Текст книги "Я познаю мир. Ботаника"

Автор книги: Юлия Касаткина

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 15 страниц)

Лишайниковые кислоты

Еще один факт, убеждающий нас в том, что лишайник представляет собой целостный организм, состоит в том, что лишайники способны вырабатывать особые вещества, которые больше в природе нигде не встречаются. Речь идет об уже упоминавшихся лишайниковых кислотах. Ни гриб, ни водоросль по отдельности лишайниковых кислот не образуют. Данное биохимическое изобретение – продукт их совместной деятельности.

Лишайниковые кислоты, накапливаясь в верхнем коровом слое, защищают тело лишайника и особенно водорослевый слой от чрезмерного солнечного излучения. Результаты экспериментов по влиянию лишайниковых кислот на растения показали, что они способны подавлять рост грибов и мхов и прорастание семян цветковых растений. Похоже, что эти вещества являются аналогами антибиотиков – химического оружия грибов и некоторых бактерий в борьбе за жизненное пространство.

Предположение о химическом оружии лишайников кажется особенно правдоподобным, если вспомнить, как медленно они растут – всего на 7–10 миллиметров в год в лучшем случае. С такими темпами роста даже медленно растущие мхи могут оказаться серьезными конкурентами, не говоря уж о цветковых растениях. Конечно, засухоустойчивость лишайников снижает вероятность конкуренции за пространство с влаголюбивыми мхами, но с цветковыми растениями приходится сложнее. Вытеснить цветковые растения лишайникам просто не под силу, но, первыми захватив подходящий кусок земли, они стоят насмерть, никого не пуская на свою территорию. Лишайник разрастается во все стороны, образуя низкий, но очень плотный коврик. Через такое препятствие, да еще усиленное действием агрессивных лишайниковых кислот может пробиться далеко не каждое растение. Но если лишайниковый покров случайно окажется сбит, скажем, копытом северного оленя или сапогом человека, цветковые растения тотчас же воспользуются моментом и захватят освободившийся кусочек земли.

Чем хуже, тем лучше

Лишайниковый ковер можно встретить далеко не везде. Массово лишайники разрастаются только там, где условия среды настолько суровы, что сильной конкуренции со стороны более совершенных претендентов на жизненное пространство ожидать не приходится. Каменистые осыпи, неприютные скалы и склоны гор, безлесные пространства тундры, сухие сосновые боры на песчаных почвах – вот владения лишайников, здесь они чувствуют себя настоящими хозяевами жизни. Это – настоящие экстремалы, и их девиз «Чем хуже, тем лучше»!

Там, где условия для роста и развития, казалось бы, более благоприятны – мягче климат, выше влажность, богаче почва, лишайники занимают скромное подчиненное положение, довольствуясь самыми неприглядными уголками, словно и впрямь ищут, где же хуже. Вы, наверное, уже догадались, что свет, тепло, обилие питательных веществ и другие блага жизни лишайникам вовсе не противны, наоборот! Они бы и рады всем этим воспользоваться, но... Тоненькие одноклеточные ризоиды лишайников не могут соперничать с мощными корнями трав, а само слоевище растет так медленно, что даже неторопливые мхи могут дать лишайникам большую фору.

Однако, с другой стороны, лишайники – одни их самых выносливых и стойких организмов. Они распространены в природе необычайно широко – от жарких пустынь до Антарктиды. Всего в Антарктиде насчитывается 350 видов лишайников, и из них 7 видов встречаются почти до самого Южного полюса! Правда, не на льду, а на выступающих скалах. Лишайники могут выдерживать жесткое солнечное облучение, полное высыхание, сильное нагревание и суровые холода. Кстати, цветковых растений в Антарктиде всего 3 вида, и те на побережье. Из них только два представителя семейства гвоздичных – аборигены, а еще один вид – мятлик луговой – попал на ледяной материк совсем недавно вместе с людьми.

Как могут лишайники выживать в таких суровых условиях, которые непригодны для других организмов? Во–первых, лишайники способны длительное время обходиться без воды. Обезвоженное тело лишайника полностью пересыхает, и организм впадает в полубезжизненное состояние анабиоза. Спящий в анабиозе лишайник гораздо более устойчив к облучению, перегреванию и переохлаждению. Происходит так из–за того, что внутренняя кора лишайника, высыхая, становится толстой и непрозрачной, преграждая путь солнечному свету. Влажный лишайник разрушается ярким светом и экстремальными температурами, которые в сухом виде для него не опасны.

