3 years ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Чтобы понять процессы, происходящие при движениях, нужно познакомить­ся с некоторыми сведениями о морфологии (то есть о строении) и физиологии (о функциях) растений. При этом особо следует подчеркнуть тесную связь между их строением и функциями.

Если, с точки зрения систематиков, мир расте­ний чаще всего подразделяют на семь крупных от­делов (бактерии, сине-зеленые водоросли, грибы, мхи, папоротники и цветковые растения (Немецкие ботаники часто называют цветковыми как по­крытосеменные, так и голосеменные растения. Отметим также, что в настоящее время большинство систематиков считает названия «водоросли» и «папоротники» (точнее, папоротникообразные) собирательными, обозначающими группы отделов)), мы раз­делим все растительные организмы в соответствии со ступенями их организации на три группы: протофиты, таллофиты и кормофиты. Протофиты — это одноклеточные растения или группы неплотно свя­занных между собой клеток, еще не обнаруживаю­щих разделения функций. Таллофитами называют настоящие многоклеточные растения, тело которых представляет собой таллом (слоевище). Как прото-, так и таллофиты живут преимущественно в воде или во влажных местообитаниях. Приспособлен­ные к жизни на суше кормофиты расчленены на стебли, листья и корни. К протофитам, многие из которых способны к перемещениям в пространст­ве, относятся все бактерии и сине-зеленые, некото­рые водоросли и низшие грибы. Большинство во­дорослей и грибов — таллофиты, а все без исклю­чения папоротникообразные и семенные растения — кормофиты. Поскольку мхи не имеют настоящих листьев, стеблей и корней, они занимают промежу­точное положение. Наиболее высокоорганизованные и экономически наиболее важные представители современной флоры — это семенные растения. Их стебли и листья находятся в воздушной среде; при этом следует упомянуть главные функции листьев — фотосинтез и испарение воды. Корнями же, кото­рые поглощают воду и минеральные вещества, се­менные растения, как правило, закреплены в поч­ве, поэтому о движениях высших растений почти всегда можно говорить лишь как об изменениях положения органов особей, прикрепленных к суб­страту.

Разные ступени организации обнаруживаются также на уровне тканей и клеток. У протофитов еще нет тканей. Наиболее высокоразвитые таллофиты имеют лишь образовательные и основные ткани. У кормофитов к этим двум типам тканей прибавля­ются еще покровные, поглощающие, проводящие, выделительные и механические ткани. Механизмы движения органов прикрепленных растений свя­заны, как правило, лишь с образовательными, основ­ными и механическими тканями.

ПОДРОБНЕЕ О РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКЕ

Чтобы лучше понять дви­жения у растений, необходимо рассмотреть их строе­ние на клеточном уровне. Однако при этом мы огра­ничимся типичной, имеющей ядро, растительной клеткой, такой, какую мы встречаем у водорослей, грибов, мхов, папоротников и семенных растений (эукариот). А несколько иное строение клеток бак­терий и сине-зеленых (прокариот) подробнее рас­сматривать не станем.

Сейчас известно, что клетки — это мельчайшие анатомические и физиологические единицы, обла­дающие признаками жизни. Их размеры можно на­глядно продемонстрировать, сопоставив их, напри­мер, с 1 мм3. Если принять, что диаметр изодиаметрической растительной клетки равен примерно 50 мкм (1 мкм = 1 микрометр = 10-3 мм), то в 1 мм3 уместилось бы около 8000 (20•20•20) кле­ток. Несмотря на сравнительно небольшие размеры, они, однако, способны к осуществлению великого множества реакций. Хотя в принципе строение и функции животных и растительных клеток в значи­тельной мере совпадают, растительная клетка ха­рактеризуется некоторыми особенностями. Это ка­сается прежде всего пластид, вакуолей и клеточ­ных оболочек. Животные клетки пластидами не об­ладают, а вакуолеподобные включения в противо­положность таковым растительной клетки имеют вто­ростепенное значение. Для растений характерна также клеточная оболочка. Животные же клетки обычно одеты лишь мембраной.

