База знаний

Попадая в неблагоприятные условия развития, нити мицелия грибов плотно переплетаются, образовывая тугие комочки, после чего начинается стадия покоя. Это и есть склероций, размер которого может измеряться в микрометрах или составлять несколько сантиметров.

Мицелий грибов подвержен различным формами видоизменений, наиболее распространенной из которых является образование склероция, так как его главной функцией является сохранение вида в условиях, непригодных для жизнедеятельности. Расположенность формирования склероция есть у многих представителей царства грибов.

В некоторых случаях при образовании склероция в уплотненном комке присутствуют не только гифы грибов, но и отмершие ткани растения, на которых паразитировал гриб. Такие склероции получили название склероциальной стромы или недифференцированного склероция. Также можно встретить такие названия, как псевдосклероций или мумия. Последнее название связано с тем, что в мертвых тканях растения скапливается меланин, благодаря которому попавшая в склероций часть растения мумифицируется. Такие склероции имеют более темную и плотную оболочку, под которой располагается рыхлый питательный слой.

Как только окружающие условия меняются в положительную сторону, склероции прорастают, и на их месте образуется грибница, либо органы, необходимые для дальнейшего размножения популяции.

Исходя из анатомического строения склероция, среди них выделяют истинные и ложные формы. Истинный склероций состоит из плотной верхней коры и более рыхлого внутреннего слоя.

Кора состоит из плотно переплетенных гиф небольшого размера с плотной оболочкой, в которой содержится много меланина, из-за чего кора приобретает более высушенный, темный оттенок и повышенную прочность.

Внутренняя часть истинного склероция состоит из гиф более крупного размера, которые отличаются более тонкими оболочками. Гифы внутреннего слоя слабо переплетены и имеют капли жира, которые станут питательной средой для проростков склероция. В зависимости от состава истинные склероции подразделяются на:

• дифференцированные. В формировании этих склероциев участвует только грибной мицелий;
• недифференцированные. Помимо мицелия могут содержать мумифицированные остатки растения. Такой тип склероция можно наблюдать у грибов, вызывающих монилиоз плодовых культур, а также у возбудителей сухой гнили, поражающих клубни картофеля.

Отличительной чертой ложного склероция является его однородность. В таких формах склероция меланин, отвечающий за пигментацию и прочность оболочки, присутствует в каждой клетке.

У высших растений побег принадлежит к основным органам вегетации, формируется из меристемы, характеризуется целостностью проводящей системы. Главными элементами побега являются стебли и листья (именно они отличают побег от корня). Кроме того, к числу важных составляющих побега относятся почки.

Расположение листьев на стебле может быть очередным, мутовчатым или супротивным. Часть стебля, находящаяся на уровне положения листа называется узлом. А промежуток между двумя последовательно расположенными узлами – междоузлием.

В зависимости от структуры листа узел может быть закрытым (лист располагается вокруг стебля) или открытым. Сам же побег делится на метамеры – повторяемые промежутки побега. Метамер включает такие органы как: лист, узел, междоузлие, почка. Между листом и мездоузлием располагается часть ствола, которая называется пазухой.

У растений, произрастающих в умеренных широтах, побеги развиваются в определенные периоды (сезоны). Например, кустарники, деревья и травянистые многолетники наращивают побеги только в весенне-летний период. Затем растение переходит к формированию зимующих почек, после чего рост побегов полностью останавливается. Побеги, сформировавшиеся за один вегетативный период называют годичными.

Помимо надземных у растения есть и подземные видоизмененные побеги, но их функции и свойства разительно отличаются от надземных. Например, отсутствие фотосинтеза компенсируется способностью подземных побегов запасать питательные вещества, сохранять жизнеспособность в неблагоприятных для развития условиях и т.п. При этом каждому типу органов присущи уникальные характеристики.

