Жизненный цикл бобового растения

Строение семени. Мы начнем с рассмотрения семени обычного растения. Оно представляет собой «пакетик», содержащий зародыш растения, развитие которого приостановилось на определенной стадии, и необходимый ему запас питательных веществ (рис.

19.10). Кожура семени плотно облегает зародыш, образуя защитную оболочку. Сняв эту оболочку, можно увидеть, что семя состоит из двух половинок, двух сильно утолщенных листоподобных придатков-семядолей. Между ними расположена крошечная ось зародыша, которая, развиваясь, образует первичный корень и главный побег, а также зачаток листьев, из которого образуется первая пара настоящих листьев. Ввиду наличия у бобовых двух семядолей их относят к группе цветковых растений, называемой двудольными. Семядоли у бобовых крупные, так как они содержат питательные вещества, необходимые зародышу. В семенах многих других растений (таких, например, как кукуруза, рис. 19.16) питательные вещества отделены от зародыша.
Сухие семена бобовых, поступающие в продажу, представляют собой крайне обезвоженные живые организмы и в этом покоящемся состоянии кажутся неживыми. Однако при наличии необходимых условий они выходят из состояния покоя и прорастают, т.е. начинают расти, постепенно превращаясь в новое фотосинтезирующее бобовое растение.
Прорастание. Для нормального прорастания семени необходимо сочетание определенных внешних условий. Первым таким условием является наличие воды. Как известно, прорастание высаживаемых семян фасоли и гороха можно ускорить, если предварительно замочить их на ночь в воде. Семенам необходима также подходящая температура и нужен кислород для дыхания, поскольку для построения структур нового организма они используют энергию запасных питательных веществ, извлекаемую в процессе дыхания.
Рост корня. Прорастание семени бобовых начинается с заметного увеличения первичного корня проростка.
На кончике корня расположен корневой чехлик, представляющий собой колпачок из клеток, закрывающий растущий кончик корня и защищающий его от повреждения грубыми частицами почвы (рис. 19.11). Наружные клетки корневого чехлика по мере продвижения корня вглубь почвы отмирают. Внутри корневого чехлика находится апикальная (т.е. верхушечная) меристема- область активно делящихся клеток, из которой образуются новые клетки как корневого чехлика, так и самого корня. Сразу над апикальной меристемой расположена зона растяжения, в которой вновь образовавшиеся клетки вытягиваются в длину и проталкивают корневой чехлик и апикальную меристему



сквозь почву. Так происходит рост корня. За зоной растяжения следует зона дифференцировки, где клетки, достигшие окончательных размеров, начинают специализироваться по структуре и функции. Некоторые наружные клетки этой зоны образуют тонкие выросты, называемые корневыми волосками, с помощью которых корень закрепляется среди частиц почвы. На продольном срезе растущего кончика корня видны клетки, находящиеся на разных стадиях развития: у самого кончика корня находятся молодые делящиеся клетки апикальной меристемы, а за ними следуют все более старые, все более длинные и дифференцированные клетки (рис. 19.11).
После образования у проростка бобовых первичного корня он начинает ветвиться; новые ветви растут очень быстро и в свою очередь дают ветви. При этом всякий раз происходит последовательность событий, описанная выше, т. е. деление, растяжение и дифференцировка клеток. За несколько недель у нового растения образуется широко разветвленная корневая система мочковатого типа (рис.

19.12).


Рост надземной части растения. После того как у проростка сформировалась корневая система, у него начинается образование надземной части, т.е. побега. Апикальная меристема побега лежит между двумя крошечными первыми настоящими листьями. Характер роста побега в основном сходен с ростом корня: клетки апикальной меристемы делятся, у верхушки побега они продолжают оставаться меристематическими, а чем ближе к основанию растения, тем они сильнее удлиняются и в конце концов превращаются в специализированные клетки.



В отличие от кончика растущего корня у верхушки побега нет чехлика; другое ее отличие от кончика корня состоит в том, что она образует листья.

