Удивительный мир растений

Удивительный мир растений

Значение растительного мира в жизни человека и животных

ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

Хранение цветов

Помидоры

Грибы

Ядовитые растения

Яблоневый сад

Крушина

Ягодные растения

Статьи

Статьи на разные темы

 

 

 

 

Загадки роста клеток

Растение не только состоит, но и строится из клеток. Клетки, в свою очередь, не только создают органы, входя в состав строительных материалов организма - тканей, но и сами в качестве микроскопических органов выполняют определенные функции.

Рост растений в основном происходит за счет деления и растяжения клеток по мере поглощения ими поступающей из корней воды. Но в определенных участках, таких, как точка роста развивающихся стеблей и корней, рост растения идет за счет увеличения числа клеток в результате их деления (митоза).

Митоз можно увидеть в клетках кончика корней семян лука в оптическом микроскопе. Если применить замедленную киносъемку, то потом на экране за 1-2 минуты мы увидим таинственное движение хромосом - митоз клетки.

Одним из первых, кто увидел, как делятся клетки, был русский зоолог А. О. Ковалевский. Это были клетки развивающихся зародышей животных. Ученый отметил исчезновение ядерных очертаний и появление на их месте кучки зернышек, расходящихся по двум дочерним клеткам. Потом, через несколько десятилетий, в делящихся клетках был обнаружен хромосомный механизм и описан митоз. Нас отделяет от этого исторического этапа столетие. Но следует сказать, что в познании механизма митоза, выяснении способа его осуществления наука продвинулась мало.

Перед делением клетки в ядре происходит накопление хромосомного материала. Его количество удваивается. Каждая хромосома синтезирует себе копию. Затем длинные нити хромосом спирализуются, ядерная оболочка растворяется и нити становятся видны в микроскоп. Каким образом осуществляется спирализация хромосом, остается загадкой. Хромосомы выстраиваются в центре клетки, постепенно расходясь к ее полюсам.

В конечной фазе митоза после того, как удвоившиеся хромосомы разделяются, создав два ядра, цитоплазма делится перегородкой пополам. При этом образуются две дочерние клетки. В зависимости от вида растений митоз длится от 30 минут до двух часов. Эта удивительная способность клетки размножаться делением надвое - одна из основных характеристик клеточной организации живых организмов. Клетка существует не только потому, что фактически она - сложнейшая химическая фабрика переработки сырья внешней околоклеточной среды, продукция которой аккумулируется самой же клеткой. Клетка как главная единица живых организмов существует также и потому, что обладает уникальным свойством воспроизводить себя, превращаться в две дочерние клетки-близнецы.

Точки роста стеблей и корней - меристемы - состоят из клеток с разной частотой деления, резко различающихся своими особенностями и реакцией на внешние условия. Интересно, что корни и побеги способны к длительному росту. Это связано с активностью меристем. Их роль заключается не только в том, чтобы образовывать новые клетки, но и в том, чтобы сохранять способность к размножению клеток во время роста растения. Сами меристемы мало меняются, пока не произойдет переход побегов к заложению органов цветения.

Центр роста растений - меристема верхушки побега

Рис.1. Центр роста растений - меристема верхушки побега.

Меристемы могут длительное время существовать благодаря тому, что в них содержатся две отличающиеся друг от друга группы клеток, не связанные между собой единой системой. В корне и побеге клетки размножаются в принципе одинаково. Есть небольшая группа клеток, называемых инициальнымии. Применительно к корню эта группа получила название "покоящегося центра", а применительно к стеблю - "меристемы ожидания". Упомянутые клетки делятся в течение большого периода жизни, иногда - нескольких лет. Но они делятся реже по сравнению с типичными клетками.

Уменьшение числа клеточных делений за счет выделения особых групп редко делящихся клеток имеет большое значение в жизни растений. Таким путем ограничивается количество хромосомных нарушений, которые могут возникать случайно или при неблагоприятных условиях. Изменения хромосом влекут появление дефектных клеток с нарушенным ядерным аппаратом. Клетки "покоящегося центра" и "меристемы ожидания" делятся редко. Поэтому они более устойчивы, и вероятность хромосомных нарушений здесь мала.

Основная масса размножающихся клеток меристем делится в четыре-пять раз чаще инициальных. Они быстрее начинают расти и за более короткое время достигают своей окончательной формы.

Почти 100 лет назад немецкий физиолог Юлиус Сакс выделил три стадии роста каждого органа растения. На первой стадии, часто называемой эмбрионльной, в точках роста закладывается зачаток органа, который затем первично разделяется на отдельные ткани, на второй стадии, так называемой стадии растяжения, этот зачаток начинает быстро расти и достигает окончательной формы и размера. Наконец, на третьей стадии, именуемой стадией дифференциации, окончательно формируются клетки отдельных органов.

Выводы Сакса отражают характерную особенность роста клеток растения - существование растяжения, которого нет у животных.

Внешне этот процесс выражается в увеличении объема клетки, обусловленном необратимым ростом клеточной стенки. В результате вода поступает в центральную вакуоль, которая в растягивающихся клетках занимает большую часть пространства. Подобное увеличение возможно еще и потому, что первичные клеточные стенки обладают растяжимостью.

Исследованиями доказано, что, помимо перечисленных процессов, в растении на стадии растяжения образуются новые органеллы, а также увеличивается количество белка в клетке. Но все-таки основной процесс - это накопление такого количества воды, которого не может быть при росте клеток животных. Значит, стадия растяжения свойственна только растительным клеткам.

Клетка за короткое время увеличивается в 10-50 раз. Быстрое распускание почек весной - это и есть клеточное растяжение. Завершив рост, одинаковые клетки далее развиваются разными путями, приобретают "профессию" - специализацию и после этого становятся дифференцированными.

Надо сказать, что специализация клеток, или дифференцировка, имеет огромное значение в развитии растений. Так, в верхушечной меристеме побегов после специализации клетки образуются зачатки листьев, почек и цветков. Из камбиальных клеток корня - внутренней меристемы - формируются  ситовидные трубки и трахеи, то есть создается транспортная система растения. Особенность дифференцировки заключается в том, что она возможна в генетически однородных, так называемых тотипотентных клетках. Увы, до сих пор остается загадкой сам механизм дифференцировки клеток.

Таким образом, меристема поставляет не только клетки для построения тканей. Она, по-видимому, служит еще и источником стимулов, вызывающих дифференцировку клеток. Опыты показали, что одним из таких стимулов для образования новых тканей и органов растений являются фитогормоны - вещества-регуляторы, перемещающиеся из одной части растения в другую.

Познакомившись с особенностями строения и роста растительных клеток, мы убедились, что рост и развитие растений во многом зависят от окружающей среды. Об этом и пойдет речь в следующей главе.


Смотрите также:
Рост растений и большой период роста
Взаимосвязь роста и развития растения
Образовательные ткани и размножение клеток
Размножение георгин делением корнеклубней

 


главная

назад

вперёд

 



Своевременная перевозка грузов в Россию от профессионалов - ООО "Стрелой".

главная

назад

вперёд

 

http://www.valleyflora.ru/
Rambler's Top100