Том 1 (1109823), страница 5
Текст из файла (страница 5)
 — саванны, тропические биаиы, отличающиеся резко выразкен- ным сухим сезоном. В Африке (покгыан знаменитый крагпер Пгоронюро в Тан- зании) они населены огромными ста- дами травоядных млекопитаюисих, например этими гну. Дерево на снимке — молочай. à — области с климатом средиземноморского типа встречаготсл на Земле редко. Для них «арактерньг прохладнан, олажнаи зима — время развития растений и жаркое, сухое легло, когда расгпения находюпся в состоянии покоя. Показана западная окраине пуппыни Михове в Килифорним, близ Ланкастера, покрытия калифор нийскими маками и другиии травяни- сгпыми видами, прекрасно растущими в таких условиях Образование Земли Появление Оьтэззрзэт 111 ч 59 мяя 30 с нзчьРЯ1 Появления иветховйх растений Древнейшие звчстяых ых пород Растения захваты Древнейшие ископаемые многоклечочн Древнейшие ископаемые (прокариоты) Первые явчогрофы Дрсяяейшяе нсхопзеыые эукариоты Масштаб: 1 с = 52 гыс.
лат 1 ыин = 3,125 ылн. лет 1 ч =- 187,5 ылн. лет Свободный кислород я атмосфере конечно, лес еще сохранится) можно будет встретить в основном те хсе виды растений н животных, причем в очень близких к прежнему количествах. Экосистема функционирует как единое целое несмотря на то, что многие входящие в ее состав организмы конкурируют за ресурсы. Фактически каждое живое сущеспю, даже мельчайшая бактериальная клетка или спора гриба, служит пищей для других организмов. В результате солнечная энергия, поглощенная зелеными растениями, прежде чем рассеяться, переносится по тонко отрегулированным цепям, включающим разные группы организмов. Более того, взаимодействие их друг с другом и с неживой средой приводит к упорядоченному круговороту элементов, например азота и фосфора.
Энергия должна постоянно подводиться к экосисгеме, а элементы, входящие в состав организмов, возвращаются с их остатками в почву и после разложения ях обитающими там грибами и бактериями вновь вступают в цикл. Перенос энергии и круговорот элементов включают сложную последовательность событий, в которой каждая группа организмов играет строго определенную роль. поэтому невозможно изменить ни одной составной части экосистемы без риска нарушить равновесие, от которого зависит ее стабильность. Основу продуктивности практически всех экосистем составляют растения, водоросли и фотосинтезирующие бактерни — единственные формы живого, способные поглогцать солнечную энергию и синтезировать органические молекулы.
необходимые для жизни нм самим и всем другим организмам. Существует примерно полмиллиона автотрофных видов я по крайней мере в 8 или 10 раз больше полностью зависящих от них гетеротрофных. Животные, включая человека, могут получать многие вещества, в том числе незаменимые аминокислоты, витамины н минеральные компонентьц только от растений или других фотосинтеэирующих Рш. 1-10. 1(изэерблаля биалазичагмай эволюции.
Жизнь а истории ЗЕмли возникла даяальяа рама (до б ч утра ла 24-часааой шкале). Мяозаклеточяых эрхашилюа яе было являть да сумерек элиах «суток», а Нопт заруеич назвался менее чзлл за минуту да полуночи форм. Более того, кислород, выделяемый этими организмами в атмосферу, делает возможным само существование жизни на суше и в верхних слоях океана. Он необходим подавляющему большинству существ„включая самих автотрофов, для реакций энергетического обмена. ПОЯВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА Люди появились в ходе органической эволюции относительно недавно (рис. 1-10). Если всю прошлую историю Земли предсгавить в виде истекших суток (с началом в полночь), то клетки воэниклн в теплых морях перед рассветом, первые многоклеточные организмы — много позже захода солнца, а первый человек — всего полминуты назад (примерно 2 млн.
лет тому назад). Однако он успел сильнее, чем любое другое животное, и почти так же, как сухопутные растения, изменить облик планеты, нересгроив биосферу в соответствии со своими потребностями, честолюбивыми замыслами или капризами. Развитие сельского хозяйства (подробнее см. гл. 30), начавшееся по крайней мере П 000 лет назад, со временем позволило большому числу людей лсить в городах. Это дало человеческой культуре возможность специализироваться и приобрести разнообразие. Одним из отличительных признаков каждой культуры является се взгляд на саму себя и природу прочих живых существ, в том числе растений. В конечном счете наука биология появилась в человеческих сообществах, существование которых стало возможным в результате окультуривания растений.
