Юлия Касаткина - Я познаю мир. Ботаника

Каким образом растения могут поддерживать себя в разреженной воздушной среде и противостоять действию ветров? В этом растению помогают специальные механические ткани – своеобразный скелет растения. Механические ткани состоят из клеток, стенки которых пропитаны веществом, придающим клеткам необычайную жесткость и прочность. Это вещество – уже знакомый нам лигнин, который мы упоминали в разделе, посвященном грибам. У растений, погруженных в воду, механические ткани не развиваются за ненадобностью. В отсутствии механических тканей у подводных растений легко убедиться, вытащив их из воды, – их стебли и листья сразу поникают, словно увядшие, они не способны поддерживать вертикальное положение.

Секвойядендрон гигантский

Конечно, мы перечислили далеко не все сложности, возникшие перед растениями, заселившими сушу. Даже при условии решения проблемы иссушения, остается вопрос о том, как размножаться половым путем. У водорослей мужские гаметы плывут к яйцеклеткам прямо в воде: всё просто. А на суше примитивным высшим растениям, унаследовавшим от предков «водный» способ полового размножения, приходится ждать дождя, чтобы сперматозоиды могли доплыть до яйцеклеток по пленке воды. Окончательно освободить процесс размножения от водной зависимости удалось только цветковым, но сейчас давайте познакомимся с первооткрывателями суши и посмотрим, какие изменения внешнего и внутреннего строения происходили у растений по мере освоения наземной среды обитания.

Заселение суши растениями происходило медленно и постепенно. Сначала была освоена приливно–отливная зона морей и океанов, где водная и наземная среда обитания словно встречаются вместе. И, конечно, водоросли первыми заселили эту переходную между сушей и водой зону. Как это происходило, можно предположить, глядя на современные водоросли, растущие в приливно–отливной зоне. Эти водоросли периодически подвергаются иссушающему воздействию воздушной среды во время отлива. Поэтому у них возникли защитные приспособления от высыхания: их слоевища выделяют много слизи, которая помогает лучше удерживать воду, плотные многослойные чехлы и оболочки препятствуют обезвоживанию. Чтобы противостоять действию приливов, отливов и ударам волн, у многих « полуназемных » водорослей развиваются механические «ткани», препятствующие повреждению и разрыву слоевищ, а у некоторых представителей водорослей находят даже элементы проводящей системы, отдаленно напоминающие сосуды наземных растений. Толстые оболочки спорангиев и половых органов, защищают от высыхания развивающиеся споры и половые клетки. Как видите, некоторые водоросли уже серьезно подготовлены к жизни в наземных условиях, а отдельные их представители (например, трентеполия) постоянно живут на суше.

Эволюционное древо царства растений I – водоросли (низшие растения); 2 – мхи; 3 – плауны, 4 – хвощи; 5 – папоротники; 6 – семенные папоротники; 7 – голосеменные; 8 – цветковые

Предполагается, что первые, еще похожие на водоросли, наземные растения возникли в таких земноводных условиях прибрежной части водоемов, только, скорее всего, не соленых, а пресных.

Родоначальниками высших растений были, как мы уже сказали, зелёные водоросли. Именно они дали начало двум группам наземных растений: моховидным (настоящим и печеночным мхам) и сосудистым, к которым относятся все остальные высшие растения: хвощи, плауны, папоротники, голосеменные и покрытосеменные, или цветковые.

Мхи называют земноводными растениями, и не случайно. С одной стороны, мхи – полноправные обитатели суши, с другой – они еще очень тесно связаны с водой. Вспомните, где чаще всего мы встречаем мхи: на болотах, в тенистых и сырых уголках леса, у комлей деревьев, по берегам ручьев – насыщенный парами воды воздух и влажная почва – обязательные условия их существования. В том числе и потому, что процесс оплодотворения у моховидных протекает только при наличии воды: подвижный сперматозоид должен приплыть к яйцеклетке. Как мы уже выяснили, этот «водный» способ полового размножения моховидные унаследовали от своих предков – зелёных водорослей.

Жизненные стадии мха. 1 – слоевище; 2 – спорангий (коробочка); 3 – спора; 4 – первонить; 5 – почка на первонити

Что представляет собой типичный мох? Основная его часть – это зеленое слоевище, которое в обыденной жизни мы и называем мхом. Но мох не так прост, каким кажется. Вам приходилось когда–нибудь замечать на верхушке растения мха невзрачные коричневые или блестящие, как медная проволока, ниточки со вздутиями на конце? Эти вздутия, называемые коробочками, – спорангии мхов, внутри них развиваются споры.

Высыпавшись из коробочки, споры дают начало новым слоевищам мха. Но как головастик ничем не напоминает взрослое животное – лягушку или жабу, так и молодой мох совершенно не похож на взрослый. Если посеять споры мха в плоскую стеклянную чашку на влажную вату и закрыть ее крышкой (иначе посев заглушат плесневые грибы), то через некоторое время вы обнаружите, что вата покрылась тонкими изумрудными нитями. Эти нити, удивительно напоминающие нитчатую водоросль, и есть молодое растение мха. Вскоре на нитях водорослеобразного молодого мха образуются маленькие почки и из них вырастает привычная нашим глазам куртинка взрослого мха.

Водяной мох ричия

Внешне разные представители моховидных сильно отличаются друг от друга. Например, водяной мох ричия по внешнему виду и месту обитания гораздо больше напоминает водоросль. Вы можете найти ричию практически в любом аквариуме, ее ярко–зеленые подушки плавают у поверхности воды.

Маршанция многообразная: участки двух слоевищ с мужскими и женскими подставками На слоевищах маршанции можно видеть подставки двух типов: мужские (1) и женские (2) и корзиночки с выводковыми почками (3). Пластинчатое тело мха прикрепляется к земле с помощью многоклеточных ризоидов (4). Справа выводковая корзиночка (увеличенная)