Владимир Цимбал - Растения. Параллельный мир
Прежде чем говорить о чем-нибудь, нужно договориться, а что мы будем понимать под тем или иным названием, термином. Эта книга о высших растениях. А что это такое, чем они отличаются от низших и, вообще, какие бывают растения?
Для того чтобы ответить на эти вопросы, нам с вами придётся в этой главе разобраться с устройством высших растений, с особенностями их размножения, роста, развития. Конечно, придётся запомнить и некоторые ботанические термины. Но без этого невозможно говорить ни о чём, кроме как о том, что «на пне секвойи может разместиться джазовый оркестр и танцевать тридцать пар». Такие факты из «жизни растений» вы можете легко найти в любой из многочисленных ныне детских энциклопедий. Мы же попытаемся поговорить чуть более серьёзно.
Начнём с того, что чёткой границы между царствами растений и животных нет. Так же как нет чёткой границы между, например, царствами растений и грибов, между классами пресмыкающихся и млекопитающих или между птицами и динозаврами. Да и между любыми другими, придуманными человеком, группами живых существ. Природа гораздо сложнее и многообразнее любой схемы. Всегда можно найти существо, которое не вписывается ни в одну из существующих групп. Но и без схем, без условных названий, без некоторого упрощения тоже не обойтись. Так же, как физик для решения сложной задачи создаёт упрощённую математическую модель, так и зоологи и ботаники создают свою модель мира живых существ. И стараются всех обитателей Земли определить на подписанные полочки. И мы с вами давайте определим, какое существо будет у нас растением, а какое животным.
Основным признаком, характерным для растений, будем считать способность к питанию с помощью фотосинтеза, то есть получения питательных органических веществ (в основном, глюкозы) из неорганических (вода, углекислый газ) под воздействием света. Признак этот основной, но не единственный. Строго говоря, необходимо учитывать ещё целый ряд особенностей, присущих растениям. Это, например, и своеобразный химический состав клетки, и наличие целлюлозы в клеточной оболочке. Поэтому к растениям не относят цианобионтов (раньше их называли сине-зелёными водорослями). Хоть они и живут фотосинтезом, но принадлежат к другому царству — царству бактерий.
Животные же, как и грибы, не способны к переработке неорганических веществ и питаются иначе, они «едят» уже готовую органику.
Повторюсь ещё раз — есть организмы, которые сочетают оба способа питания, и этих существ некоторые относят к растениям, а некоторые — к животным. Например, известная всем из школьного курса биологии эвглена зелёная. Конечно, эвглена — существо одноклеточное, вроде бы даже и не «настоящее» растение. Но способность менять на протяжении своей жизни способ питания присущ не только ей. Многие водоросли и даже высшие растения способны «отказаться» от фотосинтеза. Например, некоторые орхидеи могут много лет не показываться на поверхности, а жить и расти под землёй, без доступа света, и вести, таким образом, совершенно грибной образ жизни.
Но всё же, несмотря на все вышеперечисленные исключения, можно сказать, что они лишь подтверждают правило: процесс фотосинтеза — важнейшая черта растительной клетки.
Так, о растениях вообще мы с вами договорились, а что такое «высшие растения»? Если спросить об этом учёного, он скажет, что высшие растения имеют многоклеточные органы размножения, органы газообмена (устьица) и различные по своему строению и назначению ткани тела.
Давайте поступим немного проще и назовём высшими те растения, у которых существуют различные специальные органы. То есть у высших растений есть стебель, корень, листья. В стебле есть ткани, служащие для решения разных задач — одни проводят воду от корней к листьям, другие — наоборот, снабжают корни питательными веществами, выработанными зелёными, фотосинтезирующими органами. На листьях есть устьица — сложно устроенные приспособления для дыхания растений. Но, опять же, нет правил без исключений. Например, у мхов, хотя они и относятся к высшим растениям, нет корней, да и листья их вовсе и не настоящие листья с ботанической точки зрения.
Мы немного упростили понятие «высшее растение», и получилось, что в этой книге «высшее растение» и «наземное растение» примерно одно и то же. Ну, что ж, пусть так оно и будет. Во многом, так оно и есть на самом деле. Правда, есть высшие растения, живущие в воде. К примеру, хорошо знакомая аквариумистам кубышка или водяные лилии — нимфеи, но эти растения имели сухопутных предков и переселились в воду с суши.
