Mary L. Duryea i Marlene M. Malavasi School of Forest Resources and Conservation, Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida
Co to jest wzrost drzew?
Drzewa mają sześć organów: liście, pnie i korzenie (struktury wegetatywne) oraz kwiaty, owoce i nasiona (struktury reprodukcyjne). Wzrost drzew polega na zwiększeniu rozmiarów i liczby struktur wegetatywnych. Drzewa wykorzystują słońce, dwutlenek węgla, wodę i minerały do produkcji cukrów. Cukry są składnikami budulcowymi wzrostu drzew. W rezultacie, wzrost drzewa jest w takim samym stopniu odpowiedzią na środowisko, jak i na cechy genetyczne drzewa.
Gdzie występuje wzrost?
Wzrost występuje w merystemach. Merystem to tkanka zawierająca komórki, które mają zdolność do dzielenia się i tworzenia nowych komórek. Ogólnie rzecz biorąc, podczas wzrostu komórki dzielą się, wydłużają i różnicują w struktury takie jak korzenie i pędy. Merystemy mogą także wytwarzać nowe merystemy zwane primordiami. Na przykład, merystem wierzchołkowy w pąku wytwarza nowe merystemy zwane primordium liścia. Każde primordium liścia wyrośnie w nowy liść.
Wzrost nadziemny
Wzrost pędów.
Pędy wydłużają się lub zwiększają wysokość na końcach gałęzi. Merystemy wierzchołkowe znajdują się w pąkach końcowych na końcach gałęzi. Komórki w merystemie wierzchołkowym dzielą się, wydłużają i różnicują w wyraźnie widocznych etapach: (1) otwiera się pąk na końcu gałęzi, (2) pojawiają się i powiększają liście oraz (3) rozszerza się obszar pomiędzy liśćmi (czyli rośnie łodyga). Pąki boczne rosną w ten sam sposób, ale często są one uśpione i nie rosną, dopóki nie zostaną uwolnione po takich czynnościach jak przycinanie.
Wzrost liścia
Na powierzchni merystemu wierzchołkowego w pąku powstaje nowy merystem. Ten nowy merystem jest nazywany primordium liścia, gdzie komórki dzielą się i rosną w liść. Wkrótce po rozwinięciu się liści, u podstawy każdej łodygi liścia powstaje nowy pąk (merystem). Raz uformowany pąk pomocniczy ma zdolność przekształcenia się w gałąź, ale może pozostawać w uśpieniu przez wiele lat.
Wzrost średnicy
Między drewnem a korą znajduje się cienka warstwa dzielących się komórek merystematycznych zwana kambium naczyniowym. Kambium dzieli się produkując nowe drewno do wewnątrz i korę na zewnątrz. Te nowe komórki zwiększają średnicę pnia i gałęzi. Nowe komórki drewna, zwane ksylemem, przenoszą wodę i minerały z korzeni do liści. Stare drewno w środku to twardziel. Twardziel, gdy jest martwa, utrzymuje ciężar drzewa. Wewnętrzne komórki kory, zwane łykiem, przenoszą cukry i inne materiały do miejsc wzrostu i magazynowania drzewa.
Obraz 1. Ilustracja przyrostu średnicy drzewa.
Nowe warstwy drewna są dodawane każdego roku pomiędzy korą a drewnem z poprzedniego roku. Nazywa się je słojami przyrostowymi lub rocznymi i można je wykorzystać do określenia wieku drzewa. Roczne słoje różnią się wielkością i grubością w zależności od pory roku, w której powstają. Komórki, które powstają wiosną są większe i mają cieńsze ściany komórkowe. Są to jasne słoje, a drewno takie nazywane jest drewnem „wczesnym” lub „wiosennym”. Komórki powstające latem są mniejsze, a drewno „późne” lub „letnie” ma większą gęstość i ciemniejszy kolor.
Wszystkie drzewa drzewiaste mają korę zewnętrzną, która stale się odnawia i chroni drzewo przed atakami szkodników i wpływami środowiska, takimi jak ogień i urazy mechaniczne. Niektóre drzewa mają grubą korę, która jest odporna na zranienia. Inne łatwo ulegają urazom, ponieważ mają cienką korę. W miarę jak drzewo zwiększa swoją grubość, zewnętrzna część kory musi się poddawać, tworząc grzbiety i pęknięcia. W końcu zewnętrzna kora odpada.
