Тварини й рослини Рослини й тварини Мир тварин і рослин Мир рослин і тварин Тварини й рослини


Фізіологія рослин

Рослини безупинно перетворять сонячне світло в енергію й, тим самим, є важливою ланкою в життєвому ланцюжку, що охоплює всю планету

Рослини - це живі "хімічні заводи", де безупинно відбуваються складні реакції. Супровідний ці реакції газообмін робить нашу планету придатної для життя. Більшість рослин - від крохиепроліску до дерева-велетня - досить подібні по внутрішній будові, незважаючи на разючі зовнішні відмінності. Провідна система, по якій циркулюють живильні речовини й речовиниопосередники, являє собою мережа провідних пучків, що охоплює коріння, стебла й листи


Клітки рослин

У провідних пучках є два основні типи кліток. По клітках ксилеми, як по каналах, нагору від корінь піднімається вода й мінеральні солі. А клітки флоэмы служать для транспортування продуктів фотосинтезу в місця, де в них виникає потреба. Ці два типи провідних каналів розділені найтоншим шаром кліток камбію, одна сторона якого виробляє перший тип кліток, а інша - другий. У деревної рослини весь ріст у товщину відбувається за рахунок камбію, який робить відразу три різні типи кліток - нові клітки ксилеми із внутрішньої сторони, клітки флоэмы - із зовнішньої й клітки самого камбію, що забезпечують збільшення цього шару разом з ростом дерева. У рослинах відбуваються три найважливіші процеси - фотосинтез, подих і транспірація, або випар


Фотосинтез

Хоча рослина й бере із ґрунту живильні речовини, однак самі по собі вони не більш ніж цеглинки, для укладання яких у нові молекули необхідний процес фотосинтезу

Хлорофіл - це молекула, що виконує всю роботу з розщеплення вуглекислого газу й води на кисень і цукру (вуглеводи). Його "робочий цех" - хлоропласта, у більших кількостях, що перебувають в особливих клітках листів. Саме вони офарблюють більшість рослин у знайомий нам зелений колір. Навіть бурі, червоні або сіруваті листи містять хлорофіл, просто крім нього тут присутні й інші пігменти. Тільки рослини-паразити, начебто повитиці або грибів, не містять хлорофілу й змушено існувати за рахунок енергії, виробленої іншими рослинами

Фізіологія рослинХімічне рівняння перетворення води ( із ґрунту) і вуглекислого газу ( з повітря) у кисень і цукор досить просто; а всю кропітку роботу з розщеплення й синтезу нових молекул виконує хлорофіл. Вироблений при цьому цукор є, по суті, формою потенційної хімічної енергії

Сонячне світло - стимулятор хімічної реакції в молекулах хлорофілу, тому без достатнього запасу води, вуглекислого газу й висвітлення ріст рослини вповільнюється


Подих

Якщо фотосинтез у темряві неможливий, то процес подиху й розщеплення цукру в присутності кисню, що супроводжується вивільненням енергії, відбувається в будь-який час доби. При цьому рослина виділяє вуглекислий газ і випаровує вологу. Коли із приходом темряви фотосинтез припиняється, обсяг виділюваного рослиною вуглекислого газу перевищує обсяг спожитого кисню

Однак у глобальних масштабах цей процес відіграє найважливішу роль у формуванні хімічного складу атмосфери, і із приходом нового дня повітря знову зазнає переробці фотосинтезом


Транспірація

Транспірація - процес, при якім волога випаровується з поверхні листів через дрібні пори, або устячка. Разом з кореневим тиском вона підтримує усмоктування води із ґрунту і її підйом клистьям.

При високій вологості повітря випар уповільнюється, і потреба рослини у воді знижується. Зате в жарку вітряну погоду рослина випаровує більше вологи й, щоб не зів'янути, потребує додаткового поливу. Рослини, пристосовані до життя в жарких посушливих краях, або взагалі не мають листя ( як більшість кактусів), або в їхніх видозмінених листах менше устячок, здатних до того ж щільно закриватися, щоб зберегти дорогоцінну вологу


Будова аркуша

У більшості рослин поверхня аркуша досить велика, щоб ефективно використовувати сонячне світло, а самі вони розміщені на стеблі або попарно друг напроти друга, або колотівками (оперізують стебло колом) таким чином, щоб кожний листок мінімально затінював своїх нижніх сусідів. Рослини, що звикли жити в тіні, відрізняються нерозмірне широкими листами, здатними вловлювати максимум сонячного світла. Крім того, рослини вміють обертати листя й навіть направляти ріст до сонця. Така зміна росту під дією сонячного світла називається фототропізмом

Далеко не у всіх рослин листи пристосовані до швидкого поглинання газів і газообміну. У листі багатьох тіньолюбних видів процес дифузії протікає уповільнено. Втім, самим рослинам це анітрошки не шкодить, тому що їх ріст залежить не стільки від сонячного світла, скільки від вуглекислого газу. Вони звичайно скорочують випар вологи й, відповідно, менше потребують фотосинтезу. Від надлишкового випару листи захищені эпидермисом, що виділяють воскоподобное речовина - кутин. По поверхні эпидермиса розкидані численні дрібні пори устячок, завдяки яким рослина регулює процес поглинання газів і випару вологи

Фотосинтез відбувається головним чином у палісадних клітках. Вони розташовані безпосередньо під эпидермисом і заповнені хлоропластами. Серединний шар листової пластинки - це губчатий мезофилл, у якім, як на тимчасовому складі, зберігаються продукти фотосинтезу перед відправленням в інші частини рослини


Харчування

Вода всмоктується коріннями в процесі осмотической дифузії. Вона поширюється по рослині почасти шляхом осмотических процесів, а почасти по капілярах, проникаючи в усі клітинки аж до самої верхівки високого дерева

Крім одержуваного з повітря вуглецю й вступників з водою водню й кисню, рослинам потрібні для росту багато інші хімічні елементи - азот, фосфор, магній, залізо, кальцій і калій, а також довгий список інших елементів у мікроскопічних дозах. Рослини проявляють певну вибірковість, усмоктуючи із ґрунту чогось більше, а чогось менше в міру потреби, навіть якщо всі живильні речовини перебувають у ґрунті сизбытком.


