Эволюция форм растений

В простейшем случае тело растений имеет форму шара, например одно­клеточные бактерии — кокки, многие водоросли — хроококки, хлорококки и многие другие (рис. 6, 1).

Необходимость увеличения поверхности соприкосновения с внешней средой привела к выработке у растений форм, обладающих большой поверх­ностью (при одинаковом объеме). Появляются цилиндрические, палочковидные, нитчатые и т. п. формы, которые мы встречаем у ныне живущих низших растений — водорослей, грибов, бактерий, сохра­няющих еще одноклеточное строение. Такие одноклеточные формы иногда очень сложно устроены. Особенно интересна в этом отношении морская во­доросль каулерпа (Caulerpa) (рис. 6, 3). Она достигает 60 см длины и имеет стелющийся «стебелек», растущий одним концом и постепенно отмирающий на противоположном конце (явление полярности). Вниз от стебля отходят пучки «корешков», которыми растение прикрепляется к морскому дну. На верхней стороне стебель производит пластинчатые выросты, напоминающие листья. Перед нами растение, как бы расчлененное, наподобие сухопутных, на корень, стебель и листья. Рассматривая в микроскоп, обнаружим внутри тела каулерпы наличие одной полости, протягивающейся через все тело растения. Таким образом, Caulerpa — одноклеточное или, вернее, не­клеточное растение. Однако дальнейшего развития подобные формы не по­лучили.

Увеличение поверхности может быть достигнуто и другим путем: при делении вновь образующиеся особи могут оставаться соединенными. При сохранении индивидуальных особенностей — в форме, строении, функци­ях — такие скопления клеток образовали так называемые колонии. Вероятно, образование колониальных организмов имело место еще на очень ранних ступенях развития растительного мира. Среди ныне живущих ра­стений такие колониальные организмы известны у водорослей — Pleurococcus, Gonium (рис. 6, 4) и др.

Рис. 6. Развитие формы у растений: 1. Одноклеточная водоросль хлорококк. 2. Водо­росль Botrydium. 3. Водоросль Caulerpa (неклеточное строение). 4. Колониальная водоросль Gonium. 5. Ко­лониальная водоросль Volvox с разделением функ­ций между клетками; а — клетки, служащие для размножения

Дальнейшее усложнение колониальных организмов выражается в появ­лении разделения функций между клетками, составляющими колонию. При­мером таких более сложных колониальных форм может служить вольвокс (Volvox, рис. 6, 5), шаровидная колония которого состоит из 70—75 тысяч клеток. Из этого огромного числа клеток размножение осуществляют не­сколько клеток, которые обнаруживают ряд специальных приспособле­ний, обеспечивающих оплодотворение и поддержание жизни вида.

Однако и этот путь развития формы не получил широкого распро­странения. Volvox является наиболее сложной формой этого типа.

С появлением полярности остающиеся после деления соеди­ненными клетки могли дать начало нитчатым формам.

Первоначально все клетки такой нити были равноправны. В дальней­шем развитии нижняя клетка, служащая для прикрепления нити к суб­страту, вытягивается и приобретает форму, отличную от остальных клеток нити (так называемая ризоидальная клетка). Такую форму имеет, например, зеленая водоросль Ulothrix (рис. 7, 1) и многие другие. Затем появилась дифференцировка клеток на вегетативные и на клетки, служащие для размножения.

Благодаря делению клеток организма нитчатой структуры в двух на­правлениях (плоскостях) могли появляться пластинчатые формы, например ульва (Ulva) — из зеленых водорослей (рис. 7, 2).

Вследствие переплетения нитей, срастания их по продольной оси могли образоваться сложные многослойные тела. Так образуются, например, тела многих современных грибов, лишайников, водорослей.

Рис. 7. Развитие формы у растений: 1. Нитчатая водоросль Ulothrix с ризоидальной бесцветной клеткой (а). 2. Пластинчатая водо­росль Ulva. 3. Разрез пластинки. 4. Таллом Marchantia polymorpha

При делении клеток в трех различных направлениях могли образовать­ся пластинчатые многослойные формы, характерные для многих водорослей, грибов и некоторых простейших высших сухопут­ных растений, например Marchantia и другие печеночники (рис. 7, 4).

Тело их, не расчлененное на стебель и листья, называется слоеви­щем, талломом.

В дальнейшей эволюции, протекавшей в условиях главным образом воздушной, сухопутной среды, из таких распластанных на поверхности почвы талломов образовались листостебельные формы. Вер­тикально стоящий стебель, несущий листья — плоские пластинчатые об­разования, наилучшим образом поглощает свет и улавливает углекислый газ воздуха. Материал с сайта http://worldof.school

В воздушной среде наиболее резко ощущается недостаток влаги, кото­рая доставляется растению лишь нижней частью его из почвы, а не вос­принимается всей поверхностью тела, как это было в водной среде. Это дало толчок к развитию корней. Первоначально тонкие нити — выросты клеток (ризоиды) — выполняли эту функцию. По мере увеличения размеров тела растения образовались корни.

Наконец, дифференцировка внутреннего строения нашла выражение в сложных проводящих системах, характеризующих листо­стебельное растение.

Длительный и сложный процесс формообразования в растительном мире, приведший к образованию высокоорганизованных, сильно расчлененных листостебельных растений с их совершенными системами проводящих тка­ней (ксилема, флоэма и т. д.), протекал в тесной связи с жизненной обстановкой. Особенно важным этапом в развитии растительных форм является переход растений от перво­начальной — водной — среды обитания к наземному, сухопутному существованию. Растения корен­ным образом перестроились во внешнем и внутреннем строении. Чрезвы­чайно большое разнообразие местообитаний (горы, равнины, влажные, сухие местообитания, холодные, жаркие области земной поверхности и т. д.) в наземных условиях привело к образованию всего того неисчислимого количества растительных форм — от пигмеев растительного мира, величиной в несколько миллиметров, до великанов растительного мира — эвкалиптов, секвой и других мощных деревьев, достигающих высоты 150 м и более.

На этой странице материал по темам:

• Баланс энергии в биосфере