный и проникает в почву. Листья, характерные для оси побега, полностью отсутствуют на корне. Таким образом, настоящие корни можно отличить от корневидных побегов, побегов и корневищ по их безлистности, которые обычно имеют бледные чешуйчатые листья или прикрепления которых все еще различимы. Корень, который выходит из зародыша, называется главным корнем. От этого развиваются боковые корни, которые в свою очередь могут разветвляться и которые вместе с главным корнем образуют корневую систему растения.
Рассада перца за короткое время развила корневую сеть
Корни не только закрепляют растение в почве и снабжают его водой и минеральными веществами, но и хранят запасные вещества. Именно поэтому они часто становятся толстыми и мясистыми. У хрена это происходит в виде стержневого корня, а у моркови - так называемой репы. У георгинов есть запасающие корни, которые утолщены, но функция которых все же узнаваема. О клубне говорят, когда корень набухает, но уже не образует боковых корней. Их можно найти, например, в чистотеле и орхидее. Съедобные клубни картофеля, с другой стороны, представляют собой клубни, образованные осью побега.
Ось выстрела
Ось побега является носителем листьев, служит для транспорта веществ между листьями и корнем и хранит запасные вещества. Растение растет, образуя новые клетки на своей верхушке. Как уже заложено у рассады растения, она развивается в основной побег, растущий к свету. Главный побег растения делится на узлы (узлы) и участки между узлами, так называемые междоузлия. Когда междоузлия начинают растягиваться, они заставляют растение расти в длину. Узлы содержат ткань, способную к делению, из которой могут развиваться боковые побеги или листья. Если междоузлия бокового побега вытягиваются, его называют длинным побегом. В случае коротких побегов междоузлия остаются соответственно короткими. На них часто образуются цветы, например, на фруктовых деревьях.
Продольный разрез растительного конуса под микроскопом
Растение растет в длину на конце оси побега. Там, в вегетационном конусе (вершине), находится способная к делению ткань, которая в течение вегетационного периода развивается дальше и удлиняет побег вверх - короче: растение растет. Если бы ось побега удлинялась в области корня, можно было бы привязать свежепосаженное дерево к колышку - в какой-то момент дерево просто выдернуло бы его из земли.
Растение формирует новые клетки в верхней части вегетационного конуса, клетки внизу дифференцируются и выполняют разные функции. Внутри оси побега находится сосудистая ткань с сосудистыми пучками для транспорта воды и питательных веществ, снаружи укрепляющая и закрывающая ткань обеспечивает надежную фиксацию растения. В зависимости от растения ось побега принимает разные формы. Стебель однолетнего растения представляет собой травянистый стебель, отмирающий еще осенью. Если побег утолщается и одревесневает, его называют стволом. Лук, с другой стороны, является подземным запасающим органом оси побега, а корневища - горизонтально растущими запасающими побегами.
Через много лет толстый ствол развивается из тонкой оси побега через вторичное утолщение древесного растения
Лист
Семядоли, которые обычно имеют очень короткую продолжительность жизни, почти всегда намного проще, чем настоящие листья, которые обычно делятся на листовые пластинки, стиль листа и основание листа. В зеленых листьях происходит фотосинтез, из отростков которого растение снабжает себя органическими веществами. Кроме того, они способны поглощать углекислый газ из воздуха и выделять кислород через устьица на нижней стороне листа. Листья развиваются как боковые образования оси побега и располагаются в определенном положении листа в зависимости от семейства растений. Такое расположение и форма листа, наряду с цветком, являются важными признаками при идентификации растения.
Фотосинтез происходит в зеленых листьях растения
Как и в случае оси корня и побега, в листе происходят многочисленные трансформации. Колючие листья барбариса, например, имеют твердую форму, а у бобовых есть усики, с помощью которых растения взбираются на опоры для лазания. Листья могут быть утолщены, сморщены или покрыты волосками для защиты от чрезмерного испарения. Природа создала здесь множество форм приспособления. У многих растений листья выполняют свою функцию только в течение одного вегетационного периода и опадают осенью. Растения, листья которых остаются зелеными даже зимой, называются вечнозелеными. Но эти «вечнозеленые» листья тоже имеют ограниченный срок жизни и постепенно заменяются растением новыми.
Цветы и фрукты
Начинают раскрываться бутоны
После того как первичный побег и боковые ветви достигают определенного возраста, они перестают расти в длину и часто образуют цветки. Цветки содержат половые органы растений, которые состоят из тычинок с пыльцевыми зернами и плодолистиков с семязачатками. Если их оплодотворить, снова образуются семена с зародышами растений. Цветок, содержащий как тычинки, так и плодолистики, полный (гермафродит). Если в цветке образуются только тычинки или плодолистики, его называют однополым. При этом есть растения с мужскими цветками и растения с женскими цветками. Если оба находятся на одном растении, то это однодомное (например, лесной орех), если они распределены на двух разных растениях, говорят о двудомных растениях (например, ива).
Схема цветка: зеленые чашелистики и цветные лепестки образуют околоцветник, тычинки (желтые) и завязь, образованная из плодолистиков, образуют репродуктивные органы
Плод - это не что иное, как цветок в состоянии созревания семян. В зависимости от того, как развивается женский орган цветка после оплодотворения, различают одиночные и сборные плоды. Отдельные плоды появляются из одной завязи, о кумулятивном плоде говорят, когда в цветке присутствует несколько завязей, из которых образуются плоды. Совокупный плод может выглядеть как один плод, но полностью отделяться. Хорошо известным примером агрегированного фрукта является клубника.
Облиственный побег и более или менее богато разветвленная корневая система образуют основные функциональные органы растения. Этой достаточно простой базовой структуры, фотосинтеза и других биохимических процессов достаточно, чтобы растение из крошечного семечка превратилось в могучее существо - маленькое чудо природы.
Знания о растениях в подкасте
Вы когда-нибудь задумывались, почему растения всегда растут вверх, а не в стороны, по кривой или дико перепутаны? Ответ на этот вопрос не так прост, потому что он связан с гравитацией, движением растений и земным ядром. Звучит захватывающе? Тогда послушайте наш новый выпуск подкаста «Люди зеленого города - зеленые и умные» с Кариной Динсер-Неннштиль. Редактор My Beautiful Garden кратко, компактно и доступно объясняет, как растения знают, где верх, а где низ, и это тоже Висячие растения на самом деле растут вверх и что происходит, когда вы сажаете семена в землю вверх ногами. Слушайте сейчас!