Типы подземных побегов:

1. Корневище. Побег, имеющий видоизмененные листья (чешуйки), почки и придаточные корни. Корневища различаются по интенсивности разрастания, форме и размеру. Например, для представителей семейства злаковых характерно сильно ветвящееся, ползучее корневище, тогда как купена и ирисы имеют более плотное корневище небольшого размера.
2. Каудекс. Данный вид подземного побега в основном характерен для травянистых многолетников. Отличительной чертой каудекса является наличие стержневого корня, который сохраняет жизнеспособность на протяжении всего жизненного цикла растения. Как и корень, он запасает питательные вещества. Кроме того, на каудексе содержатся почки возобновления, в том числе и спящие. Наблюдать каудекс можно у большого числа растений. Например, у бобовых культур, в том числе люцерны и люпина. Каудекс характерен для многих зонтичных и сложноцветных: ферула, одуванчик, полынь и другие.
3. Подземный столон. Встречается у однолетников и представляет собой трансформированный побег, на котором расположены недоразвитые листья в форме чешуек. За счет склонности к накапливанию полезных веществ на концах столонов образуются своеобразные утолщения – клубни или луковицы. Столоны можно наблюдать у картофеля, седмичника и ряда других растений.
4. Стеблевой клубень. Чешуевидные листья стеблевого клубня склонны к шелушению. Почки стеблевых клубней формируются в пазухах и называются глазками. Стеблевые клубни можно наблюдать у картофеля или топинамбура.
5. Луковица. Как правило, это укороченный подземный (хотя встречаются и надземные) тип побега. Питательные вещества луковицы накапливаются в листовых чешуйках, а стебель видоизменен в донце. Луковицы являются типичными органами вегетации, свойственными преимущественно односемядольным растениям и некоторым двусемядольным.
6. Клубнелуковица. Побег подземного типа с толстым стеблем, в котором аккумулируется запас питательных веществ. Внизу клубнелуковицы расположены тонкие придаточные корни. Листья клубнелуковиц высыхают у основания и сохраняются, создавая защитный покровный слой.

Видоизменения побегов иногда связаны с изменением окружающей среды, а также с произрастанием в условиях, не типичных для данного типа растений. При этом видоизмененные побеги не всегда выполняют функции аккумуляции питательных веществ или размножения. К тому же в некоторых случаях видоизменяется только часть побега:

1. Надземные столоны и усы. В данном случае видоизменение побега происходит с целью создания нового органа размножения, позволяющего активно завоевать пространство и расстелить вид на значительные расстояния. При этом тип побега может быть совершенно разным. У одних — это плети, покрытые листьями, и помимо вегетативного размножения, поддерживающие фотосинтез. У других – побег очень тонкий и не имеет листьев. У него сильно вытянуты междоузлия, которые отмирают сразу после укоренения почки. Такие побеги называют усами.
2. Колючка. Островерхий, укороченный, одревесневающий побег, не имеющий листьев. Основной для побегов данного типа является защитная функция. Дикие яблони и груши формируют защитные колючки из укороченных островерхих побегов.
3. Усик. Побег, имеющий метамерное строение и по форме напоминающий ветвистые или, наоборот, неразветвленные жгутики. Анатомически отходящая от ствола часть усика соответствует междоузлию, а более тонкие части с закрученными кончиками – листьям. Усики присутствуют у растений, стволы которых нуждаются в поддержке. Усики, являющиеся видоизмененными побегами присутствуют у огурца, тыквы, дыни и арбуза.
4. Кочан. Образуется у различных сортов культурной капусты, является суккулентным органом и представляет собой видоизмененную часть розетки.

Под увяданием понимается определенный вид заболевания, характерными признаками которого является потеря тургора клетками растительных тканей, в следствие чего наблюдается органы растения выглядят поникшими. При этом различают два типа увядания: обратимое и необратимое. Также, в зависимости от причины возникновения, увядание может быть:

1. Неинфекционным. Как правило, неинфекционное увядание является следствием неблагоприятных условий различной этимологии:

• почвенные. К этому типу факторов относится влажность. Она может быть низкой, высокой или неустойчивой. Вторым фактором является состав почвы, от которого зависит доступ корней к влаге и уровень аэрации. Третий фактор – химсостав. Он включает в себя pH-баланс, содержание в почве вредных солей и химических элементов, насыщенность почвы полезными и питательными веществами;
• метеоусловия. К ним относится освещенность, температурный режим, влажность воздуха и ветер, который влияет не только на скорость высушивания, но и является причиной механического повреждения растений;
• промышленное воздействие. Промышленные выбросы в виде пыли, дыма, газа, копоти или химических веществ;
• аграрного воздействия. В данном случае речь идет о неправильно просчитанных дозах внесения удобрений, а также препаратов направленного действия (фунгициды, инсектициды, гербициды);
• обмен веществ в растительных тканях также может стать причиной увядания. Особенно при транспортировке и хранении растениеводческой продукции.

