Рост и движения растений

Основные закономерности роста

Понятие роста

Рост — одно из основных свойств живой материи. Нам, привыкшим с детства к этому слову, кажется, что это очень простое понятие. Даже само название организма «растение» происходит в русском языке от глагола расти. Что же такое рост? Стремление дать определение этому понятию вызывало многочисленные дискуссии, поэтому и сегодня в учебных пособиях встречаются различные определения.

Говоря о росте, мы, прежде всего, подразумеваем, что это увеличение высоты стебля или растения, диаметра или объема органа, его сухой или сырой массы, числа клеток. Однако рост не всегда сопровождается увеличением размеров и массы растения. Например, в процессе прорастания семена теряют до 50% сухого вещества. У злаков в период формирования генеративных органов масса сухого вещества не только нс увеличивается, но иногда даже снижается.

С другой стороны, не всякое увеличение размеров свидетельствует о росте. Так, объем кусочков клубня картофеля, корнеплода моркови или свеклы после погружения их в воду быстро увеличивается, но это не рост, а набухание.

Поскольку каждое научное определение должно отражать суть возможно большего числа родственных явлений, то наиболее универсальным, т. е. охватывающим все случаи роста, является, по нашему мнению, определение, данное Д. А. Сабининым: «Рост — это процесс новообразования элементов структуры организма».

Элементами структуры организма являются органы, клетки, органеллы и, наконец, макромолекулы. Преимущество такого определения очевидно. Во-первых, оно показывает, что рост происходит на разных уровнях: субклеточном, клеточном, органном и организменном, т. е. можно говорить о новообразовании органелл, клеток, органов, росте организма и даже популяции. Во-вторых, это определение подчеркивает, что рост как процесс не прерывается в течение жизни растения, но меняются лишь его формы.

Одновременно с новообразованием элементов структуры в растении совершается противоположный процесс — деструкция, разрушение. Так, в процессе образования сосудов в соответствующих клетках постепенно разрушаются протопласты и поперечные клеточные стенки. В ходе обра;

• 1 См.: Сабинин Д. А. Физиология развития растений. М.: Изд-во АН СССР, 1963.
• 1

зования бокового корня происходит разрушение сформированных ранее клеток первичной коры главного корня.

В результате существует два понятия: истинный и видимый рост. Истинный рост — это новообразование структур; видимый — эго баланс новообразования и деструкции. Скорость роста различна у разных органов, зависит от вида растения и регулируется внешними и внутренними факторами.

Для осуществления роста нужны строительные материалы и вещества, регулирующие этот процесс. В качестве строительных материалов используются питательные вещества, поступающие в клетку извне, а также находящиеся в ней запасные вещества. Даже хлоропласту, единственной автотрофной органелле, для построения мембран и стромы необходимы вода, углекислый газ, азот и другие элементы. Следовательно, рост всегда сопряжен с транспортом веществ на короткие или длинные расстояния.

Однако прямой связи между скоростью фотосинтеза и скоростью роста нет. В жизни растения максимальная скорость фотосинтеза приходится на более ранний период, чем максимальная скорость роста. В наиболее благоприятных для фотосинтеза условиях рост может быть замедлен. На открытых хорошо освещенных местах растения обычно невысокие, а в тени, где фотосинтез замедлен, растения того же вида выше. С другой стороны, избыток продуктов фотосинтеза может откладываться в запас. Следовательно, хотя фотосинтез как процесс образования органического вещества и является предпосылкой для роста, сам рост не есть просто функция фотосинтеза.

Второе условие роста растений — наличие специальных веществ-регуляторов. Ими являются гормоны, витамины и другие вещества. На рис. 7.1 показано, как влияют разные соотношения гормонов (ИУК и кинетина) в питательной среде на рост: в первой пробирке идет беспорядочное деление и увеличение числа клеток, во второй — растут корни, в третьей — побеги, в четвертой — нет видимого роста. Подробно гормоны будут рассматриваться дальше (см. параграф 7.2).^[1]

Рис. 7.1. Влияние соотношения гормонов (ИУК и кинетина) в питательной среде на рост^1.

• [1] Либберт Э. Физиология растений. М.: Мир, 1976. С. 460.