А что, вы скажете, разве есть растения, у которых нет стебля, листьев, корней? Да, у низших растений всего этого нет. Все одноклеточные растения — низшие. Водоросли (не путать с растениями, живущими в воде, среди них много высших!) тоже низшие растения. Их тело, таллом, не разделено на органы, хотя иногда таллом водорослей и выглядит на первый взгляд так, что производит впечатление настоящего облиственного побега со «стеблем», «листьями» и «корнями». Нет у водорослей и различных по своему строению и назначению тканей. Организм водоросли построен из одинаковых клеток.
Какие же современные растения подпадают под понятие «высшие»? Назовём их основные группы, а именно (рис. 1):
— моховидные,
— плауновидные,
— членистостебельные (например, хвощи),
— папоротникообразные или папоротники,
— голосеменные (например, хвойные),
— покрытосеменные или цветковые.
Эти основные группы называются отделами. Мы перечислили здесь шесть отделов высших растений. Эти растения живут на Земле вместе с нами и сегодня, но есть ещё полностью вымершие отделы. Например, псилофиты (в современной литературе их называют риниофитами, по роду Rhynia) а так же прогимноспермы, то есть «предголосеменные».
Рис. 1. Генеологическое древо высших растений.Вообще, систематика высших растений — понятие не устоявшееся, не определённое раз и навсегда. Время от времени учёные изменяют и уточняют созданную ранее классификацию. Так, например, выдающийся отечественный ботаник Армен Леонович Тахтаджян предлагал выделять ещё один отдел — псилотовидных. Псилотовидные (или псилотовые) — это своеобразные ныне живущие растения, не имеющие настоящих корней, очень похожие на вымершие псилофиты. Ранее их относили к плауновидным, но по результатам последних исследований отнесли к отделу папоротникообразных.
Некоторое время назад в специальной литературе, посвящённой споровым растениям, можно было встретить мнение, что папоротники из группы ужовниковых — вовсе и не папоротники, а дожившие до наших дней представители очень древнего отдела предголосеменных. Действительно, в строении этих растений много отличий от остальных папоротниковидных. Например, в их стебле есть настоящая вторичная древесина, почти такая же, как у хвойных. Да и по внешнему виду они не очень напоминают «классический» папоротник (фото 1).
Фото 1. Botrychium lunaria (гроздовник полулунный). Тот самый легендарный папоротник, якобы зацветающий в ночь на Ивана Купалу и называемый в народе ключ-травой. Подмосковье.Есть среди исследователей и другие разногласия, касающиеся классификации представителей растительного царства. Некоторые учёные объединяют плауновидные, членистостебельные и папоротники в один отдел — птеридофиты, а для псилофитов используют название проптеридофиты.
Таких примеров много, и говорят они о том, что в науке о растениях ещё много «белых пятен».
Но мы с вами всё же будем придерживаться в основном более традиционной системы, принятой на данный момент большинством ботаников.
Число видов высших растений огромно — на данный момент насчитывается около 300 тысяч, а многие ботаники оценивают их количество в 500 тысяч. Даже сейчас, когда может показаться, что все растения уже открыты, примерно каждую неделю учёные описывают один новый вид. А относительно недавно, в 1994 году, в Австралии, в каких-то 150 километрах от Сиднея была обнаружена группа хвойных деревьев (не больше ста экземпляров) неизвестного ранее рода! Надо сказать, что родов ныне живущих хвойных всего-то осталось чуть больше шестидесяти и, казалось бы, все они известны. Но факт есть факт. Не в непроходимых джунглях, а в пригороде столицы росли деревья неописанного вида и рода. Этот род назвали Wollemia, единственный вид — Wollemia nobilis, в честь Дэвида Нобла, служащего национального парка, который и обнаружил рощицу. Место, где растут воллемии, засекречено. Ведь в Австралии много любителей ботанических редкостей! Даже журналистов возили к ним на вертолёте с завязанными глазами. По крайней мере, так они сами утверждают, а уж верить им или нет — решать вам. Но вернёмся к нашим подсчётам.
По числу видов самые многочисленные растения — покрытосеменные или цветковые, на втором месте — мохообразные или мхи, на третьем — папоротники. Из когда-то многочисленных членистостебельных остался лишь один род — хвощ, примерно с 30 видами, да и голосеменные и плауновидные сильно сдали свои позиции.
