Выход на сушу
Cтроение тела обычного растения легче всего объяснить на основе длительной эволюционной истории и особенно с учетом факторов, действовавших при выходе организмов на сушу. Потребности автотрофов относительно просты: свет, вода, углекислота для фотосинтеза, кислород для дыхания и некоторое количество минеральных веществ или неорганических ионов. На суше достаточно света, а также кислорода и углекислоты, которые, кроме того, циркулируют в воздухе быстрее, чем в воде, а почва обычно богата неорганикой. Таким образом, критическим фактором для освоения суши является вода.
Наземные животные, как правило, подвижны и могут отыскивать воду так же, как они отыскивают пищу. Грибы неподвижны, но живут в основном под поверхностью почвы или во влажном органическом субстрате, который дает им пищу. Растения используют альтернативную эволюционную стратегию. Корни закрепляют их в грунте и поглощают воду, необходимую для поддержания формы тела и фотосинтеза, а стебли служат опорой основным фотосинтезиру-ющим органам — листьям. Вода непрерывно поступает в корневые волоски, движется вверх по корням и стеблям, а затем выводится наружу листьями. Все надземные части растения, в конечном счете участвующие в фотосинтезе, покрыты восковидной кутикулой, снижающей потери воды, но одновременно затрудняющей необходимый газообмен между растением и окружающим воздухом. Эта дилемма решается с помощью специальных отверстий — устьиц, которые открываются и закрываются в ответ на внешние и внутренние сигналы, помогая таким образом поддерживать нужное соотношение между расходом воды и потребностями в углекислоте и кислороде.
У молодых и у живущих один год растений (однолетников) стебель также является фотосинтезирующим органом. У более долговечных видов (многолетников) он зачастую утолщается, одревесневает и покрывается пробкой, которая, как и кутикула, снижает потери воды. В обоих случаях стебель служит для транспорта через сосудистую (проводящую) систему разнообразных веществ между фотосинтезирующими и нефотосинтезирующими частями растения. Эта система состоит из двух основных компонентов: ксилемы, по которой вода проходит вверх по растению) и флоэмы, разносящей питательные вещества, образованные в листьях и других фотосинтезирующих органах, по всему его телу. На присутствие именно такой эффективной проводящей системы указывает название основной группы растений — сосудистые.
В отличие от животных растения всю жизнь растут. Их рост обеспечивается меристемами — ограниченными участками тканей, постоянно сохраняющих эмбриональное состояние ХВерхушечные (апикальные) меристемы, расположенные на концах всех корней и побегов, обеспечивают удлинение растений. В результате корни все время отыскивают новые источники воды и минеральных веществ, а фотосинте-зирующие органы всегда тянутся к свету. Рост за счет верхушечных меристем называется первичным. Вторичный рост обусловлен двумя латеральными меристемами — сосудистым камбием и пробковым камбием (феллогеном). Он приводит к утолщению стеблей, ветвей и корней.
Растения должны были также преодолеть ряд трудностей, связанных с размножением на суше. Сначала у них возникли устойчивые к сухости споры, а затем развились сложные многоклеточные структуры с гаметами (половыми клетками) внутри. У семенных растений, к которым относятся почти все обычные сухопутные виды, за исключением папоротников, мхов и печеночников, зародыш защищен от иссушения и врагов специальными покровами, образуемыми родительским организмом.
Итак, для сосудистого растения характерны корневая система, служащая для закрепления в субстрате и поглощения из почвы воды и неорганических ионов, стебель или ствол, выносящий фотосинтезирующие части тела растения к источнику энергии, Солнцу, и листья, высокоспециализированные фотосинтезирующие органы. Корни, стебли и листья связаны между собой сложной и эффективной системой проведения питательных веществ и воды. Репродуктивные клетки растения погружены внутрь многоклеточных структур, а у семенных растений зародыши защищены прочными покровами. Все эти признаки являются адаптациями к автотрофной жизни на суше.
Рекомендуем почитать
Статья добавлена 10:10 в рубрику Ботаника. Вы можете посмотреть все комментарии используя RSS 2.0 фид. Комментарии и пинги закрыты.