Будівельний матеріал

Вироблюваний у процесі фотосинтезу цукор (вуглеводи), пройшовши ланцюжок хімічних реакцій, перетвориться в усі інші необхідні рослині речовини. Подальший їхній шлях лежить через флоэму провідних пучків в усі тканини й органі рослини

Енергія часто зберігається у вигляді зерняток крохмалю (якщо капнути йодом на скибочку сирої картоплини, що втримується в ній крохмаль, почорніє - виходить, у цієї рослини запаси енергії накопичуються в бульбах).

На відміну від тварин, у рослин відсутня складна нервова система, тому їх реакції стимулюються гормонами, тобто речовинами, які виробляються в одній частині рослини, а діють - в іншій. Одні - наприклад, гиббереллины - сприяють їхньому росту, інші, начебто абсцизовой кислоти, пригнічують його. Ця кислота стимулює утвір видільного шару тонкостінних, рыхло розташованих кліток у черешках листів і спілих плодів, і ті під дією вітру й сили ваги падають на землю


Карликовость

Гибберелловая кислота - це гормон, здатний змінювати характер росту. Приміром, можна змусити карликову рослину підрости у висоту, впливаючи на нього гиббереллином. Інші речовини, навпаки, створюють ефект карликовости у звичайно високих видів. Ці гормони нерідко використовуються для одержання високих або низькорослих і компактних рослин

Фототропізм - це природнє прагнення рослини нагору, до сонячного світла. Геотропізм - реакція рослини на земну гравітацію, тобто ріст корінь униз. Хемотропізмом називають реакцію на хімічні стимули, наприклад, ауксин. Гормон ауксин відіграє важливу роль у регуляції темпів росту різних органів рослини. Залежно від положення рослини, крохмаль відкладається в тієї або іншій його частині, змушуючи ауксин накопичуватися в коріннях або втечах

Концентрація ауксину зменшується від верхівки до кореня, і хоча, у цілому, він стимулює ріст, однак потреба різних органів в ауксині далеко не однакова. При надлишку ауксину в тому або іншому органі його ріст навіть сповільниться. Якщо помістити рослина горизонтальна, то ауксин буде накопичуватися внизу. Завдяки цьому прискориться ріст верхівки втечі - тобто місця, де ауксину найбільше (і рослина вигнеться нагору). Зате аж унизу, у кореня, ріст сповільниться, і стебло знову поникне


Фототропізм

За умови рівномірного розподілу ауксину по всіх тканинах, втеча буде рости вертикально нагору, але при цьому сам гормон почне накопичуватися на затіненій стороні. Завдяки цьому тут прискориться ріст кліток, і втеча повернеться до світла. У данім явищі фототропізму (прагненні до світла) можна розглянути дія гормону, що мудро управляє рухом рослини слідом за сонцем

Той же ауксин сприяє розкриттю бутонів під впливом світла або температури. Тепло прискорює ріст кожного пелюстка з одного боку, і в результаті квітка розпускається. У деяких рослин під впливом холоду той же процес відбувається у зворотному порядку

Здатність багатьох рослин витися або чіплятися за опори теж залежить від розподілу гормонів. Ледь вусик запашного горошку стосується опори, гормони негайно переміщаються на протилежну сторону рослини, стимулюючи її ріст, а вусик тим часом обвивається навколо опори

РечовиниоПосередники регулюють також форму й кущистість рослини. Вироблюваний зростаючими верхівками ауксин розноситься соками в усі інші органі рослини, де може гнобити ріст бічних втеч. Чим далі від верхівки, тем слабкіше дія ауксину, і кожному органу дістається оптимальна для росту кількість. Оскільки при високій концентрації цей гормон може гнобити розвиток втеч, розташованих за головною крапкою росту, вони не будуть суперничати з основним стеблом. Але якщо це стебло зламається або буде ушкоджений (або садівник прищепить його для стимуляції росту бічних галузей), рівень ауксину знизиться й перестане гнобити розвиток бруньок, розташованих нижче старої крапки росту. Після цього нові втечі почнуть виробляти більше ауксину й, у свою чергу, установлять свій контроль, гноблячи розвиток розташованих за втечами. Це явище називають апікальним (верхівковим) домінуванням


Сила світла

Фізіологія рослинСвітло не тільки відіграє ключову роль у процесі фотосинтезу, але й управляє цвітінням. Тривалість дня й ночі виявляє також певне вплив на ріст. Одні садові й кімнатні квіти прийшли до нас із жарких екваторіальних країн (де день дорівнює ночі), інші - з високих широт з довгими літніми днями й зимовими ночами. Рослини високих широт, що звикли до тривалого світлового дня, називають рослинами довгого дня

Якщо їх переселити в помірні широти, то це неодмінно позначиться на цвітінні. Приміром, дельфиниум - рослина довгого дня, і тому цвіте на початку літа (коли тривалість світлового дня збільшується), щоб насіння встигнули визріти до настання холодів. Зате гостя з жаркої Мексики георгіна - рослина короткого дня, яке починає цвісти з наближенням осіни.