Мятлик луговой

Большую часть своей жизни лишайники пребывают в почти обезвоженном состоянии, когда их влажность составляет всего 2–10% сухой массы. В таких условиях фотосинтез в клетках водорослей полностью прекращается, а значит, прекращается и рост всего лишайника. Во многих местах, где живут неприхотливые лишайники, фотосинтез возможен только по нескольку часов в день несколько месяцев в году, когда влажность воздуха относительно высока. Следствие этого – очень низкая скорость роста лишайников; их радиус увеличивается всего на 0,1–10 мм в год.

Интересно, что слоевища многих антарктических лишайников окрашены в черный или другой темный цвет. Как известно, условия в Антарктике очень суровы не только потому, что здесь растениям приходится переносить постоянное воздействие мороза, но потому, что здесь фактически нет доступной воды. Среднегодовая температура ледяного континента –16°С, летом днем она поднимается выше нуля, а ночью вновь падает до –10°С. Из–за низких температур осадки выпадают в Антарктиде только в виде снега и не могут использоваться растениями. Вот здесь–то темная окраска лишайников и приходит им на помощь. Темноокрашенные слоевища быстро разогреваются на солнце, снег вокруг слоевища тает и впитывается лишайником. Таким способом ему удается обеспечить себя водой даже в ледяной пустыне.

Температура тоже не играет в жизни лишайников особенно большой роли. В пустыне они легко переносят ежедневное нагревание до +50–60°С, а полярной зимой хорошо себя чувствуют при температуре –40–50°С и даже ниже. Если большинство растений могут фотосинтезировать в узких границах температуры от 0°С до +30°С, то у лишайников нижний температурный предел, при котором возможен фотосинтез, равен –7–13°С, а в Антарктике у них наблюдалось поглощение углекислого газа (а значит, и фотосинтез) при –25°С! Правда, интенсивность фотосинтеза, т. е. количество образованных органических веществ в единицу времени, у лишайников даже в оптимальных условиях намного ниже, чем у высших растений. Например, картофель за одно и то же время синтезирует в 16 раз больше сахаров, чем лишайник. Значит, скорость роста лишайника так мала не только из–за того, что большую часть жизни он проводит в неактивном состоянии, но еще и из–за очень низкой эффективности фотосинтеза. Что ж, стахановские рекорды по производству сахаров лишайникам, конечно, не по плечу, зато в конкурсе выживания в экстремальных условиях они наверняка взяли бы первый приз.

Слишком медленный рост слоевища не дает возможности лишайникам расти в более или менее благоприятных местообитаниях, так как там им приходится конкурировать с быстрорастущими мхами и цветковыми растениями. Поэтому любые мало–мальски пригодные для жизни растений почвы для лишайников заказаны. Остаются голые, лишенные

Почвенного слоя скалы и валуны, поваленные стволы, кора деревьев и бросовые, бедные пи^ тательными веществами почвы. Но то, что не подходит растениям, лишайников как раз устраивает. Недостаток минеральных веществ их не смущает – при таком медленном росте их требуется совсем немного, поэтому даже на самых бедных почвах лишайники чувствуют себя прекрасно.

Совсем другое дело – голые скалы, где растворенных минеральных веществ нет совсем. Здесь лишайник выручают лишайниковые кислоты – плод совместного творчества гриба и водоросли. Кислоты вымываются из слоевища с водой и эффективно растворяют каменный субстрат, на котором поселился лишайник. Лишайник впитывает полученный раствор всей поверхностью слоевища и, таким образом, восполняет недостаток минеральных веществ. Большинство лишайников не останавливает даже недостаток азотистых соединений. Ведь в состав многих из них входят не только водоросли, но и цианобактерии (см. с. 15), способные к фиксации атмосферного азота.

Таким образом поколение за поколением лишайники постепенно разрушают твердую каменную породу. Конечно, ее разрушение происходит не без помощи ветра, воды и перепадов температур – лишайники только ускоряют этот процесс. Но без их помощи было бы невозможно начальное накопление перегноя.

Остатки слоевищ лишайников разлагаются с помощью бактерий, становясь основой для формирования тонкого слоя почвы, на котором позже поселятся мхи, а затем и другие растения.