Wzrost pod ziemią
Korzenie mogą rosnąć na długość, średnicę i liczbę. Na końcu korzenia znajduje się czapeczka. Ta czapeczka chroni korzeń i musi być stale wymieniana, gdy korzeń przedziera się przez glebę. Za czapeczką korzenia znajduje się merystem, który wytwarza nowe komórki dla czapeczki i dla wydłużenia korzenia. Te nowe komórki wydłużają się, dzielą i różnicują w części korzenia, gdy ten przeciska się przez glebę.
Rośnięcie średnicy korzenia jest podobne do wzrostu w łodydze, gdzie kambium naczyniowe produkuje drewno (ksylem) i korę (łyko). Kilka różnic pomiędzy wzrostem średnicy korzenia i pędu to: (1) wzrost kambium jest znacznie bardziej nieregularny w korzeniach, co powoduje, że korzenie są owalne lub nieregularne w przekroju poprzecznym, oraz (2) istnieje większa zmienność średnicy z wiekiem i w przypadku korzeni poziomych w porównaniu z korzeniami pionowymi.
Korzenie mogą również wyrastać nowe korzenie boczne, które tworzą się i rozgałęziają od korzenia głównego. Niektóre komórki znajdujące się w warstwie wewnątrz korzenia wytwarzają nowe primordium korzenia. Ten nowy merystem dzieli się i wydłuża, wypychając korzeń na zewnątrz przez korzeń macierzysty.
Proces fizjologiczny
Podczas procesu transpiracji woda paruje z liści przez otwory w liściach zwane stomata, pociągając za sobą przylegające cząsteczki wody. To przyciąganie wody i składników odżywczych pomaga wciągnąć wodę i składniki odżywcze w górę pnia i do liści. Ponadto, niektóre drzewa mogą być zdolne do wywierania działania pompującego, aby przepchnąć wodę w górę drzewa.
Fotosynteza, przeprowadzana w liściach, gałązkach i innych zielonych częściach roślin, wytwarza cukry (i inne składniki), które są wykorzystywane przez drzewo do wykonywania wielu funkcji. Cukry, regulatory wzrostu i białka są przemieszczane po roślinie we floemie. Gdy cukier dotrze do miejsca, w którym się znajduje, jest wykorzystywany jako energia do normalnych procesów lub jest przechowywany jako skrobia do późniejszego wykorzystania. Drzewa potrzebują zmagazynowanej skrobi do wykonywania normalnych funkcji, zwłaszcza do przerwania spoczynku w drzewach klimatu umiarkowanego.
Żywotność
Gatunki drzew mają szeroki zakres długości życia. Na przykład, podczas gdy drzewa brzoskwiniowe mogą żyć tylko 30 lat, dęby mogą żyć 200 lat, cyprysy 1600 lat, a sosny szczeciniaste do 5000 lat w niezakłóconym miejscu w lesie. Przeciętne drzewo w środowisku miejskim ma jednak tylko jedną dziesiątą długości życia drzewa na stanowisku wiejskim.
Gdy drzewo się starzeje: (1) wzrost spowalnia; (2) drzewa są bardziej podatne na choroby i owady; (3) wierzchołki drzew są bardziej podatne na obumieranie; (4) rany kompartmentalizują się wolniej; (5) jest mniejsza liczba liści w stosunku do wielkości drzewa; i (6) jest zwiększona liczba martwych gałęzi. Wszystkie te cechy można również zaobserwować u drzew miejskich, które zaczynają obumierać i/lub wykazują oznaki słabego zdrowia.
Bell, A.D. 1991. Plant Form: Ilustrowany przewodnik po morfologii roślin kwitnących. Oxford Univ. Press. New York. 341 pp.
Fahn, A. 1991. Anatomia roślin. Fourth edition. Pergamon Press. Oxford. 588 pp.
Harris, R.W. 1992. Integrated Management of Landscape Trees, Shrubs, and Vines. 2nd edition. Prentice-Hall. New Jersey. 674 pp.
Kozlowski, T.T., P.J. Kramer and S.G. Pallardy. 1991. The Physiological Ecology of Woody Plants. Academic Press. New York. 657 pp.
Laetsch, W.M. 1979. Rośliny – podstawowe pojęcia z botaniki. Little, Brown and Company. Boston. 510 pp.
Mosbrugger, V. 1990. The Tree Habit in Land Plants. In: S. Bhattacharji, G.M. Friedman, H.J. Neugebauer, and A. Seilacher (eds.). Lecture Notes in Earth Sciences , Vol. 28. Springer-Verlag. Berlin. 161 pp.
Wilson, B.F. The Growing Tree. 1984. Univ. Mass. Press. Amherst. 138 pp.