Раздел биологии, связанный с изучением растений, а также по традиции бактерий, грибов и фотосннтезирующих протистов (водорослей), называется ботаникой. Изучение растений продолжалось в течение тысячелетий, однако, подобно всем отраслям науки, оно разделилось на специализированные направления только за последние 300 лет. Немногим более 100 лет назад ботаника еще относилась к медицине, в ею занимались главным образом врачи, для которых она была увлечением или основным делом. Однако сейчас это — важная научная дисцнвлнна с многими раэделами. Физиология растений изучает, как растения функционируют, т.
е. как онн поглощают и преобразуют энергию, растут н развиваются. Морфологии растений исследует форму растений, аиатаиил растений — внутреннее строение, систенлтики, или таксономил растений, занимается их названиями и классификацией. Среди многих других специальных областей назовем цитологию (изучение клеток), генетику (науку о наследственности) и экологию, исследующую взаимоотношения живых существ со средой. В прошлом все организмы разделяли на растения и животных; с открытием микроскопических форм этот подход распространился и на них.
Грибы считались растениями, вероятно, потому, что большинство их неспособно передвигаться и по форме роста они ближе к обычным зеленым' растениям, чем к животным. Различия между бактериями н всеми прочими существами больше, чем разделяющие другие группы, что будет показано в следующей главе н более детально в гл. 11. Вирусы (гл. 12) фактически не являются живыми организмами, представляя собой лишь фрагменты генетического аппарата других существ, размножающиеся за счет изменения метаболизма клеток. Некоторые из ннх произошли от бактерий, другие, по-видимому, от эукариот. К эукариотам относится много весьма различных групп одноклеточных организмов. Гетеротрофных эукариот, по традиции называемых простейшими, относят к животным, а автотрофных к растениям (водорослям).
Однако для тех, кто детально изучает этих автотрофов и гетеротрофов, очевидно, что между ними существуют тесные взаимосвязи, и говорить о двух различных эволюционных линиях неправомерно. Поэтому теперь всех одноклеточных эукариот объединяют в царство протистов (Ргобзза), подробно рассматриваемое в гл. 14 и 15. Несколько эволюционных линий водорослей (зеленые, бурые н красные) приобрели многоклеточносгь.
Многоклеточными являются и все растения, связанные непосредственно только с зелеными водорослями, от которых, как считается, они и произошли в ходе заселения суши. Унихапьное сочетание признаков — многоклеточности, наземного образа жизни, неподвижности, способности к фотосинтезу — оправдывает выделение растений в отдельное царство, понимаемое сейчас более узко, чем в прошлом. В то время как растения питаются в результате фотосинтеза (за исключением немногих видов, которые утратили эту способность, но явно произошли от обычных), животные пищу заглатьвают, а грибы (как показано в гл.
13) впитывают (абсорбируют), предварительно переварив выделенными наружу ферментами. Каждая из этих трех эволюционных линий многоклеточных считается отдельным царством эухариот; остальных эукариот (весьма неоднородную группу) относят к царству протистов. В этой книге рассмотрены организмы, традиционно изучавшиеся ботаниками, т. е. Растения, бактерии, вирусы, грибы н автотрофные протисты (водоросли), — фактически все живые существа, кроме животных, которыми занимаются зоологи.
Хотя мы не включаем в растительное царство водоросли, грибы, бактерии и вирусы и не будем называть их в этой книге растениями, они обсуждаются здесь по традиции, а также потому, что обычно входят в ботаническую часть учебной программы подобно тому, как сама ботаника считалась когда-то частью медицины.
Однако следует иметь в виду, что вирусологии, бактериология, фвкологил (наука о водорослях) и минолоаил (наука о грибах) — вполне самостоятельные, общепризнанные области знания. В гл. 1 мы затронули широкий круг проблем от происхождения жизни на Земле до эволюции растений, экосистем и развития земледелия и цивилизации. Эти серьезные вопросы представляют интерес для многих людей различных специалыюсгей. Перед ботаниками и агрономами стоит насущная задача — прокормить быстро растущее население планеты, о чем говорится в гл. 30. Современные растения — наиболее перспективный возобновляемый источник энергии для человеческой деятельности, а ископаемые растения образовали огромные запасы газа, нефти н угля, от которых зависит вся современная промышленная цивилизация.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
