Корреляция и полярность. 
Значение этих явлений в практике сельского хозяйства

Все органы растительного организма взаимосвязаны и влияют на рост друг друга. Влияние одних частей организма на рост и развитие других называют корреляцией. Корреляции могут быть стимулирующими или тормозящими. Например, корень стимулирует рост побега, наличие на стеблевых черенках листьев стимулирует образование у них корней, формирующиеся семена стимулируют рост околоплодника. При коррелятивном торможении один орган угнетает рост другого, при удалении тормозящего органа рост угнетенного усиливается. Наиболее известным случаем коррелятивного торможения роста является апикальное доминирование. Апикальное доминирование — это торможение роста побегов (или корней) под влиянием верхушки побега (или корня). Если у белокочанной капусты удалить образующийся кочан (верхушечную почку), то на стебле образуется много маленьких кочанов. Таким образом, нарушение апикального доминирования является причиной превращения одной жизненной формы в другую. Если верхушку главного побега удаляют у сосны или ели, то из верхней пазушной почки возникает побег, растущий вертикально как главный, т. е. плагиотропный побег становится ортотропным. Ортотропным называется побег, растущий вертикально, плагиотропным — растущий под острым или тупым углом к ортотропному побегу. Органы, расположенные под прямым углом к ортотропным, называются диатропными.

Итак, тормозящее влияние верхушечной почки на рост боковых почек может быть выражено в разной степени: 1) полное подавление ветвления; 2) замедление роста боковых побегов или корней; 3) подавление вертикального роста боковых побегов (изменяется угол ветвления). Апикальное доминирование широко распространено, оно наблюдается не только у семенных растений, но у мохои папоротниковидных. Изучение корреляций привело ученых к мысли об участии в этих процессах специальных веществ, регулирующих рост и аналогичных гормонам животных. Корреляции обусловлены не только гормонами, но и передвижением по растению питательных веществ, выполняющих энергетическую и строительную функции. Хотя удаление одних органов может вызвать приток питательных веществ к другим, прямого влияния перераспределения питательных веществ на соотношение роста разных органов нет.

Таким образом, в результате корреляций могут меняться скорость и характер роста, расположение органов в пространстве. Корреляции связаны с полярностью.

Полярность. Замечательная особенность семенного растения — наличие у него главной оси, на одном конце которой делящиеся клетки меристемы образуют листья и стебель, а на другом — корень. Ось определяет продольное направление организма. Вдоль этой оси и симметрично по отношению к ней развиваются листья, боковые побеги или корни, имеющие собственные оси полярности. Обычно рост вдоль оси происходит быстрее, чем перпендикулярно к ней, так что образуются удлиненные формы, хотя имеются и исключения. Морфологическую неодинаковость противоположных полюсов (верхушка/основание) оси целого растения или органа назвали полярностью. Полярность оси определяет лучшее расположение органов, выполняющих разные функции по отношению к внешней среде. Полярность характерна и для животных, и для растений, для целого организма и его органов, для споровых растений и водорослей. Так, у большинства нитчатых водорослей различаются ризоидальный и талломный полюса. Переход от одного полюса к другому постепенен. Например, по мере удаления от верхушки стебля уменьшается его способность к образованию листьев и увеличивается способность к образованию корней. Полярность листа заключается в том, что он состоит из черешка и листовой пластинки. Клубни и плоды — органы, не имеющие полярности, или она у них слабо выражена. Проявление полярности известно давно и используется в садоводческой практике при вегетативном размножении. Ещё Г. Фёхтинг (Германия, 1878) в своем опыте срезал черенки ивы и помещал их во влажную камеру, причем часть черенков переворачивал на 180⁰. Независимо от положения черенка в камере корни образовывались на морфологически нижнем конце, а побеги — на морфологически верхнем. Если такой черенок он разрезал поперёк на две или несколько частей, то на каждой части образовывались корни и побеги, сохраняя ту же полярность.

Итак, корневой полюс срастается со стеблевым, но два одноименных полюса, соединенные вместе, не срастаются. Следовательно, ткани полярны. Фёхтинг также обнаружил, что квадратный кусочек паренхимных клеток, вырезанный из корнеплода свеклы и вставленный на свое прежнее место, прирастал к соседним клеткам, а при перевертывании его на 180⁰ срастания не происходило. С видимой морфологической полярностью связаны и физиологические различия. Физиологическая полярность высшего растения и его органов состоит, например, в том, что передвижение веществ, происходит вдоль оси вверх или вниз. Так, азотистые вещества транспортируются из корней в листья, а углеводы — в корни; транспирационный ток направлен от корней к испаряющей поверхности листьев. Существуют различия в величине биоэлектрических потенциалов, в значении pH, скорости дыхания, концентрации осмотически активных веществ, гормонов. У цветковых растений интенсивность дыхания в зоне деления клеток меньше, чем в расположенной ниже зоне растяжения стебля. Концентрация растворимых веществ в стебле кукурузы наименьшая в нижних междоузлиях и повышается по направлению к верхушке. В результате вдоль основных осей организма возникают физиологические градиенты. Градиент — это постепенное количественное изменение морфологических, биохимических или функциональных свойств вдоль одной из осей тела растения или его органа. Наличие различных градиентов, как считают исследователи, определяет эти оси и является главным фактором происхождения полярности. Полярность не является изначальным, всегда существующим свойством, она возникает под влиянием условий. Вторая причина поляризации — сила тяжести, играющая особенно большую роль в темноте. Она индуцирует образование корня или ризоида. Когда спора прорастает, сторона, лежащая на почве, обычно становится тем концом, на котором образуются ризоиды.

Поляризацию клеток могут вызвать и другие факторы: градиент pH, электрическое поле и пр. Поляризация определяет расположение осей, обусловливающих форму клетки.