Одновременно с ростом
растений происходит и их
развитие. Индивидуальное развитие растений (онтогенез)
длится от образования зиготы до смерти растения. Период развития от
зиготы до
формирования зародыша (эмбриогенез)
имеет большое значение для
понимания путей эволюции растительного мира и родственных связей между
видами и является объектом изучения эмбриологии. Поэтому часто, говоря
о развитии растения, подразумевают его развитие начиная от прорастания
семени. В процессе своего индивидуального развития (в последнем
понимании) растения проходят ряд периодов (этапов):
Латентный
период - состояние покоящегося семени.
Период
всходов, или проростков,
- когда растение питается как
веществами, находящимися в семени, так и самостоятельно.
Период
молодого растения, или ювенильный, -
когда растения полностью
обеспечивают себя питательными веществами. Этот период продолжается до
цветения.
Период
взрослого растения (матурный, или дефинитивный).
На этом этапе
развития растение способно цвести и плодоносить.
Период
старости (сенильный). Растение перестает цвести и
плодоносить,
чахнет и отмирает.
Переход от одного этапа развития к другому сопровождается
физиологическими и биохимическими изменениями в организме. Только после
того, как эти изменения совершатся, у растений развивается новый орган.
Происходит органогенез.
Таким образом, процесс индивидуального развития
следует определить как совокупность последовательных физиологических,
биохимических и морфологических преобразований, происходящих в
растительном организме в продолжении его жизни.
Большой вклад в изучение развития растений внесли советские и
зарубежные ученые (Н. А. Максимов, В. И. Разумов, М. Х. Чайлахян, Ф. М.
Куперман, П. Клебс, Г. А. Гарнер и др.). Они установили, что весь
жизненный цикл растений, его развитие состоит из отдельных
разнокачественных этапов - стадий развития. Сейчас точно известно, что
на первых этапах развития растению необходимы определенные температуры
(яровизация).
Только после воздействия определенных для каждого вида
(сорта) температур в клетках происходят изменения, приводящие к
формированию цветков. Так, у хлопчатника яровизация происходит при +20
... +25°С, а у озимой пшеницы
- при 0 ... +5°С. Однако
растение не
зацветет, если оно в дальнейшем не подвергнется определенному
воздействию света (явление фотопериодизма). Существенное значение имеет
установление факта, что именно листу принадлежит решающая роль в
восприятии фотопериодических условий. Именно в листе происходит
образование веществ, которые влияют на цветение растений. Одни растения
зацветают только на коротком, 10-12-часовом дне, другие - только на
длинном дне. Было установлено, что все растения можно разделить на две
группы: растения короткого
дня и растения длинного
дня. Для развития
семян большое значение имеет качество света. Указанные
явления
объясняются условиями исторического развития предков данных видов
(сортов) растений. Растения различных географических широт
приспособились к определенной температуре, продолжительности и
периодичности солнечного освещения.
Накопленный материал по изучению формирования и развития органов в
различных условиях (различные температура, свет, питание, влажность)
позволил ученым разработать метод
биологического контроля за ходом
развития сельскохозяйственных растений и своевременным влиянием на
повышение урожая. Так, если во время формирования цветков и соцветий
создать для растений наиболее благоприятные условия питания и
освещенности, можно добиться увеличения числа колосков и цветков в
соцветиях злаков. Контроль за развитием конуса нарастания позволяет
определить жизнеспособность озимых после перезимовки и путем
соответственных агротехнических приемов улучшить их состояние и,
следовательно, повысить урожай.
Человек может влиять различными способами на ход индивидуального
развития растений. Действуя на набухшее семя различными температурами,
можно изменять некоторые качества будущего растения. Известно, что
путем закаливания семян можно повысить холодостойкость растений. В
других случаях, воздействуя на семена очень низкими для данного вида
температурами, можно вызвать цветение растений на несколько лет раньше
обычных сроков (персик и пионы зацветают на второй год, а не на
четвертый).
При вегетативном размножении растений
следует учитывать, что органы и
части растений не равнозначны в зависимости от их местоположения.
Органы и части растения, расположенные ближе к основанию стебля, по
возрасту более старые, но по развитию более молодые; верхушечныe органы
и части растения по возрасту более молодые, но по развитию являются
более старыми. Почки в разных участках стебля также разнокачественны.
Поэтому если взять два черенка с одного и того же растения, но один -
из верхней его части, а другой - у основания стебля, то скорее зацветет
черенок, который был взят в верхней части стебля.
За долгий период существования предки каждого вида подвергались
различным внешним воздействиям. В процессе приспособления к ним у
растений менялись как внешний облик, так и внутренние процессы в
организме. В процессе индивидуального развития растение повторяет
основные этапы развития своих предков (филогенез). Это
может
проявляться наглядно и скрыто. Например, первые листья проростков
настурции имеют лопастную форму, а не щитовидную; первые листья
некоторых цитрусовых сложные, нередуцированные до одной пластинки; у
лиственницы проростки в течение нескольких лет остаются вечнозелеными;
у солянок семена лучше прорастают на незасоленных почвах и т. д. Знание
особенностей филогенеза помогает в работе по селекции, интродукции и
акклиматизации растений.
Индивидуальное развитие растений (жизненный цикл)
у каждого вида имеет
различную продолжительность. Одни виды заканчивают свой жизненный цикл
за один вегетационный период (однолетники),
другие образуют семена
только на второй год жизни (двулетники),
третьи зацветают и начинают
плодоносить на 3-5-й год жизни (многолетники).
Если растения цветут и плодоносят всего один раз в жизни, их называют монокарпиками.
К этой группе растений следует отнести однолетние
растения (пастушья сумка, василек посевной, птичья гречиха, лебеда,
лен, овес, пшеница, астры, настурция и др.), двулетние растения
(морковь, капуста белокочанная, петрушка, репа, свекла, царский
скипетр, мокрица, наперстянка и др.) и некоторые многолетние (агава,
бамбук, ферула).
Большинство многолетних растений цветет и плодоносит много раз
(поликарпики,
или поликарпические
растения). Это деревья, кустарники,
многолетние травы.