Том 1 (1109823), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Роль растений, а также водорослей и фотосинтезирующих бактерий заслуживает нашего внимания и по другой, более важной причине. Как продуценты мировой экосистемы эти организмы снабжают все остальные существа, включая человека, энергией, кислородом и многими другими жизненно необходимыми веществами. Изучив ботанику, легче оценить важнейшие экологические проблемы современности и, поняв их, способствовать созданию более здорового мира.
Новые поразительные воэможности использования растений человеком, открывшиеся в последние годы, обсуждаются на протяжении всей этой книги, Сейчас можно стимулировать их рост, бороться с вредителями и сорняками и получать гибриды значительно эффективнее, чем когда- либо прежде. Значение этих новых методов непрерывно возрастает с увеличением числа научных открытий и возможностей их практического применения.
Например, генная инженерия (обсуждаемая в гл. 30) позволяет в принципе переносить естественные или синтетические гены от одних видов растений и животных другим для получения определенных признаков. Этот подход, впервые нримененнын в 1973 г., уже стимулировал миллиардные капиталовложения, увеличив надежды на решение многих стоящих перед человечеством проблем. Будущие открытия, несомненно, превзойдут самые смелые мечты, намного раздвинув пределы нынешних знаний. Переходя к гл. 2, в которой наше внимание сосредоточится на невидимой невооруженным глазом клетке, важно помнить об этих более общих вопросах. Основные представления о биологии растений полезны сами по себе и необходимы для многих областей деятельности. Вместе с тем ботаника оказывается все теснее связанной с ключевыми проблемами общества и теми трудными решениями, которые придется принимать в ходе нх преодоления.
От наших знаний зависит наше собственное будущее, будущее планеты и всех растений — идет лн речь об отдельных видах или о компоне. птах экосистем, от которых зависит существование всего живого, в том числе и человека. Таким образом, эта книга предназначается не только будущим ботаникам — учителям или исследователям, — но и всем образованным людям, как ученым, тах и непрофессионалам, кому предстоит искать эти решения. 20 1"а.
!. Ваацааат а Гютаааху ЗАКЛЮЧЕНИЕ Лишь несколько групп организмов — растения, водоросли и некоторые бактерии — способны поглощать энергию Солнца и запасать ее в органических молекулах в ходе фотосинтеза. Фактически вся жизнь на Земле прямо или косвенно зависит от этого процесса. Нашей планете около 4,5 млрд. лет. Считается, что первоначально ее атмосфера состояла в основном нз газообразного азота и довольно большого количества водяного пара и углекислоты. На четыре элемента, образующие эти вещества — углерод, водород, азот и кислород, — приходится около 98% массы всех живых организмов.
В грозовой первичной атмосфере Земли молекулы газов самопроизвольно соединялись в новые более крупные молекулы. Кислород, составляющий сейчас около 21% земной атмосферы, практически отсутствовал, пока его в большом количестве не начали производить фотосинтезирующие организмы. В результате ультрафиолетовые лучи (от которых мы защищены сейчас слоем озона, одного из соединений кислорода) достигали поверхности Земли, содействуя синтезу новых молекул. Сначала появились гетеротрофы — организмы, питающиеся органическими соединениями или другими организмами.
Возраст самых древних известных ископаемых 3,5 млрд. лет. Автотрофные организмы, способные синтезировать питательные вещества в процессе фотосинтеза, возникли ие позднее 3,4 млрд. лет назад. Примерно 1,5 млрд. лет назад появились эукариоты с более крупными, чем у уже существовавших бактерий-прокариот, и намного сложнее устроенными клетками. Эволюция миогоклеточных эукариот началась не позднее 650 мли. лет назад, и около 450 млн. лет назад они начали осваивать сушу. Растения представляют собой в основном наземную группу, одну из эволюционных линий„объединятощнх только или главным образом многоклеточные организмы. Другие крупные группы — грибы, впитывающие пищу, и животные, которые ее заглатывают.
Одноклеточные эукариоты относятся к царству протисгов вместе с тремя более мелкими группами миогоклеточных зукариот — красными. бурыми и зелеными водорослями. Все шесть линий многоклеточиых произошли независимо от одноклеточных протнстов. Растения, зволюционировавшне из зеленых водорослей, приобрели ряд специфических адаптаций к жизни на суше. Они развиты у представителей господствующей группы— сосудистых растений — и включают восковидную кутикулу, пронизанную специальными отверстиями — устьицами, через которые осуществляется газтюбмен; эффективную проводящую систему из ксилемы, доставляющей воду и поглощенные питательные вещества по стеблям ст корней к листьям, и флоэмы, разносящей продукты фотосинтеза ко всем частям растения. Увеличение в длину происходит за счет первичного, а в толщину — за счет вторичного роста; эти процессы связаны с меристемами — зонами быстрого деления клеток.
Эволтоция растений сопровождалась становлением биомов — крупных наземных сообществ, включающих и животных. Взаимодействующие системы, состоящие из биомов и окружающей их неживой среды, называются экосистемами. Человек, появившийся около 2 млн. лет назад, по меньшей мере 11 000 лет назад изобрел земледелие, став в результате господствующей на Земле экологической силой. Люди использовали знание растений в интересах собственного развития и будут делать это с еще большим размахом в будущем. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА гткйеттал В. т "Сйепцса! Егашбоп ацд тЛе ОВБ!и о! 11!е61 Бстепббс Ащспсзп 239 (3), 62 — 78 (1978). Влестящвй краткий Рассказ о хамяческхх изменениях, которые, хак считается, происходили в процессе развития жизня иа Земле.