Растительная клетка (рис. 1) состоит из клеточ­ной оболочки, протоплазмы и вакуолей. Клеточная оболочка и вакуоли — это мертвые компоненты клет­ки, а все живые ее компоненты называют прото­плазмой (Чаще все живые компоненты клетки называют протоплас­том; при этом названия «протоплазма» и «цитоплазма» обычно употребляются как синонимы. В последующем тексте автор кни­ги тоже не всегда соблюдает приведенное в его схеме соподчи­нение этих терминов). Самый крупный структурный элемент про­топлазмы — клеточное ядро. Прежде всего оно функ­ционирует как центр, управляющий генетической ин­формацией, но, кроме того, оно в основном регули­рует активность обмена веществ. Не только ядро, но и цитоплазма способна к осуществлению самых разнообразных функций. Предпосылкой этому слу­жит разделение клетки на реакционные простран­ства, в которых происходит упорядоченный обмен веществ (рис. 2). При этом важное значение имеют полупроницаемые мембраны. Эти ламеллярные структуры называют элементарными, или липопро-теидными, мембранами. Их толщина составляет при­мерно 7—8 им (1 нм = 1 нанометр = 10-6 мм). Но в функциональном отношении такого рода мем­браны способны не только к разделению фаз, но и к самостоятельному участию в обмене веществ. К мем­бранным системам цитоплазмы относятся пласти­ды (хлоро-, лейко- и хромопласты), митохондрии, пероксисомы, лизосомы, диктиосомы и эндоплазма-тическая сеть. Жгутики тоже покрыты элементар­ной мембраной. От клеточной оболочки цитоплаз­ма отграничена плазмалеммой, а от вакуолей — тонопластом. К частицам наряду с рибосомами от­носятся и микротрубочки. Совершенно бесструктур­ную часть цитоплазмы называют основной плазмой. При этом речь идет в основном о коллоиде или коллоидном растворе, размеры микрочастиц (кол­лоидных частиц) которого лежат в пределах 10 -4 — 10-7см (в настоящих, молекулярно-дисперсных растворах величина частиц растворенных веществ бывает 10-7 — 10-8см). Среди множества со­единений в основной плазме находятся и контрактильные (сжимающиеся) белки.

Схема строения растительной клетки

Схема строения растительной клетки

Из разнообразных функций цитоплазматических структур назовем лишь некоторые. Например, в хлоропластах происходит фотосинтез, в результате ко­торого световая энергия превращается в энергию химическую. Митохондрии — это органеллы дыха­ния, поэтому их часто называют энергетическими станциями клетки. В частности, энергия, необходи­мая для осуществления движений, освобождается прежде всего при процессах дыхания. На рибосомах происходит синтез белков. Эти частицы встре­чаются как в основной плазме, так и в митохондри­ях и пластидах, а также в ядре. Многим свободно передвигающимся организмам специфическими ор­ганеллами движения служат жгутики. Диктиосомы, называемые в совокупности аппаратом Гольджи, синтезируют в первую очередь вещества клеточной оболочки, а эндоплазматическая сеть функциони­рует прежде всего как путь, по которому осуществля­ется транспорт веществ. Возможно, диктиосомы и эндоплазматическая сеть играют какую-то роль и при ориентировании растений в поле притяжения Земли. Это же относится и к структурам, служа­щим статолитами, например, крахмальные зерна.

Вакуоль содержит клеточный сок и, кроме того, хранит запасные вещества и депонирует разнооб­разные продукты обмена веществ, имеющие экс­креторный характер. Из осмотически активных ве­ществ здесь представлены преимущественно угле­воды (глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза и др.), а также кислоты (например, яблочная, лимонная и щавелевая) или их соли. В связи с этим следует от­метить особое значение вакуоли для прочности клет­ки, т. е. ее значение как осмотической системы. Еще будет рассказано о том, что поглощение ва­куолью и отдача ею воды играют существенную роль в процессах движения органов, закрепленных в субстрате растений.

Наконец, следует еще упомянуть и о клеточ­ных оболочках, в совокупности представляющих со­бой механический каркас растений. Ткани, непо­средственно участвующие в движениях (образова­тельная и основная), имеют растяжимые и относи­тельно тонкие клеточные оболочки. Напротив, твер­дые и толстые оболочки характерны, в частности, для механической ткани, которая может сопро­тивляться при изменениях положения органов.