Зависимость роста и развития растений от условий окружающей среды

Развитие организма у различных растений происходит неодинаково даже у представителей одного и того же вида. Это во многом зависит от условий, в которых произрастает растение.

Проявление свойств растений, их рост и развитие зависят от условий окружающей среды.

Например, семена могут прорастать и нормально развиваться только при наличии в почве достаточного количества влаги. Поедание животными верхушек побегов вызывает ускорение бокового ветвления, а иногда и потерю деревом одноствольной формы. Споровые растения не могут осуществлять половое размножение, если нет капельно-жидкой воды. Фотосинтез идет только при достаточно ярком свете и у большинства видов только в теплое время года.

Ритмы развития растений

Живя в условиях регулярной смены дня и ночи, времен года, растения наряду с другими живыми организмами приобрели в процессе эволюции удивительное внутреннее свойство — периодичность различных процессов: роста, развития и др.

Особенно широко в растительном мире распространены суточные ритмы. Ученые установили, что суточные ритмы у растительного организма представлены чередованием активного и замедленного (даже покоящегося) состояния процессов жизнедеятельности. Например, суточный ритм деления клеток в образовательных тканях: деление клеток активнее происходи в светлое время суток и медленнее — в ночное.

Таким же внутренним суточным ритмом характеризуются многие процессы: фотосинтез, дыхание, испарение, открывание и закрывание цветков, выделение нектара, передвижение веществ по проводящим сосудам и др.

Суточная периодичность этих процессов у растений обусловлена регулярными изменениями факторов среды (освещенности, температуры, влажности воздуха и других), вызванными движением Земли и сменой дня и ночи.

Наряду с суточной наблюдается и сезонная периодичность. Она обусловлена сменой времен года на Земле. У растений она проявляется также в чередовании периодов активного протекания процессов жизнедеятельности и периодов покоя. Причем неблагоприятные периоды растение переживает обычно в состоянии покоя.

Сезонные ритмы у растений проявляются, например, в образовании годичных приростков побегов, годичных колец стволов, отмирании и возобновлении побегов у трав, в достижении максимума активности роста в летнее время, в активном сокодвижении весной, в прекращении роста осенью, состоянии покоя зимой.

Суточные и сезонные ритмы активности жизненных процессов сохраняются у растений и при перенесении их в другие условия. Это указывает на то, что такая периодичность является внутренним, наследственным свойством организма.

Благодаря суточным и сезонным ритмам растения хорошо приспособлены к климатическим особенностям тех мест, где живут, и потому они мало зависят от случайных погодных колебаний.

Но не только от сезонных и суточных ритмов, обусловленных вращением нашей планеты вокруг своей оси и Солнца, зависят рост и развитие растений. Растения живут в условиях окружающей среды, которые неодинаковы в разных местах и в разные годы. Эти условия как экологические факторы среды заметно влияют на рост и развитие растений.

Влияние экологических факторов на растения. Среди абиотических факторов наибольшее влияние оказывает свет. Интенсивность освещения (яркость), качество световых лучей, продолжительность и периодичность освещения обусловливают ускорение или задержку роста и развития растения. В густом лесу, где интенсивность света невелика, деревья совершенно лишены боковых ветвей на значительном протяжении ствола. У них зеленые листья раскрываются лишь на ветвях, хорошо освещенных солнечным светом, т. е. на самом верху кроны. У того же растения, выросшего на хорошо освещенном месте, ствол густо покрыт ветвями почти от его основания. Сильные односторонние ветры также изменяют форму кроны, придавая ей флагообразный вид.

Кроны бука, выросшие на опушке (слева) и в лесу
Кроны бука, выросшие на опушке (слева) и в лесу
Флагообразная форма кроны дерева
Флагообразная форма кроны дерева

На росте растений благотворно сказываются высокое содержание в почве минеральных веществ, особенно азота. Однако высокое содержание азота, которое обеспечивает быстрый рост растения, сильно задерживает его развитие и снижает семенную продуктивность.

Кроме абиотических факторов на рост растений значительно влияние оказывают и биотические факторы. К ним можно отнести влияние животных, питающихся соками растений, тканями листьев, стеблей, корней, почек. Это заметно снижает интенсивность роста и развития растения. Многие животные переносят пыльцу с цветка на цветок, т. е. осуществляют перекрестное опыление растений. Поедая плоды и семена, они распространяют их по земной поверхности. Активно питаясь растениями, животные удобряют почву, что благоприятно сказывается на росте и развитии других растений.

Большое влияние на рост и развитие растений оказывают антропогенные факторы. Так, применяя особые ростовые вещества, человек вызывает ускорение роста стеблей или листьев; давая разнообразные подкормки, ускоряет развитие и плодоношение растений. Загрязняя почву, воздух, грунтовые воды, человек отрицательно влияет на жизнедеятельность растений. Но, охраняя растения, удобряя почву, уничтожая вредителей, он оказывает полезное виляние на рост и развитие растений. Обрезая побеги, удаляя боковые или верхушечные почки, человек по своему усмотрению создает у растения особую форму кроны, добивается быстрого роста в длину или заставляет растение быть карликовым. Например, японские бонсаи («растения на подносе») не выше 40-60 см, хотя их возраст нередко достигает 100-120 лет.

Японский бонсай
Японский бонсай

Совокупность абиотических, биотических и антропогенных экологических факторов создает ту окружающую среду, в которой произрастают растения на нашей планете.

Рост и развитие растения зависят от экологических факторов окружающей среды. Суточная и сезонная периодичность выработались в ходе эволюции растений как приспособление к ритмам Земли.