Владимир Комаров - Происхождение растений
Пытаясь узнать, откуда произошли культурные растения, мы легко находим их родину, но редко когда нам удается найти их дикого родоначальника. Мы уже нашли дикую свекловицу, дикую морковь, дикую капусту и дикую коноплю, но найти дикий картофель не удалось. Еще труднее обстоит дело с хлебными злаками. Исследуя породы этих необходимейших спутников человека, мы убеждаемся почти для каждого из них, что в его возникновении участвовало не одно дикое растение, а два или несколько. Так как помеси от скрещивания двух разных видов растений обыкновенно отличаются крупным ростом и пышностью развития, то естественно, что уже первобытные земледельцы каменного века обратили внимание именно на них и размножили помеси хлебных злаков. Подвергая имевшийся у них посевной материал отбору, люди постепенно выработали нужные им хлебные растения, никогда не существовавшие в природе, но созданные ими самими.
Таким образом создалась новейшая растительность Земли — культурная. Наше поколение является свидетелем того, как исчезают леса и степи, как всюду раскидывается золотой покров зреющих полей, чередующихся с зеленью огородов и садов.
Растительность, созданная историей Земли и проявившаяся так пышно в развитии третичных лесов, все более и более оттесняется на задний план. Ее прибежище в наше время — главным образом горы, пустыни, скалистые острова и другие не удобные для земледелия места.
Правда, на Земле еще много незанятых земель, но быстрый рост человечества за последние десятилетия показывает, что в скором времени все пригодные для земледелия территории будут заселены и заняты полями и садами.
Остается еще вопрос о заповедниках. Почти во всех странах правительства выделяют более или менее крупные участки с сохранившейся еще природой и делают их частью предметом изучения, частью территорией для отдыха. Охраняют горные леса, так как безлесные склоны легко размываются дождевыми водами, а массы камней и мелкозема, снесенные в долину, уничтожают или портят пашни.
Недалек тот день, когда заповедники и заказники различного типа одни только сохранят разнообразную природную растительность наравне с неприступными для культуры местами, все же остальное будет занято растениями культурными, выращенными и созданными человеком.
Глава XII
КАК ПРОИЗОШЛИ ГЛАВНЕЙШИЕ ОРГАНЫ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ
Многие из тех заключений, к которым мы пришли в предшествующих главах, все еще недостаточно доказаны. Неполнота палеонтологической летописи, которая в свое время так беспокоила Ч. Дарвина, все еще недостаточно пополнена и не позволяет довольствоваться ею одной, необходима поддержка со стороны других отделов ботаники.
Каждый орган растений прошел, пока не стал таким, каким мы его видим, длинную цепь изменений, и нам интересно проследить хотя бы главнейшие этапы его развития.
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.
2. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЛИСТА
У морских и пресноводных водорослей окрашено более или менее равномерно все растение. Изредка лишены хлорофилла ризоиды, да при большой толщине самой водоросли внутренние ткани могут быть очень бедны хромопластами. У мхов дело обстоит уже иначе, гаметофит мха может иметь зеленый стебель, часто плоский или крылатый, или же крыло стебля превращено в листья, морфологически вполне обособленные, а у листостебельных мхов даже и с водопроводящей жилкой.
