Миллиарды лет назад наша Земля была голой, безжизненной планетой. И вот на ее поверхности появилась жизнь — те первые, самые примитивные формы живых существ, развитие которых привело к бесконечному разнообразию окружающей нас природы. Как же происходило это развитие? Как появились на Земле животные, растения, как они видоизменялись? На некоторые из этих вопросов ответит данная книга. Ее автор, выдающийся советский ученый академик В. Л. Комаров, описал в ней историю растительного мира Земли — от простейших одноклеточных бактерий до современных нам высокоразвитых цветковых растений. Этот долгий путь развития автор рисует в тесной связи с общей историей Земли, с изменениями ее природных условий, рельефа, климата. Книга написана популярно, легко читается и принесет большую пользу самому широкому кругу читателей, обладающих элементарными сведениями из области биологии в объеме школьного курса.
Книга: Происхождение растений
1. КАК ПРОИЗОШЕЛ КОРЕНЬ
1. КАК ПРОИЗОШЕЛ КОРЕНЬ
Водоросли, как живущие в морях солоноводные, так и живущие в пресных водах озер, рек и пр. впитывают воду всей поверхностью. Каждая их клетка, граничащая с внешней средой, представляет собою осмотический аппарат, всасывающий растворы минеральных солей и газов и отдающий растворы органических соединений, напр. органических кислот и их солей. Даже те водоросли, которые живут на коре деревьев или на скалах, одевая их зелеными (плеурококки, празиола) или красными (трентеполия) пятнами, поглощают воды росы или дождя всей поверхностью. Если же росы и дождя нет, то они на время замирают, чтобы снова стать деятельными, лишь только дождь коснется их снова. Ясно, что у них и не может быть специальных органов всасывания воды.
Мхи начинают свою жизнь стадией предростка, построенного наподобие водоросли и погруженного в воду. В редких случаях, когда предросток мха развивается на обсыхающей почве, отдельные его ветви оказываются в земле, и на них развиваются длинные трубчатые клетки, называемые ризоидами, которые всасывают воду, в то время как верхняя, находящаяся на свету часть предростка ее испаряет.
В виде исключения имеется несколько водорослей, имеющих как бы два конца: всасывающий и испаряющий; иначе говоря, им свойственны явления полярности. Нижний полюс погружен в почву и поглощает воду, верхний обращен к солнцу и ее теряет.
Такова, например, маленькая водоросль ботридий (Botrydium granulatum ), растущая на отмелях и на сырых пашнях. Вся она имеет грушевидную форму, а нижняя ее часть вытянута в узкую ветвистую у основания трубочку. Внутренних перегородок у ботридия нет, строение его сифонное, и вся протоплазма, если освещение слишком сильное, перекочевывает свободно вниз и так же свободно подымается наверх, если небо пасмурно. Воду ботридий поглощает нижней своей частью, разветвления которой называются ризоидами.
Полярность, т. е. противоположение испаряющей части растения и части, всасывающей воду, — вот первый импульс к образованию первых корнеподобных органов.
Гаметофиты мхов, даже наиболее крупных (исключение — сфагновые мхи и мхи подводные), поглощают воду также ризоидами, т. е. отдельными клетками, покрывающими нижнюю часть стебля. Никакого подобия настоящего корня у мхов нет, как вообще его нет ни у одного гаметофита гаплоида. Зародыш мха, развивающийся из оплодотворенной яйцеклетки и поэтому диплоидный, имеет палочкообразную или овальную форму, он или вовсе не дифференцирован, или же имеет слабо отличающуюся пяту, с помощью которой присасывается к тканям стебля растения матери и из них всасывает водные растворы.
У древнейшей группы наземных растений, у псилофитов, корней не было вовсе, воду они вбирали, так же как и мхи, с помощью ризоидов. Только у рода астероксилон, побеги которого слабо напоминают плауновые растения, есть вильчато разветвленные, отходящие от корневища отростки, напоминающие корни.
У плаунов, хвощей и у всех папоротников, как у растений диплоидных, корни уже вполне развиты. Они всегда невелики, отходят от корневища или от коры стебля и неглубоко погружаются в почву. Ввиду того, что все эти растения жили и живут во влажных местностях, они могут довольствоваться поверхностными корнями.
Чем крупнее растение, чем более развита его испаряющая крона, тем более повышается потребность в глубоко зарывающейся в почву мощной корневой системе.
У голосеменных растений впервые появляется стержневой корень, закладывающийся уже в период развития зародыша в семени. Такой корень дает возможность молодому растению быстро углубиться в почву и распределить боковые мочки в таком слое почвы, который наилучше обеспечивает водоснабжение растения.
Однако у корня есть и еще функция — это функция прикрепления к почве, функция механическая. Уже у крупных морских водорослей типа ламинарии от нижней части стебля отходят мощные ризоиды, впивающиеся в камни и удерживающие водоросль на определенной глубине, как бы ни били ее волны. Здесь функция всасывания не имеет значения, все дело в механическом сопротивлении среде.
Корни наших деревьев должны отвечать огромному сопротивлению, так как ветер очень сильно давит на обширную площадь кроны; дерево гнется, иногда ломается, а корни не поддаются, сохраняя связь менаду деревом и почвою. Зато при условиях, неблагоприятных развитию корневой системы, ветровал неизбежен.
У растений, живущих на очень сухих почвах, поражает длина корней, часто во много раз превышающая в вышину наземные части растения.
Напомним, что анатомически корень состоит из основного цилиндра, коры, конуса нарастания и защищающего этот конус чехлика. Кора на некотором расстоянии от конца корня несет зону корневых волосков, усиливающих всасывание. Осевой цилиндр содержит в себе проводящие воду сосуды, через которые она поступает в стебель. Клетки коры развивают колоссальное осмотическое давление, обеспечивающее движение воды в сосудах. Если корень находится в симбиозе с грибками, образуя микоризу, то корневые волоски, как правило, отсутствуют.
Наконец, не надо забывать, что корень постоянно растет и своими движениями при этом роет землю. Подвергаясь действию внешних факторов, как то: силе тяжести, свету, теплу, влажности, присутствию кислорода воздуха и химизму почвенного раствора, — корень растет неравномерно, искривляется и проникает в наиболее благоприятные для него слои почвы. Таков результат длительной, постоянно поддерживающейся борьбы за существование. Разумеется, и эта способность корня ориентироваться в почве далась не сразу, а выработалась постепенно.
Рекомендуем ознакомится: http://ours-nature.ru