Рост растений

Найт не ограничился этим опытом и решил доказать, что сила тяжести и центробежная сила равноценны в смысле их воздействия на рост растений. Во втором опыте Найт скомбинировал действие центробежной силы с силой тяжести. Он опять поместил сосуды с семенами на окружности колеса, но само колесо расположил не вертикально, а горизонтально. Колесо приводилось в движение при помощи часового механизма.

Оказалось, что направление роста стеблей  и корней в этом случае зависело от скорости вращения колеса. При очень  малой скорости вращения проростки  росли почти так же, как без  вращения. При очень большой скорости проростки ложились в плоскости  колеса, т.е. и корень, и стебель  росли в горизонтальной плоскости, но первый рос от центра колеса, а  второй к центру. При средней скорости направление роста было промежуточным.

Так было доказано, что явления, называемые теперь положительным  и отрицательным геотропизмом, обусловлены  не какими-то внутренними «жизненными  силами» растительного организма, а силой земного притяжения. 

Рассмотрим  стебель (caulis), осевая часть побега растений, состоящая из узлов и междоузлий. Растёт в длину за счёт верхушечной (в конусе нарастания) и вставочных, или интеркалярных, меристем. Несёт на себе листья, почки и органы спороношения, у покрытосеменных — цветки. Выполняет главным образом опорную (механич.) и проводящие функции, обеспечивая благоприятное для фотосинтеза расположение листьев и двустороннее перемещение веществ (от корней к листьям, от листьев к др. органам). Иногда функционирует как запасающий орган (клубни, стебли кактусов), служит для прикрепления к опоре (с помощью усиков), размножения (корневища, столоны), защиты (колючки). Анатомич. строение молодого стебля представлено эпидермой, первичной корой и центр, осевым цилиндром (стелой). В толщину стебель растёт за счёт камбия (большинство двудольных, голосеменные) или меристемы в области перицикла (нек-рые древесные однодольные, напр. драцена). Многолетние стебель (напр., стволы и ветви деревьев) имеют вторичное строение: корка, луб, камбий, древесина с кольцами годичных приростов. В эволюции стебель возник из совокупности теломов первых наземных листостебельных растений — риниевых. У древесных растений стебель называется стволом. Стеблеподобные образования встречаются у некоторых крупных водорослей (бурых, зелёных).

Рассмотрим  верхушечный рост стебля. Рост стебля растений – это наиболее значимое явление в их существовании.

Можно определить, где  происходит интенсивный рост стебля. Для этого чернилами наносятся черточки на равном расстоянии вдоль всего стебля любого двудольного растения – картофеля, фасоли, гороха. Когда стебель растет, черточки окажутся на большем расстоянии у верхушки, так как именно в этом месте клетки быстро делятся и каждая из них увеличивается.  
Что кается быстроты роста, то в благоприятных условиях, то есть при нормальной температуре и при достаточном питании травянистое растение прибавляет в росте за сутки около 1 см в весеннее время. 
Самая большая скорость роста стебля у тропического дерева – эвкалипта. Молодой саженец Эвкалипта вырастает за 5 лет более, чем на 10 м. В Австралии –родине этих гигантов - много эвкалиптов высотой около 150 м. Для сравнения это в 4 раза выше самой высокой ели и в 5 раз – березы. 
Интересно, что рост растений можно контролировать. В том случае, если удаляется верхушка побега, то боковые почки дадут начало множеству боковых побегов, которые быстро увеличиваются в длину. Начало весны – это время, когда начинают проводить обрезку кустарников и деревьев, к примеру, винограда. Эта процедура дает возможность кустарнику стать ветвистым и густым, так как появляется множество боковых побегов. Такую же цель преследуют при обрезке деревьев на аллеях и улицах. В это же время обрезают плодовые деревья в садах. Например, при активном росте груши в высоту, срезают концы верхушечных побегов, образуется большее число боковых побегов, и рост дерева в высоту замедляется. В том случае, если вырастет слишком много ветвей, и они будут отбрасывать тень друг на друга, то некоторые побеги, растущие по направлению к стволу дерева, тоже срезают. Также к правилам проведения обрезки относят удаление истонченных, поврежденных и сухих побегов, причем необходимо срезать побеги у места прикрепления к стволу дерева. 
Чтобы добиться ускоренного роста растений, надо обеспечить их необходимым теплом и водой, распределив теплолюбивые растения в теплице или парнике и хорошо их поливая. Если нужно, наоборот, замедлить рост растений, то охлаждают помещение, где они находятся либо уменьшают объем воды при поливе. На практике это достигается просто – несколько приподнимают в парниках рамы. Если поместить растение в тень, то и рост его затормозится, на свету, наоборот, резко ускорится. Таким образом, для нормальной жизнедеятельности растений, надо обеспечить им благоприятные условия для их развития и роста. 