Общее увядание становится следствием действия маразминов, которые, воздействуя на клетку растения, уничтожают ее. Поэтому их действие не ограничивается локальными участками, а наносит вред всему растению. При этом, помимо общего увядания, маразмины способны воздействовать на семена растений, вызывая задержу в росте, либо полное подавление семени, при котором оно теряет способность к прорастанию. В качестве примера можно привести ликомаразмин – продукт жизнедеятельности гриба под названием Fusarium lyeopersici.

Также общее увядание растений (как и некоторые другие заболевания) может наступить по причине попадания в ткани неорганических веществ (например, аммиак или соли азотной кислоты), выделяемых отдельными видами бактерий.

Еще одной причиной увядания растений становится трахеомикоз или гадробактериоз - закупорка сосудов ксилемы, вызванная деятельностью грибов и грибоподобных организмов. В ботанике упомянутые выше болезни могут встречаться под названием - «некроз сосудистых пучков».

В процессе жизнедеятельности микроорганизмы добывают питательные вещества, необходимые для нормального развития и функционирования из других живых, ослабленных или погибших организмов.

В зависимости от состояния организма, используемого в качестве хозяина, тип питания микроорганизмов делится на сапрофитный и паразитический. При этом паразиты также могут быть: некротрофными, биотрофными или гемибиотрофными.

По типу питания все микроорганизмы подразделяются на: облигатных или факультативных сапрофитов, облигатных или факультативных паразитов.

Сапротрофами называют микроорганизмы (сапрофиты), паразитирующие на мертвых тканях и способные извлекать из них питательные вещества, необходимые для собственного развития.

Некротрофами называют микроорганизмы, потребляющие питательные вещества из тканей, которые они предварительно умерщвляют собственными выделениями. Некротрофное питание считается более примитивным, то есть - первичным.

Биотрофами называются организмы, паразитирующие на живых клетках.

Разница между приведенными выше формами паразитизма состоит в скорости уничтожения пораженных тканей и роста самих паразитов.

Одним из переходных видов питания является гемибиотрофный тип. Паразиты со смешанным типом питания заселяют живые ткани, а после их гибели продолжают получать питательные вещества некротрофно.

Чашка Петри была изобретена в 1877 году немецким бактериологом Юлиусом Петри, ассистировавшим Роберту Коху. Это плоский, прозрачный сосуд цилиндрической формы с такой же прозрачной крышкой, имеющей немного больший размер.

Для производства чашки Петри используется стекло или прозрачные полимеры. Наиболее востребованными являются изделия с диаметром от 50 до 100 мм и высотой бортика – 15 мм.

Сфера применения чашки Петри довольно обширна. Микробиологи используют ее для разведения колоний микроскопических организмов на подготовленной заранее питательной среде. При этом стеклянные чашки Петри можно использовать неоднократно при соблюдении норм стерилизации. Чашки из полимерных материалов после использования утилизируют. Поставляются они уже стерильными в запаянной упаковке.

Также сосуд используется в прикладных целях: для выпаривания жидкости, хранения препаратов, проращивания семян растений, препарирования мелких животных или растений и др.

Эндосперм – особая ткань, содержащаяся в семенах растений и обеспечивающая зародыш питательными веществами. В качестве запаса питательных веществ у разных групп растений выступают различные вещества. Это могут быть зерна крахмала, масла и др. Образование эндосперма происходит различным способом:

• у голосеменных растений эндосперм появляется из мегаспоры и представляет собой женскую гаметофиту. Изначально клетки эндосперма имеют одинарный набор хромосом, но после слияния ядер превращаются в полиплоидные;
• эндосперм у цветковых растений появляется из центральной диплоидной клетки женской гаметофиты в результате двойного оплодотворения. В отличие от голосеменных, эндосперм цветковых растений представляет собой набор триплоидных клеток с набором геном мужской и женкой особи.

Порядка 85% цветковых растений в вызревших семенах имеют эндосперм различной степени развитости. Он присутствует практически у всех однодольных растений (исключение составляют только семена многих водных и болотных растений), в семенах орхидных и некоторых двудольных.

Отдельные виды двудольных растений не содержат эндосперм, так как он поглощается растущим зародышем еще на ранних стадиях развития. В качестве примера можно привести бобовые и тыквенные культуры, сложноцветные и крестоцветные растения, семена дуба, березы и др.

Слово «вегетативный» в переводе с латинского означает – «растительный» и представляет собой часть растения, благодаря которой оно получает питательные вещества и осуществляет обменные процессы с внешней средой.

