Rast a vývin rastlín

Rast rastliny je podmienený tvorbou nových buniek a zväčšovaním ich objemu. Podľa toho rozoznávame dve fázy rastu:

1. delivý rast
2. predlžovací rast

Fáza delivého rastu je typická tým, že intenzívne prebieha mitotické delenie meristematických buniek v hlavnom rastovom vrchole, rastových vrcholoch bočných stoniek a v rastových vrcholoch hlavného aj bočných koreňov. Tieto miesta nazývame rastové zóny. Bunky v tejto časti sú malé, majú tenkú bunkovú stenu, pomerne veľké jadro a zatiaľ ešte nemajú vytvorené vakuoly. Jednotlivé bunky sú navzájom rovnaké. Proces delenia buniek regulujú inhibítory a stimulátory rastu. Niektoré bunky prechádzajú do ďalšej fázy rastu a iné nie. Táto fáza rastu je pomerne pomalá.

Po delivom raste nasleduje predlžovací rast. V mladých bunkách začínajú vznikať vakuoly, do ktorých sa nasáva veľké množstvo vody. Bunková šťava, ktorá tvorí obsah vakuoly, je koncentrovaný roztok rôznych solí, organických kyselín, sacharidov a pod. Bunka sa dostáva do kontaktu s vodným roztokom, ktorý má menšiu koncentráciu ako vakuoly, a tak nastane osmotické nasávanie vody cez plazmatickú membránu. Tým v bunke stúpa tlak (turgor), bunkové steny sa rozpínajú, lebo sa v nich rozťahuje sieť celulózových micel. Bunka takto zväčšuje svoj objem a predlžuje sa. Predlžovací rast je oveľa rýchlejší ako rast delivý.

Faktory ovplyvňujúce rast link

Po skončení predlžovacieho rastu sa začínajú kvalitatívne zmeny v novovzniknutých bunkách. Každá bunka nesie vo svojom jadre kompletnú genetickú informáciu. V jednotlivých bunkách sa však neaktivujú všetky gény, ale len tie, ktoré podmieňujú vlastnosti príslušného pletiva, ktorého súčasťou sa bunka stane. Takto dôjde v určitej vzdialenosti za rastovým vrcholom k rozlíšeniu buniek do krycieho, vodivého a základného pletiva daného orgánu.

Rast rastlín je ovplyvňovaný faktormi:

1. vnútorné faktory - rastlinné hormóny
2. vonkajšie faktory - teplota, svetlo, voda, živiny

Rastlinné hormóny link

V rastlinnom tele sa tvoria rastlinné hormóny - fytohormóny.

K fytohormónom, ktoré povzbudzujú rast - stimulátory rastu - patria auxíny a cytokiníny. Auxíny sa tvoria v rastových vrcholoch stoniek a zvyšujú plasticitu bunkovej steny a priepustnosť plazmatickej membrány, preto sa uplatňujú hlavne v predlžovacej fáze rastu. Cytokiníny podporujú vznik púčikov a rozvetvovanie stonky.

Fytohormóny s opačným účinkom - inhibítory rastu - sú napr. kyselina abscisová a rôzne fenoly. Kyselina abscisová brzdí rast tým, že zastavuje transkripciu DNA, a tým aj delenie buniek. Florigén je kvetný hormón, ktorý spúšťa prechod rastliny z vegetatívnej fázy do generatívnej fázy, vedúcej ku kvitnutiu.

Herbicídy sú syntetické inhibítory rastu, ktoré sa používajú na potláčanie alebo likvidáciu nežiaducich rastlín, ako sú buriny. Fungujú tak, že zasahujú do procesov rastu rastlín, čo vedie k ich zániku.

Teplota link

Teplota ovplyvňuje rast a vývin rozhodujúcim spôsobom. Odolnosť rastlín proti extrémnym teplotám závisí najmä od obsahu vody a organických látok v bunkách. Pre každú rastlinu možno stanoviť tzv. kardinálne body: teplotné minimum, optimum a maximum. Pri teplotnom minime rast začína, pri maxime dochádza k útlmu metabolickej aktivity a následkom toho je zastavenie rastu. Optimum je pre rastlinu najvhodnejšia teplota, pri ktorej je rast najväčší. Podľa výšky teplotného optima rozoznávame teplomilné a chladnomilné rastliny.

Jarovizácia je proces, pri ktorom nízka teplota stimuluje kvitnutie a následnú tvorbu plodov u niektorých rastlín. Tento proces je dôležitý pre rastliny, ktoré potrebujú chladné obdobie na to, aby mohli prejsť z vegetatívneho do reprodukčného štádia.

Svetlo link

Svetlo je nevyhnutné pre rast zelených rastlín. Ak sa zelená rastlina dostane do tmy na dlhšiu dobu, začínajú sa jej stonky a listové stopky neúmerne predlžovať, strácajú chlorofyl, a tým aj zelené zafarbenie. Prestanú sa vytvárať mechanické pletivá, a preto sú ich stonky tenké a slabé. Tomuto javu hovoríme etiolizácia. Ak je rastlina v tme neúmerne dlho, hynie. Pre dobrý vývin rastliny je dôležitá dĺžka trvania denného osvetlenia - fotoperióda. Dĺžka slnečného svitu ovplyvňuje rôzne biologické procesy, ako sú vývin plodov, opadávanie listov a doba kvitnutia.

