Кінэтыка росту. Клеткавы падзел, расцяжэнне і дыферэнцыяцыя

Вы знаходзіцеся: Кінэтыка росту

Расліна - гэта супольнасць розных клетак, якія ўзніклі ў выніку клеткавага падзелу і наступнай дыферэнцыяцыі Актыўна што дзеляцца, ці меристематические, клеткі, засяроджаныя ва ўчастках, якія завуцца мерыстэмамі (мал. 3.5), захоўваюць на працягу ўсяго жыцця расліны здольнасць бесперапынна падзяляцца і спараджаць новыя клеткі. Мерыстэмы маюцца на кончыках каранёў і на верхавінах уцёкаў ва ўсіх раслін, а таксама ў базальной частцы лісця і міжвузелляў у некаторых однодольных. Такім чынам, у двухдольных сцябло расце за кошт верхавіны, тады як у однодольных рост можа адбывацца або за кошт верхавіны, або за кошт базальной часткі сцябла ці міжвузеллі. Вузлы, т. е. тыя ўчасткі сцябла, ад якіх адыходзіць лісце, таксама могуць утрымоўваць меристематические клеткі. Паміж лістом і сцяблом, у пазухах лісця, закладваюцца пазушные ныркі. Пазушные ныркі, працяглы час не давальныя ўцёкаў, завуцца спячымі; пры вызначаных умовах яны абуджаюцца і з іх развіваюцца ўцёкі. Развіццё бакавых уцёкаў падпарадкавана гарманальнай рэгуляцыі, і мы яшчэ будзем казаць пра гэта пазней. Рост у таўшчыню ў сцеблаў і каранёў двухдольных адбываецца ў выніку тангенцыйнага дзялення меристематических клетак камбію - адукацыйнай тканіны, размешчанай однорядным: цыліндрычным пластом, паміж ксілемай драўніны і флаэмай кары. Якія ўзнікаюць у выніку дзейнасці камбію клеткі дыферэнцыююцца і ўтвораць другасную флаэму (кнаружи) і другасную ксілему (кнутри).

У сцябле ці корне расліны, у гэтай высокаарганізаванай супольнасці клетак, кожная клетка ў сваім развіцці праходзіць (у вызначанай паслядоўнасці) праз шэраг фаз. Меристематические клеткі - дробныя, танкасценныя, прыблізна кубічнай формы са мноствам дробных вакуоляў і адносна вялікім ядром (мал. 3.6).

Павялічваюцца клеткі (галоўным чынам выцягваюцца ў даўжыню) галоўным чынам у выніку паступлення вады ў вакуолі. Кожная са шматлікіх дробных вакуоляў па меры прытоку вады расце, і ўрэшце ўсе яны зліваюцца ў адну вялікую цэнтральную вакуолю, абмежаваную мембранай. Уся астатняя клетка разам з ростам вакуолі таксама павялічваецца; расцягваюцца клеткавыя сценкі сінтэзуюцца новыя порцыі матэрыялу для клеткавых сценак і цытаплазмы, розныя клеткавыя арганэлы падзяляюцца і растуць. Такім чынам, рост шляхам расцяжэння пад кантролем гармонаў і спадарожнае яму павелічэнне волкай вагі адбываюцца галоўным чынам менавіта ў той зоне, дзе клеткі выцягваюцца ў даўжыню.

Звычайна ў адзін час з падаўжэннем клетак, а часам пасля яго завяршэння адбываецца і дыферэнцыяцыя. Дыферэнцыяцыяй завуць працэс, у выніку якога клеткі, якія здаваліся да таго падобнымі, набываюць марфалагічныя адрозненні і пачынаюць выконваць розныя фізіялагічныя функцыі (гл. мал. 3.6). Працэс гэты - адна з найцяжкіх загадак біялогіі. Калі хутка кожная клетка шматклеткавага арганізма ўзнікае ў канчатковым рахунку, як гэта прынята лічыць, у выніку дзялення адной і той жа зыходнай клеткі - зіготы, якая мае падвойнай набор храмасом, то, відавочна, усе гэтыя клеткі павінны мець зусім аднолькавыя наборы генаў. Мы ўжо ведаем, што гэта не зусім так; з-за парушэнняў, якія часам здараюцца падчас мітозу, лік храмасом у розных клетках аднаго і таго ж расліны можа і не супадаць. Аднак паміж наборамі генаў у тых клетках, якія набываюць урэшце зусім розную форму, не, мабыць, усё ж ніякіх якасных адрозненняў; у культуры можна ажыццявіць рэгенерацыю цэлай расліны з асобных клетак, адкуль бы яны ні былі ўзяты - з ліста, сцябла ці кораня. Такім чынам, дыферэнцыяцыя, відаць, не змяняе асноўнай генетычнай інфармацыі, якая змяшчаецца ў клетцы. Ізноў узніклая клетка валодае шырокімі патэнцыямі і можа развівацца (у марфалагічным і фізіялагічным сэнсе) па любым з некалькіх магчымых шляхоў, у залежнасці ад фізічных і хімічных уздзеянняў, а таксама ад прасторавых суадносін. Пройдучы аднойчы дыферэнцыяцыю ў тым ці іншым кірунку, клетка звычайна больш ужо не вяртаецца ў недыферэнцыяваны стан і не пераходзіць у іншую форму; аднак ва ўмовах культуры тканін можа адбывацца як дедифференциация, так і редифференциация. У наш час прынята лічыць, што ў любой клетцы выяўлена толькі нейкая частка агульнага генетычнага патэнцыялу, т. е. што адны гены ў ёй 'уключаны', а іншыя 'выключаны'. Прырода клеткі залежыць, такім чынам, ад таго, які комплекс генаў апыняецца ў ёй актыўным. Праблема, такім чынам, пераходзіць у іншую плоскасць і можа быць сфармулявана так: які стымул уключае і выключае гены?

Знаёмячыся з фізіялогіяй вышэйшых раслін, мы можам навучыцца рэгуляваць тыя ці іншыя працэсы дыферэнцыяцыі пры дапамозе хімічных ці фізічных уздзеянняў. Аднак такое ўменне дасягаецца чыста эмпірычным шляхам. У сутнасці, мы падобныя пры гэтым на чалавека, які ўстаўляе ключ у замочную свідравіну і адмыкаюць дзверы, не ведаючы роўным рахункам нічога пра прыладу самага замка. Зусім ясна, што будучыя поспехі эксперыментальнай біялогіі павінны ў значнай меры залежаць ад падрабязнага вывучэння тых з'яў, якія адбываюцца ў прамежку паміж уздзеяннем дадзенага спецыфічнага агента і з'яўленнем адпаведнай змененай формы.