В природе лишайники играют роль настоящих пионеров–первопроходцев: именно они первыми поселяются на валунах ледниковых морен, голых скалах, на лаве, застывшей после извержения вулкана. Именно с лишайников начинается многотысячелетний процесс образования почв. Правда, лишайники довольно быстро передают эстафетную палочку почвообразования в руки растений, но без их участия этот процесс занимал бы гораздо больше времени.

Вместе мы завоюем мир

Объединившись в составе лишайника, оба компонента: и гриб, и водоросль получили возможность значительно расширить область своего распространения. Судите сами: грибы питаются исключительно готовыми органическими веществами – растительными и животными остатками, а значит, могут жить только там, где эти остатки имеются. Именно поэтому в самых засушливых районах планеты грибов совсем немного, а голая поверхность скал, каменистых осыпей, пустынные просторы Антарктиды совсем не заселены грибами – им там просто нечего есть. Заключив союз с водорослями, грибы «научились» выживать даже на абсолютно голых скалах – источник органических веществ у них теперь всегда «при себе».

Наземные водоросли тоже не упустили возможности улучшить свое положение. До соединения с грибами в составе лишайника они занимали в хозяйстве природы довольно скромное место. Влажная почва, стволы деревьев, узкая полоска берега вдоль кромки водоемов, где влажность достаточна высока, чтобы водоросли могли сохранять жизнеспособность – вот и все их владения. Войдя вместе с грибами в состав лишайников, водоросли существенно расширили сферу своего влияния: завоевали безводные пустыни, поднялись высоко в горы, совершили блестящий прорыв в глубь ледяной Антарктиды. Толстая «кора», сплетенная гифами гриба, надежно защищала их от иссушения, резких изменений температуры, сильного солнечного излучения. Без преувеличения можно сказать, что в составе лишайников грибы и водоросли завоевали планету.

Теперь давайте попробуем ответить на вопрос, поставленный в начале этой главы. Чем же все–таки отличается лишайник от любого другого содружества организмов, например симбиоза между термитами и жгутиконосцами их кишечника? Почему лишайник считается единым организмом, а термит и его микроскопические помощники рассматриваются как два отдельных вида, хотя и тесно связанные между собой?

Наши примеры схожи между собой только в том, что ни гриб и водоросль в составе лишайника, ни термит и жгутиконосцы не могут жить друг без друга – благополучие одного компонента системы полностью зависит от благополучия другого. Но для возникновения единого организма одного только тесного сотрудничества еще мало. Целостность лишайника как организма достигается набором приспособлений гриба и водоросли для совместной жизни. Все эти общие приспособления гриба и водоросли мы с вами уже обсудили, это: особенности внешнего и внутреннего строения лишайника (одни двигающие гифы чего стоят!), специальные органы размножения, способность синтезировать общие вещества – лишайниковые кислоты.

Наконец, еще одно важное условие единство системы организма – согласованное взаимодействие частей. Лишайники таким свойством обладают. Вспомните, в зависимости от освещенности в коровом слое меняется концентрация лишайниковых кислот, чтобы водоросли в глубине слоевища не испытывали ни избытка, ни недостатка света. Такая реакция «нормального организма» не вызывает удивления – например, мы каждое лето покрываемся загаром. Но в случае лишайника изменение цвета «коры» – явление поистине удивительное. Ведь это значит, что водоросль умеет каким–то образом «рассказать» грибу о своих потребностях – либо, что ей темно, либо, что свет слишком яркий. Значит, внутри лишайника существует какой–то «язык», видимо, химический, связывающий два его компонента. Благодаря этому лишайники по способности к саморегуляции почти не .уступают обычным организмам.

Ахиллесова пята лишайников

При чтении этой главы у вас, наверное, создалось ощущение, что лишайники – это какие–то суперорганизмы, которым не страшно любое воздействие внешней среды. Действительно, что касается действия природных факторов: температуры, влажности, богатства почвы, освещенности – лишайники практически неуязвимы. Но за последние 200 лет из–за увеличения роста населения планеты и усиления эксплуатации природных ресурсов на первый план вышел антропогенный фактор (от антропос – человек и геннао – порождать), влияние которого подчас сильнее всех природных факторов вместе взятых.