Оюгцт 11. й, Ватйар К Б. В., Вии!т В.т Ац Еат!у НаЬтта! о!14!с", Бс!епбйс Аптепсап, 245 (4), 64 — 73 (1981) Живое описание болотистой равнины в Австралии, где около 3,5 млрд. лет назад могли обитать микроорганизмы. матхи!и 1, еабу с!!е, Бе!васе Воохт 1птетэабопа1, 1вс, Вомап, 1982. Прекрасный очерк эволюции жизни иа Земле и ас истории примерно ат 3„5 млрд. до 700 млв. лет назад, палупопуляриый по стилю и легко читаемый.
Мйае )7., Каир П., Втгйахйата 1, 79дйи К., Райаа К. (Ебк): ТЛе Егойа1оп о! Сотар!ех апд Нтййет Отйац!ипи в!эбола! Аетацацбсз аэд Брасе Адпйшчиат!оп Брас!а! РаЬПсабоп БР-478, 1Х. Б. Оагетвшепт Рппбпй О!Все, 1985. Следы истории жизни на Земле н ход эволюции; актуальное в солержательиое описание направлений будущих исследований. Бсйар!'1. Ит., ЕаттЛ'ь Еатйеж ВютрЬстет 1Ь Опй!и апб Етто1ат!оп Рппсстоп !Лш ежду Ртам, Рппсетоц, Х. д, 1983. Влестащаа подборка данных о древнейшей истории Земли яа тюявлеввя эукариотическвх клеток. Раздел 1 $"лава 2 Клетки — структурные и функциональные единицы живых организмов (рис.
2-1). Мельчайшие живые организмы состоят из одной клетки. Самые крупные — из миллиардов клеток, каждая из которых выполняет определенную функцию и относительно независима. Идея о том, что все органнзмы построены из клеток, стала одним из наиболее важных теоретических достижений в истории биологии, поскольку создала единую основу для изучения всех живых существ. На клеточном уровне даже наиболее отдаленные виды весьма схожи по строению и биохимическим свойствам. Клеточная теория была сформулиронана в начале Х1Х в. задолго до создания Дарвином теории эволюции, но зги две фундаментальные концепции тесно связаны между собой. В сходстве клеток мы улавливаем отзвук длительной эволюции, связынающей современные организмы, включая и растения, и нас с вами, с первыми клеточными структурами, возникшими на Земле миллиарды лет назад. Существует много различных типов клеток. Тело человека сосгоит более чем из ста типов клеток.
В чайной ложке прудовой воды обнаруживается не один одноклеточный организм, а весь пруд, вероятно, населяет несколько сотен их видов. Растения состоят из клеток, внешне совершенно непохожих на клетки человеческого организма, а у насекомых имеются типы клеток, не встречающиеся ни у растений, ни у позвоночных. Таким образом, существенная черта клеток— нх разнообразие. Другой, еще более существенной чертой является их сходство. Каждая живая клетка представляет собой замкнутую и отчасти независимую единицу, окруженную плазматической мембраной, или плазмалеммой (часто называемой просто клеточной мембраной), которая контролирует транспорт веществ и обеспечивает структурную и биохимическую обособленность клетки от окружающей среды. Внутреннее пространство клетки заполнено цитоплаэмай, которая у большинства клеток содержит ряд органелл и растворенные или суспендированные вещества.
Кроме того, каждая клетка содержит ДНК, в которой закодирована генетическая информация (см. гл. 8). Генетический код одинаков у нсех организмов, будь то бактерия, дуб или человек. Растительная клетка ПРОКАРИОТЫ И ЭУКАРИОТЫ Все организмы можно разделить на две основные группьс прокариоты и эукариоты. Зти термины происходят ат греческого слова каг(оп, означающего ядро (ореха). Термин ирокариота означает «неядерный», а эукариота — «имеющий хорошее, или настоящее, ядро» Прокариот называют также бактериями. К ним относится и цнанобактерни, или сине-зеленые водоросли (см. гл. 11).Основное отличие прокариотнческихклеток от эукариотическнх заключается в том, что их ДНК не организована в хромосомы — сложные, содержащие белок структуры — и не окружена мембраной (рис.
2-2). У бактерий отсутствуют и другие мембранные структуры, выполняющие определенные функции. Эукариотическне клетки разделены на отдельные компартменты (отсеки) (рис. 2-1). ДНК, связанная с белком, организована в хромосомы, которые располагаются в ядре, окруженном двойной мембраной (ядерной оболочкой). Эукариотические клетки обычно крупнее прокариотических. Разделение зукариотических клеток на компартменты осуществляется с помощью мембран.
Мембраны клеток различных организмов, видимые в электронный микроскоп, выппщят трехслойнымн (рис. 2-3). Два темных слоя толщиной около 25А каждый разделены более снетлым слоем толщиной около 35А. Для обозначения мембраны с трехслойной организацией употребляют термин эле.неитариал л«еибраиа. РАСТИТЕЛЬНАЯ КЛЕТКА Растительная клетка состоит, как правило, иэ более или менее жесткой клеточной оболочки' и протопласта. Термин протопласг происходит от слова протоплазма, которое долю применялось для обозначения живого содержимого О Нвряэу с термином «хлеточввв оболочка» встречается н равнозначный — «клсточнвв стенка». Однако в русской литературе по цитологии н анатомии растений термин «клеточнвя оболочка» принят квв приоритетный, — Прим.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
