Морфолого-анатомическая дифференциация высших растений в связи свыходом на сушу. Внутренняя дифференциация тела высшего растения.
Наземным растениям, в отличие от водных, прежде всего необходима зашита от высыхания, выработка приспособлений, регулирующих расходование воды. Защита от высыхания была достигнута дифференциацией самого наружного слоя клеток надземных органов в кожицу, или эпидерму. Клетки эпидермы плотно сомкнуты, их наружные стенки утолщены и покрыты прозрачной пленкой — кутикулой, состоящей из жироподобных веществ, плохо проницаемых для воды. Наличие кутикулы значительно сократило потери воды, но затруднило газообмен. Решению этой проблемы способствовала дифференциация клеток эпидермы на 2 типа: собственно покровные и парные клетки, разделенные межклетником, сообщающимся с внутренней системой межклетников растения. Эти клетки с межклетником образовали устьица, осуществляющие газообмен и играющие важную роль в регуляции расходования воды. У древнейших растений поглощение почвенной воды с растворенными в ней минеральными веществами происходило с помощью ризоидов, отходящих от ризомоидов. У хорнеофитона в ризомоидах обнаружен симбиоз с грибом, значительно усиливший поглощающую способность подземных органов. Вместе с этим улучшалось и минеральное питание растений. У кор-непобеговых растений функцию поглощения воды выполняют корневые волоски. Симбиоз корней с гифами гриба, приведший к образованию разных типов микоризы, распространен в природе очень широко. Увеличение размеров растений, главным образом их спорофитов, требовало создания путей транспорта воды от ризоидов или корневых волосков к местам ее использования, в частности, на процесс фотосинтеза, происходящий в листьях. Осуществление этого восходящего тока стала выполнять проводящая ткань — ксилема, а нисходящего, по которому перемещаются растворы продуктов фотосинтеза, — флоэма. В воде содержание кислорода обычно не превышает 0,5-0,8 %, в воздухе оно составляет около 20%. Естественно, у наземных растений должно было активизироваться дыхание — один из важнейших процессов жизнедеятельности, в котором увязываются в единое целое разные звенья обмена веществ. Водная и наземная среды различаются не только количеством световой энергии, но и спектральным составом света. Кроме того, известно, что в воде на глубине 20 м освещенность уменьшается почти в 20 раз. Зеленые растения, прежде всего наземные, используют и яркий солнечный свет, богатый длинноволновыми красными лучами, и более слабый, рассеянный свет, в котором преобладают сине-фиолетовые лучи. Растение улавливает солнечные лучи своей поверхностью, поэтому наибольшей способностью к фотосинтезу должны обладать клетки, находящиеся под прозрачной кожицей. Совокупность этих клеток, в которых сосредоточены многочисленные хлоропласт, составляет ассимилирующую ткань — хлоренхиму. У побеговых растений она слагает большую часть листа. Плотность воды во много раз больше плотности воздуха, поэтому водным растениям не нужны специальные приспособления для сохранения их положения в пространстве. Небольшие наземные растения, растущие во влажных условиях, могут сохранять ориентацию благодаря тургору, так как их клетки насыщены водой. При увеличении размеров растений, а также их расселении в места с недостаточным увлажнением, одного тургора мало, что и обусловило появление специальных опорных, или механических тканей. Жизнь каждого организма возможна благодаря постоянному контакту и обмену веществами с окружающей средой. Обмен веществ предполагает осуществление двух противоположных процессов — ассимиляции и диссимиляции. Первый состоит в синтезе сложных органических соединений, непосредственно используемых на построение тела растения и откладываемых в запас, второй — в расщеплении веществ и образовании продуктов, подлежащих удалению. Оба эти процесса происходят в любой живой клетке, но в эволюции растений вследствие их внутренней дифференциации возникли ткани, одни из которых специализировались на выполнении функции запасания питательных веществ, другие — на выделении продуктов клеточного метаболизма. У ряда растений выделительная ткань участвует в химической защите растений от патогенных организмов, предохраняет их от поедания животными благодаря ядовитым свойствам некоторых содержащихся в ее клетках веществ. Специализированные ткани составили материальную базу для осуществления жизненных процессов, происходящих в растении. Однако специализация клеток, приводящая к наиболее эффективному выполнению ими той или иной функции, приводит, как правило, к потере их способности к делению, без которого невозможен рост и увеличение размеров растения. Не случайно поэтому в любом растении, как бы сложно оно не было устроено, всегда имеются зоны, состоящие из недифференцированных клеток, функция которых — образование себе подобных. Совокупности таких клеток называют образовательными тканями, или меристемами (от греч. meristos — делимый). Тканевое строение представляет собой одну из важнейших особенностей высших растений. Однако появление тканей вряд ли можно считать только следствием наземного образа жизни. Образование нескольких типов тканей характерно и для некоторых красных и бурых водорослей. Тог факт, что ткани водорослей по строению отличаются от тканей высших растений, свидетельствует о том, что внутренняя дифференциация тела происходила независимо в разных направлениях эволюции растений и была связана как с усложнением их морфологической организации, так и с теми условиями, в которых произрастали растения. Условия жизни в наземной среде обитания более разнообразны, чем в водной, поэтому морфолого-анатомическая дифференциация тела высшего растения происходила сложнее, чем у водорослей, и привела к образованию качественно новых тканей и органов.
Форум