Деятельность промышленных предприятий и выбросы автотранспорта приводят к тому, что содержание отравляющих веществ в воздухе, воде и почве в сотни и тысячи раз превосходит их естественный уровень. От загрязнения окружающей среды страдают все живые организмы и в том числе сам человек.

Уснея

Но лишайники оказались особенно уязвимыми.

Еще в 1866 году финский ученый Б. Нюландер отметил, что видовой состав лишайников в большом городе значительно беднее, чем в его окрестностях. При увеличении загрязненности воздуха первыми исчезают из города кустистые лишайники, затем листоватые и, наконец, накипные (см. с. 190). В центрах крупных городов, особенно вокруг промышленных предприятий, возникают зоны, в которых лишайники вообще отсутствуют. Такие зоны получили название «лишайниковых пустынь».

Особенно опасен для лишайников сернистый газ. Его выбрасывают тепловые электростанции, металлургические предприятия, цементные заводы, заводы по производству серной кислоты и синтетических волокон, аммиака, целлюлозы. Экспериментально установлено, что сернистый газ в концентрации 0,08 – 0,10 мг/м³ вызывает разрушение хлорофилла водорослей и нарушение фотосинтеза. При концентрации сернистого газа равной 0,5 мг/м³ гибнут все виды лишайников.

Почему именно лишайники так чувствительны к загрязнению окружающей среды? Вспомним, как питаются лишайники.

Благодаря хлорофиллу водорослей лишайник осуществляет фотосинтез, а поступление минеральных веществ происходит благодаря грибным гифам. Вещества либо поглощаются из субстрата, на котором растет лишайник, либо улавливаются из воздуха и дождевой воды. У лишайников нет непроницаемой кожицы, как у высших растений, поэтому газы и вода свободно проникают через тонкий коровый слой.

Большинство токсичных газов растворяются в дождевой воде, а лишайники впитывают ее всей поверхностью в отличие от высших растений, которые поглощают воду в основном из почвы. Сам способ жизни лишайников заставляет их жадно впитывать всё, что падает сверху – иначе не выжить на голой коре дерева или на поверхности камня. Это приводит к быстрому накоплению ядов в теле лишайника. Кроме того, в отличие от высших растений лишайники не способны избавляться от пораженных ядовитыми веществами частей своего тела (например, сбрасывать листья).

Наконец, лишайники обладают способностью к росту при температурах ниже О°С, а зимой уровень загрязненности среды обычно много выше, чем летом, когда активны растения.

Благодаря высокой чувствительности к загрязняющим веществам лишайники широко используются как очень точные индикаторы наличия в воздухе вредных примесей и помогают следить за состоянием атмосферы вокруг крупных городов. Состояние внешнего вида лишайников (скорость отмирания и нарастания слоевищ), и анализ химического состава слоевищ используются для определения «качества» местообитания. Так с помощью лишайников можно следить за уровнем загрязнения сернистым газом и тяжелыми металлами вокруг промышленных центров.

Закадычные враги

Каковы взаимоотношения гриба и водоросли в лишайнике? Этот вопрос ученые задают себе с тех пор, когда Симон Швенденер в 1867 году впервые установил то, что лишайники являются комплексными организмами, тело которых состоит из гриба и водоросли.

Со времени открытия С. Швенденера появилось не менее десятка теорий, пытающихся объяснить отношения между живыми компонентами лишайников. Сам Швенденер предполагал, что гриб в слоевище лишайника паразитирует на водоросли.

Большую популярность получила теория взаимовыгодного симбиоза: водоросль «снабжает » гриб органическими веществами, а гриб «защищает» водоросль от чрезмерного нагревания и освещения, от механических повреждений и «обеспечивает» ее водой и неорганическими веществами. При этом подразумевается, что при этом ни гриб, ни водоросль не испытывают со стороны друг друга каких–либо «отрицательных эмоций». Эта теория просуществовала довольно долго и даже встречается до сих пор в некоторых школьных учебниках биологии. Но уже в 1873 году ей был нанесен удар. Изучая анатомическое строение слоевища лишайников, французский ученый Е. Борне обнаружил внутри водорослевых клеток грибные отростки – гаустории, всасывающие органы гриба. Это открытие дало основание предполагать, что гриб эксплуатирует водоросли, высасывая содержимое их клеток, т. е. ведет себя как паразит! Правда, гифы грибов не всегда проникают внутрь клетки водоросли, они могут просто плотно прилегать к ее оболочке.

