БИОСФЕРА. Живое вещество

Эукариоты. Царство растений. Водоросли. Высшие растения  – фотоавтотрофы и миксотрофы

Представители другого надцарства клеточных организмов – эукариоты  – морфологически очень разнообразны – от микроскопических грибов до человека! Существует предположение, что клетка эукариотов возникла при симбиотическом слиянии клеток различных прокариотов. В настоящее время это предположение получает все больше подтверждений. Среди эукариотов выделяются три царства: растения, грибы и животные. Каждое царство выполняет в биосфере свою определенную роль.

Все растения , за редчайшими исключениями, относятся к автотрофам, причем среди них распространены только фотоавтотрофы. Фотосинтез осуществляется благодаря наличию в клетках растений своеобразного магнийсодержащего пигмента – хлорофилла.

Царство растений, по А. Л. Тахтаджяну, делится на два подцарства: низшие (водоросли) и высшие растения. С водорослями  (не путать с синезелеными «водорослями» и водными цветковыми растениями!) все обстоит довольно просто.

Несмотря на огромное морфологическое разнообразие, водоросли по своей роли в биосфере довольно однотипны: являясь фотоавтотрофами, они создают в экосистемах первичную продукцию. Впрочем, как всегда, не обходится без исключений: некоторые водоросли не пренебрегают и другими способами питания и являются, таким образом, миксотрофами.

Представители другого подцарства растений – высшие растения  – также являются фотоавтотрофами и создают практически всю первичную продукцию наземных экосистем. Но – в семье не без урода! – среди высших растений также имеются миксотрофы, использующие дополнительно другие типы питания.

Животной пищей, добываемой путем самой настоящей охоты, некоторые из миксотрофных растений компенсируют хронический дефицит почвенного азота. Таковы хорошо известная росянка, петров крест, жирянка, пузырчатка и некоторые другие насекомоядные растения – непентес (лиана экваториальных лесов), саррацения и дарлингтония, произрастающие на торфяниках Нового Света. В тропиках и субтропиках особенно много растений‑хищников, причем некоторые из них ловят и поглощают даже мелких животных. Богатая фантазия первых путешественников по Африке создала и дерево‑людоед. Нечего говорить, что это – плод досужего вымысла: животных крупнее лягушек и мелких рыбешек растения своими ловчими орудиями удержать не могут (да и тех, бывает, воруют ловкие пауки, особенно в тропиках). Хищных растений сейчас насчитывают 535 видов, что составляет около 0,2% от общего числа видов высших растений.

За счет паразитизма расширили свой рацион омеловые – кустарники (или, реже, травы), ведущие полупаразитический образ жизни на ветвях деревьев; некоторые из видов омеловых перешли к почти полному нахлебничеству. Селятся они как на голосеменных, так и на цветковых растениях, в том числе и на самих омеловых.

Другими «уродами» растительного мира являются подъельник и вертляница. Эти мертвенно бледные цветковые растеньица, не затрудняющие себя фотосинтезом, изредка встречаются в наших лесах. Считалось, что они являются сапротрофами и существуют только за счет питательных веществ разлагающейся лесной подстилки. Сейчас, однако, показано, что они являются и частичными паразитами (паразитируют они на соседних растениях).

Рассмотренные нами растения‑миксотрофы представляют собой исключения, которые подтверждают то общее правило, что высшие растения являются фотоавтотрофами. Они продуцируют первичное органическое вещество исключительно из неорганического, причем приток минеральных веществ обеспечивается корневым питанием.

Вспоминаются слова Аристотеля, что растение – это животное, поставленное на голову: органы размножения у него наверху, а голова внизу. С помощью корней, играющих роль рта, растение извлекает пищу из Земли. Если эту схему дополнить фотосинтезом, открытым без малого полторы тысячи лет спустя, представления Аристотеля окажутся вполне современными.

Однако, уверенно называя высшие растения автотрофами, мы не должны забывать об их полнейшей неспособности обеспечивать себя азотом. Буквально купаясь в атмосфере азота – над каждым гектаром его 80 тысяч тонн! – растения в отношении азота находятся на иждивении прокариотов. Известные нам со школьной скамьи бобовые также не представляют исключения – ведь азот из атмосферы извлекают не они, а живущие в их клубеньках азотфиксирующие бактерии!

Высшие растения обладают по преимуществу пассивной формой движения живого вещества. Репродуктивное и соматическое вещество у них дифференцировано, а возможности самостоятельного передвижения соматического вещества очень ограничены – на стеблях да корневищах далеко не уедешь. Распространять же репродуктивное вещество высшие растения самостоятельно вообще не могут.