В отличие от высших, у низших растений отсутствуют вегетативные органы. В зависимости от вида функцию вегетации может выполнять:

• одна клетка. Такой способ вегетации характерен для одноклеточных водорослей или дрожжей;
• нить, состоящая из одного ряда клеток. В качестве примера можно привести мицелий грибов или волоски нитчатых водорослей.

Кроме того, у простейших вегетативное тело (таллом) может иметь форму шара, пластинки и т.д.

Вегетативные органы высших растений представлены:

• корнями – снабжают растение влагой и питательными веществами;
• листьями и стеблями – отвечают за процесс фотосинтеза.

Кроме того, у высших растений на одном растении различают растущие и выросшие вегетативные органы.

Вегетативные органы побегов относятся к органам второго порядка. Например, лист на побеге называется боковым органом, а стебель – осевым.

Вегетативные органы высших растений часто могут выполнять дополнительные функции, в связи с чем их внешняя часть и строение видоизменяются. Так, к видоизмененным побегам относятся: колючки, клубни и клубнелуковицы, корневище, луковицы. Видоизмененными корнями называются: корнеплоды и клубнекорни.

Помимо основной функции питания, вегетативные органы могут выполнять функцию размножения.

В ботанике зародыш представляет собой зачаток новой диплоидной многоклеточной фазы (спорофита) в жизненном цикле высших растений. Встречаются они не только у семенных, но и у споровых растений, и развиваются из зиготы, которая, в свою очередь, была образована путем слияния двух гамет во время полового процесса. Большую часть зародыша составляют образовательные ткани.

Зародыш растений состоит из:

• зародышевого корешка. В последствие он станет главным корнем растения;
• гипокотиля. Эту часть зародыша еще называют зародышевым стебельком или подсемядольным коленом. При этом последнее название лучше всего иллюстрирует анатомическое расположение гипокотиля, которое он сохраняет на протяжении всего период развития растения, постепенно превращаясь в небольшую часть, соединяющую корень с главные стеблем. Гипокотиль первым появляется из почвы в период прорастания, а затем, постепенно распрямляясь, вытягивает за собой семядоли с зародышевой почечкой;
• плюмулы. Более широкое распространение получило второе название этой части растения – зародышевая почечка. Благодаря ей формируется и развивается главный стебель растений;
• семядолей. В процессе прорастания семядоли (они же зародышевые листья) превращаются в первые листья, которые по структуре, форме и функциям зачастую отличается от настоящих листьев.

Число семядолей – не постоянная величина. Так, голосеменные растения могут иметь от 2 до 18 семядолей, при этом их количество меняется в рамках одного вида. Однодольные растения содержат одну семядолю, двудольные – две.

Некоторые растения высокоспециализированной группы имеют видоизмененную семядолю – колеоптиль. Внешне он напоминает колпачок и выполняет защитную функцию для зародыша. В период прорастания семян, колеоптиль появляется первым, пробивая путь в почве.

Некоторые цветковые растения имеют недифференцированный зародыш. С одной стороны, это может указывать на примитивное развитие, с другой – на стремление к упрощению. Например, у таких растений, как орхидеи, некоторых представителей семейства Вересковых и Заразиховых зародыш редуцирован.

У аскомицетов, их еще называют сумчатыми грибами, аск выполняет роль плодовой сумки, в которой формируются и вызревают аскоспоры. Аски могут иметь бесполое спороношение или половое. Во втором случае представляют собой конечный этап полового развития.

Образование аска возможно двумя способами: сразу из зиготы или на концах аскогенных гиф. В большинстве случаев, аски сумчатых грибов находятся сверху на плодовых телах, аски голосумчатых грибов находятся на мицелии или почкующихся клетках.

Перитеций - это плодовое тело полузакрытого типа, округлой, грушевидной или кувшиновидной формы с небольшим выводным отверстием в верхней (зауженной) части. Дословно переводится, как вместилище или сумка и встречается у растений группы пиреномицетов и представителей класса эуаскомицетов.

Размер перитеция, как правило, составляет 1-2 мм, поэтому рассмотреть его можно только при помощи увеличительного оборудования. Местом расположения перитеций является мицелий или ложе из плотно сплетенных гиф – строма.

Изнутри перитеций наполняют аски булавовидной или цилиндрической формы, а также стерильные гифы удлиненной формы – парафизы.

Почвообразование – это сложное явление, сочетающее в себе биологические, физико-химические процессы, а также внешние факторы, в результате которых материнская порода преобразовывается в почву.

