50. Индивидуальное развитие растений

Определения и обозначения

Индивидуальное развитие растения, или онтогенез, — последовательные изменения растения от его зарождения до конца жизни. Это понятие охватывает и начало роста, и взрослое состояние, и старение. Оно помогает проследить жизнь одного растения целиком, а не только отдельный её этап.

Прорастание семени — начало развития нового растения, при котором зародыш выходит из состояния покоя и начинает расти. Состояние покоя похоже на паузу: зародыш жив, но почти не растёт. Понятие прорастания нужно, чтобы отличать первые изменения семени от последующего роста уже появившегося растения.

Проросток — молодое растение, развившееся из зародыша семени и имеющее первые органы. К ним относятся появившиеся части корня и побега; позднее развиваются листья. Это слово помогает назвать растение в начальный период, когда оно уже не просто семя, но ещё не взрослое.

Вегетационный период — время, в течение которого растение растёт и развивается. Его продолжительность у разных растений неодинакова и зависит также от условий жизни. Термин нужен, чтобы говорить о периоде активного роста, который может не совпадать со всей продолжительностью жизни растения.

Как это устроено

Развитие нового растения обычно начинается с семени, потому что внутри семени уже находится зародыш — будущие корень и побег в начальном виде. Семенная оболочка защищает его, пока условия неблагоприятны. Когда появляется достаточно влаги и подходящее тепло, зародыш получает возможность продолжить развитие. Поэтому семя служит началом нового растения, а не просто запасом питательных веществ.

Для прорастания нужны подходящие условия, иначе зародыш не сможет нормально расти. Вода помогает семени набухнуть и запускает процессы, необходимые для развития; тепло влияет на то, насколько успешно идут эти процессы. Первым обычно появляется корешок: он растёт вниз, закрепляет проросток и помогает получать воду. Затем развивается побег, который растёт вверх; на нём появляются первые листья.

По мере роста проросток образует новые органы, потому что молодому растению нужно получать воду и питательные вещества, а также использовать свет. Корень помогает закрепиться и снабжает растение водой, а побег выносит листья к свету. Постепенно органы увеличиваются и становятся развитыми. Так проросток превращается во взрослое растение, которое способно к цветению и образованию семян.

У многих растений после цветения формируются плоды и семена. Цветок участвует в размножении, а семена содержат зародыши новых растений; плод у многих видов защищает семена и помогает им распространяться. Поэтому появление семян связывает жизнь взрослого растения с развитием следующего поколения. Однако образование семян не означает, что каждое растение сразу погибает: его дальнейшая жизнь зависит от вида.

С возрастом рост и образование новых органов замедляются, потому что растение постепенно проходит разные этапы жизни. Изменения становятся заметны по ослаблению роста и старению частей растения. В конце жизненного пути растение погибает, и его индивидуальное развитие завершается. У разных растений весь путь занимает разное время, а условия могут влиять на скорость развития.

Основные этапы индивидуального развития растения

Читайте таблицу сверху вниз: этапы расположены в обычном порядке развития растения. Сравнивайте, что происходит на каждом этапе и по каким заметным признакам его можно узнать. У отдельных видов сроки и некоторые особенности могут отличаться, но общая последовательность помогает представить жизненный путь растения.

Разбор задач

Задача 1. Ученик положил семена фасоли на влажную вату. Какое изменение можно считать началом прорастания и какой орган обычно появляется первым? Чтобы ответить, нужно отличить сам факт увлажнения от начала роста зародыша. Затем следует вспомнить порядок появления первых органов. Рассмотрим условие по шагам.

1. Влажная вата даёт семени воду, но одно только помещение семени на вату ещё не показывает, что оно проросло.
2. Начало прорастания заметно, когда зародыш начинает расти и из семени появляется его часть.
3. Первым обычно появляется корешок; позднее развивается побег.

Ответ: началом прорастания считают появление части зародыша из семени; первым обычно появляется корешок. Если семя только лежит на влажной вате и видимых изменений нет, прорастание ещё не стало заметным.

Задача 2. На рисунках показаны семя с появившимся корешком, проросток с первыми листьями и цветущее растение. Расположите изображения по порядку развития. В условии названы признаки, по которым можно определить этап каждого изображения. Нужно расположить их от самого раннего к более позднему, а не просто сравнить размер растений. Так получается последовательность развития.

1. Семя с появившимся корешком показывает начало прорастания, поэтому ставим его первым.
2. Проросток с первыми листьями уже прошёл начальный этап и образовал новые органы, значит, он идёт вторым.
3. Цветущее растение достигло взрослого состояния и располагается после проростка.

Ответ: сначала семя с корешком, затем проросток с первыми листьями, потом цветущее растение. Такой порядок показывает переход от начала развития к взрослому растению.

Задача 3. У двух групп семян одинаковые вода и тепло, но одну группу поместили в сухое место. Объясните, почему семена развиваются по-разному, и назовите условие, которого не хватает. Нужно сравнить условия групп и найти то, которое различается. Затем можно связать это различие с тем, что требуется семени для прорастания.

1. В обеих группах есть тепло, поэтому оно не объясняет различие в развитии.
2. Первая группа получает воду, а семена в сухом месте её не получают.
3. Без воды семенам не хватает одного из необходимых условий, поэтому их прорастание задерживается или не начинается.

Ответ: семена развиваются по-разному из-за недостатка воды в сухом месте. Для прорастания не хватает влаги; одинакового тепла недостаточно.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что развитие начинается только после появления листьев. Так можно подумать, потому что листья хорошо заметны, а зародыш внутри семени увидеть сложнее. Но развитие начинается раньше — с зародыша и его роста при прорастании. Проверь себя: если семя уже выпускает корешок, развитие началось, хотя листьев ещё нет.

Ошибка: путать прорастание с ростом взрослого растения. Оба процесса связаны с ростом, поэтому названия легко смешать. Прорастание — только начальный этап, когда зародыш начинает развиваться из семени, а рост продолжается и после появления проростка. Проверь себя вопросом: семя уже дало начало молодому растению или речь идёт о последующем увеличении растения?

Ошибка: считать, что все растения зацветают в одном возрасте. Такое впечатление может возникнуть, если наблюдать только за растениями одного вида или выращивать их в похожих условиях. На самом деле сроки зависят от вида и условий жизни, поэтому единого возраста для цветения нет. Проверь себя: сравниваешь ли ты растения одного вида и учитываешь ли условия их роста?

Ошибка: думать, что образование семян всегда сразу завершает жизнь растения. Это неверно, хотя появление семян действительно связано с размножением. У многих растений жизнь после этого продолжается, а сроки и число циклов цветения различаются. Проверь себя: не переносишь ли ты особенность одного растения на все остальные?

Связь с другими темами

Чтобы понять развитие растения, нужно знать, что семя содержит зародыш, а у растения есть корень, побег, листья, цветок и плод. Эти знания помогают распознавать, какие органы появляются и изменяются на разных этапах. Тема связана с размножением: образование семян даёт начало новым растениям. Последовательность этапов пригодится при изучении жизненных циклов растений и условий их выращивания, например при наблюдении за прорастанием семян.

Что запомнить

• Индивидуальное развитие — это изменения растения на протяжении всей его жизни.
• Новое растение обычно развивается из зародыша, находящегося в семени.
• При прорастании семени первым обычно появляется корешок.
• Проросток растёт и постепенно становится взрослым растением.
• У многих растений цветение сменяется образованием плодов и семян.
• Растение стареет и в конце жизни погибает.