§ 22. Рост и развитие растений

Определения и обозначения

Рост растения — необратимое увеличение его размеров и массы. Например, стебель становится длиннее, а корень — массивнее; эти перемены сохраняются и связаны с увеличением организма. Временное набухание после поглощения воды не считают ростом: оно может исчезнуть, когда вода испарится, и не означает образования новых клеток.

Развитие растения — последовательные качественные изменения организма на протяжении жизни. К ним относятся появление новых органов, взросление и переход к размножению. Это понятие помогает описать не только то, насколько растение стало больше, но и какие важные этапы оно прошло.

Образовательная ткань — ткань, клетки которой делятся и образуют новые клетки. Благодаря этому растут органы и увеличивается число клеток растения. Понятие помогает понять, откуда берутся новые части растения и почему его рост происходит в определённых местах.

Период покоя — время, когда рост растения резко замедляется или временно прекращается. Так бывает, например, зимой, когда условия становятся неблагоприятными. Покой помогает растению переждать сложный сезон; он не означает, что растение погибло.

Как это устроено

Рост начинается с деления клеток образовательной ткани: одна клетка образует новые, и клеток в растущем органе становится больше. Затем многие клетки увеличиваются в размерах, поэтому орган удлиняется или утолщается. Одного деления недостаточно, чтобы объяснить всё увеличение растения: важен и последующий рост самих клеток.

Место расположения образовательной ткани определяет, в каком направлении растёт орган. Верхушечная ткань находится на концах корней и побегов, поэтому образование новых клеток там удлиняет их. Боковая ткань расположена по бокам стебля и корня: её работа увеличивает толщину органов, а не только их высоту.

Развитие охватывает весь жизненный цикл растения, то есть его жизнь от начала до образования потомства. Сначала семя прорастает, затем формируются корень и побег, растение взрослеет и может размножаться. В результате появляются новые семена, из которых при подходящих условиях вырастают растения следующего поколения.

На рост и развитие влияют условия среды: свет, тепло, вода и минеральные вещества. Свет нужен растению для образования питательных веществ, а вода и минеральные вещества поступают из почвы и участвуют в жизненных процессах. При недостатке нужных условий клеткам сложнее делиться и увеличиваться, поэтому рост замедляется, а развитие может идти медленнее.

У многолетних растений рост меняется вместе с сезонами. В тёплое время при достатке света и воды образуются новые побеги и листья. Осенью и зимой условия часто ухудшаются, поэтому растение переходит к периоду покоя; когда условия становятся подходящими, активный рост возобновляется.

Чем рост растения отличается от его развития

Сначала посмотрите, что именно изменилось: величина или масса указывают на рост, а новые качества и этапы жизни — на развитие. Иногда оба процесса идут одновременно, например растение увеличивается и образует цветки. В таком случае один факт может показывать рост, а другой — развитие.

Разбор задач

Растение стало выше и образовало больше листьев

За лето растение стало выше и образовало больше листьев. Нужно определить, какие из этих изменений относятся к росту. Рассуждаем по признаку роста: это количественное увеличение размеров и массы растения.

1. Отмечаем, что высота увеличилась: побег стал длиннее.
2. Сравниваем число листьев: оно тоже количественно изменилось, листьев стало больше.
3. Оба наблюдения указывают на увеличение растения и числа его частей.

Ответ: увеличение высоты и числа листьев относится к росту. Образование листьев также может быть частью развития, если рассматривается как появление новых органов, но в условии спрашивают именно о количественных изменениях.

Сравнение проростка и цветущего взрослого растения

Нужно сравнить проросток и взрослое растение, которое зацвело, и найти признаки развития. Сравнение показывает не только разницу в размерах, но и то, что растения находятся на разных этапах жизненного цикла. Поэтому важно искать качественные перемены и появление новых органов.

1. У проростка уже есть начальные органы, например корень и побег.
2. У взрослого растения появились цветки — органы, связанные с размножением.
3. Переход от проростка к цветущему растению показывает последовательность этапов жизни.

Ответ: появление цветков и переход растения к размножению говорят о развитии. Разница в размерах тоже может быть связана с ростом, но сама по себе она не объясняет качественный переход к новому этапу.

Комнатное растение зимой почти не растёт

Зимой комнатное растение почти перестало расти, а весной образовало новые побеги. Нужно объяснить, почему скорость роста изменилась. Учитываем, что даже в комнате растения могут ощущать сезонные изменения света и температуры.

1. Зимой света обычно меньше, а температура может быть ниже, чем в период активного роста.
2. При недостатке подходящих условий деление и увеличение клеток замедляются.
3. Весной света и тепла становится больше, поэтому рост может возобновиться.

Ответ: зимой рост растения замедлился из-за сезонных условий, а весной возобновился при улучшении условий среды. Это похоже на период покоя, хотя у комнатного растения его выраженность зависит от вида и условий содержания.

Типичные ошибки

Ошибка — считать рост и развитие одним и тем же. Так думают, потому что оба процесса происходят одновременно, но рост означает количественные перемены, а развитие — качественные. Проверьте себя: если растение стало выше — это рост, если оно зацвело — это развитие.

Ошибка — считать, что растение растёт только вверх. Так кажется, потому что высоту легко заметить, однако органы могут увеличиваться и в толщину. Проверьте направление изменения: верхушечная ткань способствует росту в длину, боковая — в толщину.

Ошибка — думать, что зимой все растения погибают. Её допускают, когда надземные части перестают расти или опадают листья, но замедление роста не равно гибели. Проверьте, продолжается ли жизнь растения: у многих видов весной рост возобновляется.

Ошибка — полагать, что для роста достаточно одного света. Свет важен, но растениям также нужны вода, тепло и минеральные вещества. Проверьте, учтены ли все условия среды: недостаток любого из них может замедлить рост.

Связь с другими темами

Чтобы понять рост и развитие, нужно знать, что растения состоят из клеток и имеют органы, например корень и побег. Органы выполняют разные функции, а их изменение можно наблюдать по мере взросления растения. Эти знания помогают отличить увеличение органа от появления нового этапа жизни.

Тема связана с изучением тканей растений. Образовательная ткань обеспечивает образование новых клеток, а её расположение помогает объяснить рост органов в длину и толщину. Поэтому знание о тканях раскрывает причины изменений, а не только их внешние признаки.

Понимание роста и развития пригодится при изучении размножения растений и их жизненных циклов. Оно также помогает объяснить приспособление растений к смене сезонов: активный рост может сменяться покоем. Так отдельные этапы жизни складываются в целостную картину существования растения.

Что запомнить

• Рост — количественное увеличение размеров и массы растения.
• Развитие — последовательность качественных изменений растения.
• Новые клетки образуются благодаря делению клеток образовательной ткани.
• Верхушечная образовательная ткань обеспечивает рост в длину.
• Боковая образовательная ткань обеспечивает рост в толщину.
• Скорость роста и развития зависит от условий среды.
• У многих растений активный рост сменяется периодом покоя.