Преобразование материнских (горных) пород предполагает тесное взаимодействие двух природных явлений - выветривание (обычно начинается первым) и почвообразование. Под действием физических и химических факторов горная порода выветривается и начинается процесс почвообразования, который включает такие этапы, как:

• насыщение почвообразующей породы химическими веществами посредством жизнедеятельности живых организмов, растений, а также атмосферных осадков;
• под действием физико-химических процессов поступившие в почву вещества преобразовываются, перемещаются и накапливаются, образуя генетические горизонты;
• часть химических элементов вымывается из почвенного профиля под действием осадков.

Процесс образования нового почвенного горизонта начинается после того, как на породе выветривания поселяются живые организмы: микроскопические бактерии, животные или растения. Первыми «поселенцами» становятся колонии простейших организмов. В процессе своей жизнедеятельности они высвобождают химические элементы и создают устойчивые связи с азотом. В таком виде микроэлементы доступны более сложным формам жизни. Поэтому на следующем этапе породу заселяют растения, способные к фотосинтезу. Поглощая из породы химические элементы, они генерируют органические вещества.

После отмирания ткани растений снова попадают в породу и разлагаются бактериями на химические элементы. Итогом частичного разложения является образование гумуса, а также выделение свободных ионов, воды и углекислого газа.

Гумус, являясь устойчивым соединением, со временем скапливается у поверхности породы выветривания, от чего последняя приобретает более темный оттенок и ряд новых свойств.

При этом процесс разложения гумуса на более простые вещества под действием микроорганизмов продолжается непрерывно. Так же, как и процессы разложения и соединения органики, которые запускают круговорот веществ, таких как: углерод, азот и зольные элементы (калий, фосфор, магний, хлор, натрий и др.). Малый круговорот веществ имеет большое значение для процессов почвообразования, так как с его помощью в верхнем слое породы постепенно концентрируются питательные элементы, а сама порода переходит на качественно новый уровень и становится плодородной.

Кроме описанного выше биологического круговорота, существует большой – геологический круговорот веществ. Он также принимает участие в формировании почвенного слоя посредством вымывания из почв твердых частиц и легкорастворимых веществ. С током воды они попадают в водоемы, создавая на дне осадочные породы, которые, в свою очередь, под действием геологических процессов однажды опять могут подняться над поверхностью воды, после чего снова начнется процесс выветривания.

С агрономической точки зрения более интересен биологический круговорот веществ, так как именно от него зависит плодородие почвы. Поэтому в процессе хозяйственной деятельности стараются поддерживать малый и ограничивать большой круговорот.

Примечательно, что в процессе почвообразования под действием разнообразных сил микроэлементы и соли постоянно синтезируются и разрушаются, что в итоге приводит к изменению минералогического состава. Поэтому состав материнской породы и полученной из нее плодородной почвы могут сильно отличаться.

Вторая стадия почвообразования

Переход во вторую стадию почвообразования начинается с накопления и перемещения веществ по вертикальному почвенному профилю, а также с начала формирования генетических горизонтов. На этой стадии процесс почвообразования характеризуется взаимодействием органики с минералами, в результате чего синтезируются сложные соединения.

Для начальной фазы почвообразования характерно возникновение фрагментарных горизонтов. Но к моменту вступления в зрелую фазу сформировывается почвенный профиль, а также появляется возможность определить состав и свойства образовавшейся почвы.

Третья стадия почвообразования

С этого момента начинается незначительный процесс вымывания элементов уже сформировавшегося профиля с четко определяемым составом и свойствами.

На скорость процесса образования почвы влияют затраченные энергоресурсы. Например, на территории экваториального пояса процесс будет происходить в 9 раз быстрее, чем в более северных регионах. Объясняется это высокой влажностью и температурным режимом, характерными для южного региона. В процессе почвообразования расход энергии распределяется примерно таким образом:

• 100 частей уходит на испарение;
• 1 часть занимают процессы биологического и химического характера;
• 0,01 часть – выветривание.

Факторы, воздействующие на процесс почвообразования, нестабильны в пространстве и времени, что обуславливает географическое распределение образованных почвенных горизонтов, а также их дальнейшую эволюцию. Фаза эволюционирования для почвы наступает при смене климатических условий, которые приводят к смене растительного покрова и минерального состава. Реагируя на данные изменения, почва приобретает свойства, отвечающие окружающим условиям.