Теперь  рассмотрим Рост стебля деревьев.

Рост стебля деревьев осуществляется и в толщину, и в длину. Ежегодно становятся толще ствол и ветви дерева. Это можно объяснить тем, что с потеплением весной и в летний период происходит деление клеток камбия, причем их количество увеличивается очень быстро. Распределяются клетки таким образом: снаружи из камбия появляются молодые клетки луба, а внутри – клетки древесины.

Вышеописанным способом ежегодно утолщаются слои коры и древесины и становятся все  массивнее. К примеру, древний вековой  дуб в обхвате может достигать 20 метров, а отдельные деревья  вида эвкалипта еще больше – до 30 метров. Представить себе такие размеры можно, если вообразить трех лошадей со всадниками в таком дупле.

Как определить возраст дерева? Очень просто, нужно присмотреться к спилу дерева. В древесине просматривается много слоев, это так называемые годичные кольца. Постоянно, кроме зимнего периода, посредством деления из клеток камбия образуются новые клетки, которые интенсивно растут и формируют очередное кольцо древесины дерева.

В весеннее и летнее время камбий производит большие клетки с нежными оболочками, а осенью клетки помельче, но с прочными мембранами. Это обусловливает появление пограничной линии между двумя годичными кольцами. Сколько лет прожило дерево, можно узнать, подсчитав число годичных колец на пне. Отдельные виды деревьев очень долговечны, это определили методом подсчета годичных колец. Если создать для липы оптимальные условия для существования, то дерево проживет до 1000 лет, а дуб и того больше – 2000 лет. При детальном изучении годичных колец, определили, то их ширина различна: одни – уже, другие – шире. Это объясняется просто – широкие кольца появились в благоприятный для растения год с теплой и влажной погодой, а узкие – в холодный и засушливый год.

Таким образом, годичные кольца свежеспиленного дерева хранят информацию о его прошлом, благодаря  чему человек может узнать, какие  годы были благоприятными для роста  дерева, а какие – нет, где находилось дерево – в тени или под прямыми лучами солнца. 

Рост  стебля в толщину. Годичные кольца.

Благодаря делению  клеток камбия утолщаются стебли деревьев и кустарников. Установлена наибольшая толщина стволов деревьев, разрастающихся благодаря делению клеток камбия. Известны, например, вековые дубы, достигающие  в обхвате ствола 10 м.

Стебель растет в  толщину в теплое время года, когда  делятся клетки камбия. Благодаря  делению клеток камбия откладываются  молодые клетки коры и древесины. Однако клеток древесины образуется значительно больше, чем клеток коры. Вот почему кора образует в стебле узкую наружную полоску, тогда как  древесина составляет его большую  часть.

К концу осени  камбий вступает в период покоя. Весной с началом сокодвижения камбий откладывает крупные клетки с тонкими оболочками. Осенью у большинства деревьев новые клетки древесины более мелкие, а их оболочки — толще. Клетки древесины, образовавшиеся за весну, лето и осень, составляют слой, называемый годичным кольцом прироста.

Граница между годичными  кольцами разных лет у многих деревьев хорошо заметна, потому что мелкие осенние  клетки резко отличаются от крупных  весенних клеток древесины последующего года. 

Годичные кольца древесины на поперечном распиле  ствола. 

Подсчитав с помощью  лупы число годичных колец, можно  определить возраст спиленного дерева или срезанной ветки. Подсчеты показали, например, что возраст отдельных  деревьев секвойи, растущих в Калифорнии, достигает 4000 лет. А по толщине годичных колец узнают о том, в каких условиях росло дерево в разные годы жизни. Узкие годичные кольца говорят о недостатке влаги в засушливое лето, о затенении дерева и его плохом питании. По годичным кольцам, как по компасу, можно определить и стороны горизонта. Годичные кольца шире с южной стороны дерева и уже с северной. Объясняется это тем, что на северной стороне ствола дерева клетки камбия растут хуже. Здесь они часто подвергаются воздействию холодного северного ветра и слабее обогреваются солнцем.