Было замечено, что грибные гифы, проникнув через мембрану клетки водоросли, тем самым губят ее. То, что остается от клетки, лишайниковый гриб старательно подъедает, используя мертвую органику точно так же, как это делают обычные грибы. Вроде бы, исходя из этих наблюдений, картина вырисовывается ясная – гриб паразитирует на водоросли, отбирая у нее питательные вещества, а при случае может и вовсе убить и съесть. Но, подумаем, действительно ли такое возможно? Ведь, если гриб начнет проявлять себя слишком агрессивно, поражая все водоросли без исключения, то в конце концов все водорослевые клетки будут уничтожены и гриб погибнет с голоду, потому что питаться без помощи зеленого партнера лишайниковые грибы не умеют.

Для существования лишайника необходимо, чтобы водоросль могла нормально расти, развиваться и размножаться. И лишайниковый гриб, чтобы выжить самому, должен создать для водоросли если не идеальные, то хотя бы сносные условия существования. Что он и делает.

Гаустория – проникновение клетки гриба (1) в клетку водоросли (2)

Молодые, здоровые, размножающиеся водоросли в хозяйстве гриба окружены заботой и вниманием: они бесперебойно снабжаются всеми необходимыми веществами, а двигающие гифы переносят их поближе к свету. Без надобности гриб не тревожит эти клетки, только иногда забирая у них часть органических веществ, которые они создали в процессе фотосинтеза. Эту «дойку» гриб производит очень осторожно, «стараясь» не нарушать целостности клеток.

Больные, старые, не способные к делению водоросли гриб уничтожает, «забивает на мясо», чтобы освободить места для молодых водорослей. Отмершие клетки гриб, как заботливый хозяин, сразу же пускает в переработку. Хозяйство должно содержаться в чистоте!

Да, гриб эксплуатирует водоросли, но делает это так мягко и деликатно, что назвать его паразитом было бы так же нёсправедливо, как назвать паразитом фермера–скотовода. Недавно было высказано предположение, что водоросль тоже паразитирует на грибе, забирая у него воду, минеральные и даже органические вещества. Получается, что отношения между компонентами лишайника следует называть «взаимовыгодным паразитизмом»! Впрочем, взаимовыгодный паразитизм – это и есть симбиоз.

Знаете ли вы, что...

Обычная лакмусовая бумажка, которую используют для определения кислотности растворов, имеет прямое отношение к лишайникам. Красящее вещество лакмус – продукт жизнедеятельности лишайников из рода рочелла.

Растения захватывают сушу

Жестокий новый мир...

В те далекие времена, когда суша была голой каменистой пустыней, в морях и океанах Земли царствовали водоросли – тогда единственные представители царства растений. Среди водорослей встречались и просто устроенные одноклеточные организмы, и гораздо более совершенные растения со сложным ветвлением слоевища, части которого внешне напоминали листья и стебли. У некоторых наиболее сложно устроенных красных, бурых и зелёных водорослей возникли специальные органы полового размножения: женские – архегонии и мужские – антеридии, в которых под защитой толстых стенок развивались половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды. Большинство ученых склонно считать, что предками всех наземных растений были именно зелёные водоросли с разветвленным слоевищем и сложно устроенными половыми органами, которые могли защитить от высыхания половые клетки первых наземных обитателей.

Выход растений на сушу произошел примерно 450 млн. лет назад, когда в атмосфере сформировался тонкий слой озона, защищающий живые организмы от губительного действия космической радиации. До этого жизнь могла развиваться только в воде. Этому великому событию предшествовало полтора миллиарда лет, в течение которых происходило накопление кислорода в атмосфере планеты.

Чтобы выйти на сушу и завоевать ее, растениям пришлось решить ряд проблем, с которыми они не сталкивались в водной среде. И самой важной среди них стала проблема экономии воды.

Клетки живого организма на 90–98% состоят из воды, именно вода является той универсальной средой, в которой осуществляются все жизненно важные процессы клетки. Даже незначительная потеря воды представляет для живого организма смертельную опасность. В водной среде растения «не задумываются» над этим, но на суше они оказываются «лицом к лицу» с угрозой иссушения, поскольку вода постоянно испаряется с поверхности растения через оболочки клеток.

