Первичный рост
Первичный рост растений – это рост, происходящий на кончиках корней или побегов. Это приводит к удлинению корней и стеблей и создает основу для формирования органов. Его отличают от вторичного роста , приводящего к расширению. Рост растений происходит в четко определенных местах расположения растений. В частности, деление и дифференциация клеток, необходимые для роста, происходят в специализированных структурах, называемых меристемами . [1] [2] Они состоят из недифференцированных клеток (меристематических клеток), способных к клеточному делению . Клетки меристемы могут развиваться во все другие ткани и органы растений. Эти клетки продолжают делиться, пока не дифференцируются, а затем теряют способность делиться. Таким образом, меристемы производят все клетки, используемые для роста и функционирования растений. [3]
На кончике каждого стебля и корня апикальная меристема увеличивает длину клеток, что приводит к удлинению обоих. Примерами первичного роста являются быстрый удлиняющийся рост сеянцев после их выхода из почвы и проникновение корней вглубь почвы. [4] Более того, все органы растения в конечном итоге возникают в результате деления клеток апикальной меристемы с последующим расширением и дифференцировкой клеток. [1]
Напротив, процесс роста, который включает утолщение стеблей, происходит внутри боковых меристем , расположенных по всей длине стеблей. Боковые меристемы более крупных растений также распространяются в корни. Это утолщение является вторичным ростом и необходимо для обеспечения механической поддержки и устойчивости растения. [4]
Функции растущих кончиков растения – его апикальных (или первичных) меристем – включают: удлинение за счет деления и удлинения клеток ; организация развития листьев вдоль стебля; создание площадок для возможного развития ветвей вдоль ствола; [4] закладывает основу для формирования органов путем обеспечения запаса недифференцированных или неполностью дифференцированных клеток [5] которые позже развиваются в полностью дифференцированные клетки, что в конечном итоге позволяет «пространственному развертыванию как надземных, так и подземных органов». [1]
Первичный рост в стеблях
[ редактировать ]
В стеблях первичный рост происходит в верхушечной почке (той, что на кончиках стеблей), а не в пазушных почках (первичные почки в местах бокового ветвления). Это происходит из-за апикального доминирования , которое предотвращает рост пазушных почек, образующихся по бокам ветвей и стеблей. Ауксин (растительный гормон), вырабатываемый в верхушечных почках, подавляет рост пазушных почек. Однако если верхушечная почка удалена или повреждена, пазушные почки начинают расти. [4]
Эти пазушные почки развились в ходе эволюции как форма управления ботаническими рисками: они дают растению возможность продолжать расти перед лицом опасностей окружающей среды. Когда садоводы подрезают верхушки ветвей, чтобы получить более густое растение, они используют эту особенность первичного роста растений. Уничтожая верхушечную почку, они заставляют пазушные почки начать расти, в результате чего растение выпускает новые стебли. [4] [5]
Первичный рост корней
[ редактировать ]
Эволюция дала растениям способ справляться с травмами, возникающими, когда корневая система прорывается сквозь почву, содержащую предметы, повреждающие корневые почки. Кончик корня защищен корневым чехликом, который постоянно отслаивается и заменяется, поскольку он повреждается при продавливании почвы. Деление клеток посредством митоза происходит на самом кончике корневого чехлика. Вновь созданные клетки затем начинают процесс растяжения клеточного удлинения, тем самым увеличивая длину корня. Наконец, клетки подвергаются процессу клеточной дифференциации, который превращает их в компоненты кожных, сосудистых или основных тканей . [5] [6]
Морфология и функции растений
[ редактировать ]Закладывая основу для дифференциации органов и из-за своей роли в росте растений, первичный рост, скоординированный с процессом вторичного роста, во многом определяет морфологию и функционирование растений.
Вопрос о том, как регулируются и координируются биохимические пути, лежащие в основе этого процесса, является предметом текущих исследований. Это исследование проливает свет на природу и время экспрессии генов, а также на гормональную регуляцию в этом процессе, хотя их роль до сих пор полностью не изучена. [1] [2]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Баушер, Мари; АльмДжазири, Мондер; Вандепут, Оливье. «От первичного роста к вторичному: возникновение и развитие сосудистой системы» . Academic.oup.com . Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Тогнетти, Ванеса Б.; Белах, Агнешка; Хртян, Моника (октябрь 2017 г.). «Окислительно-восстановительная регуляция в месте первичного роста: перекрестные помехи ауксина, цитокинина и АФК: пластичность апикальной меристемы в ответ на стресс» . Растение, клетка и окружающая среда . 40 (11): 2586–2605. дои : 10.1111/шт.13021 . ПМИД 28708264 .
- ^ Гросс-Хардт Р., Ло Т. Регуляция стволовых клеток в меристеме побега. J Cell Sci. 1 мая 2003 г.; 116 (Pt 9): 1659-66. doi: 10.1242/jcs.00406. PMID: 12665547.
- ^ Jump up to: а б с д и Капон, Брайан (2015). Ботаника для садоводов (7-е печатное изд.). Портленд: Timber Press. стр. 23–26, 159–160. ISBN 978-1-60469-095-8 .
- ^ Jump up to: а б с «Развитие растений II: первичный и вторичный рост | Организменная биология» . organismalbio.biosci.gatech.edu . Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ Сволаккья, Ноэми; Сальви, Елена; Сабатини, Сабрина (01 октября 2020 г.). «Рост первичного корня арабидопсиса: дайте ему расти, больше нельзя его сдерживать!» . Современное мнение в области биологии растений . Передача сигналов в клетках и регуляция генов. 57 : 133–141. Бибкод : 2020COPB...57..133S . дои : 10.1016/j.pbi.2020.08.005 . ISSN 1369-5266 . ПМИД 33096518 . S2CID 225058835 .