Podľa dĺžky fotoperiódy rozdeľujeme rastliny:

1. dlhodenné rastliny - potrebujú k tomu, aby zakvitli fotoperiódu dlhšiu ako 12 hodín (zemiaky, obilniny)
2. krátkodenné rastliny - potrebujú k tomu, aby zakvitli dostatočne dlhý čas tmy, krátku fotoperiódu (menej ako 12 hodín) (ryža, tabak)
3. neutrálne rastliny - darí sa im dobre pri dlhej i krátkej fotoperióde (púpava, pelargónia)

Voda a živiny link

Dostatok vody je nevyhnutný najmä v predlžovacej fáze.

Dostatok živín podmieňuje tvorbu organických látok v rastline, a tým aj rast. Medzi najdôležitejšie minerály patria:

• železo – jeho nedostatok vedie k strate chlorofylu, čo spôsobuje chlorózu, ktorá sa prejavuje žltnutím listov, najmä medzi žilnatinou
• dusík – jeho nedostatok vedie k spomaleniu rastu, pretože je esenciálny pre tvorbu proteínov, chlorofylu a iných dôležitých zlúčenín
• fosfor – je kľúčovou súčasťou ATP, ktorý je hlavným zdrojom energie pre bunkové procesy, a tvorí taktiež súčasť fosfolipidovej membrány
• draslík – zvyšuje hydrofilnosť cytoplazmy, čo pomáha udržiavať osmotickú rovnováhu a napomáha prijímaniu vody
• vápnik – nevyhnutný pre tvorbu bunkových stien a membrán; rastliny ho prijímajú vo forme rôznych vápenatých solí

Klíčenie link

U vyšších rastlín sa ontogenéza začína splynutím vajcovej bunky so samčou gamétou a pokračuje klíčením semena (u výtrusních rastlín klíčením výtrusu). Klíčenie semien je obdobie aktivácie enzymatických procesov v semene, ktoré končí pretrhnutím osemenia. Klíčivosť je schopnosť semena vyklíčiť po určitej dobe od dozretia semien, pričom ku klíčeniu musia byť splnené ďalšie podmienky - embryo musí byť vyvinuté a nepoškodené, vhodná vlhkosť, teplota a dostatok kyslíka.

Klíčne listy (kotyledóny) sa vyvíjajú už ako súčasť zárodku (embrya). Vyrastajú na prvotnej stonke, tzv. hypokotyle. Zelenejú a svojou fotosyntetickou aktivitou zabezpečujú výživu mladej rastlinky. Takéto klíčenie voláme epigeické klíčenie a je charakteristické pre ihličnany a väčšinu krytosemenných rastlín. Súčasne z embryonálneho základu koreňa, tzv. radikuly, vzniká hlavný koreň, zabezpečujúci oporu v pôde a príjem vody (u rastlín s nepravou koreňovou sústavou rast hlavného koreňa zaostáva a naopak dominuje rast vedľajších koreňov).

Rastové typy link

Podľa konzistencie rozlišujeme 2 základné typy rastlín:

1. byliny - ostávajú bylinné po celý život, t.j. žiadne orgány im nedrevnatejú
2. dreviny - stonka týchto rastlín je zdrevnatená a trváca

Dĺžka života rastlín je rôzna. Rastliny, ktoré počas svojho života prinesú plody len raz, nazývame monokarpické a rastliny prinášajúce plody opakovane polykarpické.

Monokarpické rastliny môžu mať životný cyklus rozdelený na jedno alebo viac vegetačných období:

1. jednoročné rastliny - životný cyklus trvá len jedno vegetačné obdobie; vyklíčia, vytvoria najprv vegetatívne orgány, potom orgány reprodukčné; po oplodnení a vzniku plodov odumrú (niektoré obilniny, slnečnica)
2. dvojročné rastliny - životný cyklus trvá dve vegetačné obdobia; v prvom roku života vytvoria vegetatívne orgány a v druhom roku orgány reprodukčné, teda prinesú potomstvo; hynú koncom druhého vegetačného obdobia (mrkva, ozimné obilie)
3. viacročné rastliny - odlišujú sa od polykarpických rastlín tým, že ich životný cyklus trvá síce niekoľko rokov, ale kvitnú a prinášajú plody až v posledný rok života, po ktorom hynú (agáva)

Polykarpické rastliny prinášajú plody mnohokrát za život. V ich živote sú obdobia, kedy sa rast spomaľuje alebo zastavuje. To sú obdobia vegetačného pokoja - dormancie. Ak by rastlina neprešla dormanciou, v nasledujúcom vegetačnom období by nezakvitla a nepriniesla plody. Patria sem trváce byliny (trvalky) a všetky dreviny.