Как предотвратить губительную потерю воды? Конечно, скажете вы, растению нужно каким–то образом уменьшить количество испаряемой влаги, неплохо бы «изобрести» защитный слой, препятствующий испарению воды с поверхности растения. Такой слой действительно возник.

Кутикула (от латинского слова «cutis» – кожа) – воскоподобное вещество, плохо пропускающее водяные пары, покрывает все органы высших растений, подверженные иссушающему действию солнечных лучей и ветра. Слой кутикулы вырабатывает кожица – особая покровная ткань.

Водяной пар – тот же газ, поэтому, не давая испаряться парам воды, кожица и кутикула одновременно препятствуют свободному прохождению других газов – кислорода и углекислого газа, необходимых растению для дыхания и питания. Поэтому в процессе эволюции в слое кожицы возникли мелкие невидимые простым глазом отверстия – устьица. Через устьица и происходит газообмен между растением и окружающим растение воздухом. Без устьиц растение просто задохнулось бы.

Поперечный срез листаГазообмен и испарение воды могут происходить только через устьица (1) – отверстия в кожице (2), свободные от слоя воздухонепроницаемой кутикулы (3). Замыкающие клетки устьица (4) способны открываться и закрываться, регулируя испарение воды

Кутикула и устьица выполняют в организме растения совершенно противоположные задачи. Кутикула препятствует испарению воды, а через устьица постоянно происходит ее «утечка». Но теперь эта «утечка» поставлена под контроль растения – в зависимости от влажности воздуха и содержания воды в почве устьица открываются то больше, то меньше, а то и вовсе наглухо «задраиваются» до лучших времен.

Но кутикулу с устьицами еще предстояло развить, а пока, на первом этапе освоения суши, растения–первопроходцы столкнулись с массой других проблем. Одна из них также связана с водой – ее нужно не только экономить, но и получать из внешней среды. Корни растения, расположенные в почве, более или менее обеспечены влагой, но надземные органы нуждаются в бесперебойной подаче воды, постоянно теряющейся через устьица. Значит, между корнями растения и его надземной частью должны возникнуть транспортные магистрали, по которым вода с растворенными в ней минеральными веществами (их, между прочим, тоже в воздухе не сыскать) поставлялась бы от корней к самым удаленным от земли веточкам и листьям. Такими транспортными магистралями стали элементы проводящей системы растений: сосуды и ситовидные трубки. Ситовидные трубки поставляют воду вниз, доставляя органические вещества, полученные листьями, к корням, которые, погрузившись в почву, оказались отрезанными от света и неспособными к фотосинтезу.

Прочные одревесневшие стенки сосудов древесины заодно придают стеблю растения дополнительную жесткость и прочность, т. е. участвуют в решении третьей проблемы первопоселенцев суши – необходимости поддерживать тело в вертикальном положении.

Низшие растения – водоросли, живущие в воде, могут достигать 90 м в длину (некоторые представители ламинариевых водорослей), и такие размеры подводных обитателей никого не изумляют. Ведь и самое крупное животное планеты – синий кит (более 30 м в длину) тоже обитает в водной среде. В воде не надо тратить усилий на поддержание тела в пространстве, она сама поддерживает тебя. Вспомните, в воде вы можете стоять с полностью расслабленными мышцами, а на суше для поддержания прямостоячего положения вам приходится постоянно напрягать мышцы спины, живота и ног.

Казалось бы, самые крупные растения должны встречаться в морях и океанах, но вот что удивительно: в отличие от животных, самые крупные растения встречаются не в воде, а на суше. Отдельные представители растительного мира достигают высоты более 100 м. Это самые высокие деревья планеты: секвойя–дендрон гигантский (зарегистрированный рекорд – 135 м), эвкалипт царственный (109 м), секвойя вечнозеленая (110 м). Вероятно, этот парадокс отчасти связан с тем, что для питания растениям необходим свет, поэтому часть растения должна возвышаться над землей и чем выше, тем лучше. Во все времена находились растения, выбиравшие стратегию гигантизма. Размеров деревьев (да они и были деревьями) достигали древние вымершие хвощи – каламиты и плауны–чешуедревы, а среди папоротников и до сих пор сохранились древовидные представители, напоминающие своим внешним видом пальмы. Но, стремясь ближе к солнцу, растения должны научиться поддерживать себя в вертикальном положении, что в воздухе сделать непросто.

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.