При закладке в меристематической ткани клеток, образующих новый лист, в месте сочленения черешка листа и стебля остаются группы меристематиче- ских клеток, которые носят название пазушной меристемы, а также пазушной, или боковой, почки (рис. 19.13). При определенных условиях состояние покоя этих клеток нарушается, и они дают начало новой верхушке побега, который растет и образует ветку со своими собственными листьями. Развитие листа начинается с появления листового зачатка-тоненького столбика меристема- тических клеток, которые делятся, увеличиваются в размерах и дифференцируются, образуя новый лист. Характер процессов в листовом зачатке определяет конечную форму листа. У растения фасоли первая пара настоящих листьев-это простые листья с цельной листовой пластинкой, тогда как листья, образующиеся позднее, сложные и их листовая пластинка разделена на несколько частей (см. рис. 19.14).

Рис. 19.15. Цветок фасоли очень похож на изображенный здесь цветок душистого горошка, только лепестки у него не такие крупные и броские. 1епестки полностью прикрывают тычинки и пестик. А. Общий вид цветка. Б. Вид цветка сбоку; некоторые части удалены, чтобы обнажить тычинки и пестик. В. Завязь и семязачатки развиваются соответственно в боб (плод) и семена.

Последующее развитие. В течение какого-то времени меристема побега образует лишь растущий стебель и новые листья. Однако со временем баланс гормонов в растении изменяется, после чего из меристемы побега начинается образование цветков.
У бобовых растений лепестки цветка окружают и полностью закрывают тычинки и пестик, так что их цветки обычно самоопыляются (рис. 19.15). У основания пестика находится несколько семязачатков, и в каждом из них образуются зародыш и эндосперм. Со временем питательные вещества эндосперма поглощаются семядолями, и в зрелом семени нет четко выраженного эндосперма.
По мере развития зародыша происходит также рост окружающей его стенки семязачатка, которая в конечном итоге превращается в семенную кожуру. Разрастающаяся вокруг них завязь образует плод.
После созревания семян боб становится сухим и лопается, и семена высыпаются наружу. Теперь растение вступает в завершающую фазу своей жизни. Новые изменения в соотношении гормонов приводят к полному прекращению метаболизма и у растения наступает «запрограммированная смерть». Его остатки разлагаются, а их отдельные компоненты вновь вступают в круговорот питательных веществ и, возможно, используются потомками растения. 

Еще по теме Жизненный цикл бобового растения:

1. 20.1.2.3. Ленточные черви, проходящие в организме человека весь жизненный цикл
2. 20.1.2.1. Ленточные черви, жизненный цикл которых связан с водной средой
3. 2.4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СУЩЕСТВОВАНИЯ КЛЕТКИ ВО ВРЕМЕНИ 2.4.1. Жизненный цикл клетки
4. НОВЫЕ ДАННЫЕ О МЕХАНИЗМЕ ФИКСАЦИИ АТМОСФЕРНОГО АЗОТА В КЛУБЕНЬКАХ БОБОВЫХ РАСТЕНИЙ [31]
5. ФИКСАЦИЯ АТМОСФЕРНОГО АЗОТА IN VITRO ФЕРМЕНТНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ, ВЫДЕЛЕННЫМИ ИЗ КЛУБЕНЬКОВ БОБОВЫХ И ИЗ НЕИНФИЦИРОВАННЫХ БАКТЕРИЯМИ ВЫСШИХ РАСТЕНИ
6. ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ У СПОРОВЫХ РАСТЕНИЙ
7. Жизненные формы растений. 
8. 3 Растения в жизненном пространств
9. ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ РАСТЕНИЙ В БОТАНИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОМ АСПЕКТЕ
10. ГЛАВА X ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ РАСТЕНИЙ
11. Разнообразие динамических процессов в популяциях растений разных жизненных форм
12. Вредители бобовых
13. ЗЕРНОВЫЕ И БОБОВЫЕ КУЛЬТУРЫ
14. ЦИКЛ УГЛЕРОДА
15. ПОЛОВОЙ цикл
16. ПОЛОВОЙ цикл