Индивидуальное развитие растений

Процесс развития растений, как и рост, относится к числу важнейших проявлений жизни. Под развити­ем растений понимают качественные изменения струк­тур и функций, возникающие в процесс е онтогенеза. Жизненный цикл растения начинается с первого де­ления зиготы и продолжается до полного отмирания достигшего предельного возраста организма.

Процесс индивидуального развития древесных растений сложен и длителен, поэтому его изучение относится к одной из самых запутанных проблем фи­зиологии. Рост и развитие дерева изначально связаны с избирательной активностью определенных генов, с их экспрессией, контролируемой гормонами. Эти гены находятся в эмбриональных клетках и до определен­ного срока неактивны.

На рост и развитие древесных растений огромное влияние оказывают как внутренние условия (количе­ство и качество метаболитов, фитогормонов, ингибито­ров, фитохромов и др.), так и внешние (температура, влага, свет, аэрация и плодородие почвы).

По ходу онтогенеза важнейшие физиологические процессы меняются, иногда существенно, как и реак­ция деревьев на ведущие факторы внешней среды. В связи с этим отмечаются довольно отчетливые пос­ледовательные этапы развития древесных пород, которые характеризуются специфическими функцио­нальными, структурными и экологическими признака­ми. Выяснение основных процессов и условий внешней среды при прохождении индивидуального развития древесных растений имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение, в частности:

• для разработки лесохозяйственных мероприя­тий, направленных на ускоренное выращивание поса­дочного материала;

• улучшение естественного и искусственного во­зобновления леса, роста молодняков;

• формирование лесных экосистем в целом;

• принятие решения о рубках главного пользова­ния.

Этапы индивидуального развития древесных рас­тений представляют собой генетически детерминиро­ванные качественные изменения функций и процес­сов новообразования элементов структуры при про­хождении ими жизненного цикла, начиная с первого деления зиготы и кончая полным отмиранием дерева, достигшего преклонного возраста.

Онтогенез древесных растений делят на восемь этапов с указанием для каждого наиболее характерных процессов и условий среды, определяющих их опти­мальное протекание (таблица).

На первом эмбриональном этапе развития дерева, продолжающемся от момента двойного оплодотворения яйцеклетки до начала прорастания зародыша, наиболее важными процессами являются рост пыль­цевой трубки, развитие эндосперма и проводящей системы зародыша. Рост пыльцевой трубки тесно свя­зан с наличием необходимого пластического материа­ла столбика и специфических веществ в нем, опреде­ляющих направление трубки (хемотропизм). Важную роль в этом процессе играет наличие в тканях столби­ка и семяпочки достаточного количества бора, кальция и других минеральных элементов. При формировании зародыша резко активируется общий обмен веществ: нуклеиновый, белковый, углеводный, липидный и т. п.

В самом процессе половой дифференциации, в особенности хвойных растений, важное значение при­дается физиологически активным веществам. Доказано, что появление мужских цветочных примордий связано с высоким содержанием гиббереллинов, а женс­ких с низким их содержанием, но высоким - аукси­нов. Отсюда возникла возможность регулировать цветение древесных растений за счет введения экзоген­ных стимуляторов роста и использования бора и каль­ция. Существенное значение на данном этапе имеет и фотопериод.