Из колыбели жизни на границу двух миров

Жизнь зародилась в воде. Первые растения были водными организмами, эволюция которых длительное время протекала в Мировом океане колыбели земной жизни. Продолжительное существование в водной среде наложило отпечаток на строение и функционирование самых примитивных растений — водорослей. Они получили такое название потому, что обитают преимущественно в водоемах, а если и живут на суше, то лишь в очень влажных местах — на болотах, по берегам водоемов, на влажной поверхности почвы и камней, на деревьях и кустарниках в тенистых и влажных уголках леса, парка или сада.
У большинства водорослей вся поверхность тела соприкасается с водой, и поэтому эти организмы не сталкиваются с проблемой водообеспечения. В течение всей жизни они пребывают в очень однородной среде, содержащей все необходимые экологические ресурсы: в толщу воды проникают лучи Солнца, в ней растворены кислород и углекислый газ, соединения всех других биогенных химических элементов, необходимых для минерального питания.
В однородной среде обитания водорослям не требовалась дифференциация вегетативного тела на специализированные клетки, ткани и органы. Поэтому клетки водорослей слабо различаются морфологически и функционально, они во многом сходны между собой. Такие растения ученые-ботаники называют низшими, противопоставляя их высшим растениям, тело которых расчленено на органы, а органы состоят из тканей, построенных из специализированных клеток.
He будем забывать, что споры водорослей, покидая материнский организм, сразу же оказываются в среде, благоприятной как для их расселения и прорастания, так и для развития дочернего организма. Поэтому выживаемость спор весьма высокая, а спорангии водорослей (если они имеются) не отличаются сложным строением.
Правда, в водной среде наблюдается заметное ослабевание силы света — важнейшего экологического фактора в жизни растений. Поэтому водоросли, погруженные в толщу воды, никогда не получают свет, соответствующий его силе на соседнем открытом участке.
Например, в Средиземном море на глубине 1 м освещенность уменьшается на 18 %, а на глубине 5 м — уже на 55 %. А вот на глубине 120 м освещенность составляет лишь 0.5 % от освещенности на поверхности как под пологом очень густого елового леса.
Распределение в океане минеральных веществ, необходимых для фотосинтеза, также очень неравномерно, но зависимость здесь иная. Из глубин океана в самую активную, пронизанную лучами солнца зону жизни питательных веществ поступает очень мало. Подсчеты экологов показывают, что растения верхней зоны Мирового океана ежегодно потребляют не более 0,01 % запаса питательных веществ, находящихся в водных глубинах.
В то же время богатейшие кладовые питательных веществ (в частности, около 75 миллиардов тонн фосфатов и сотни миллиардов тонн нитратов) находятся в глубинах океана и не доступны фотосинтезирующим организмам. Поэтому экологические системы Мирового океана в целом менее продуктивны, чем экосистемы суши (табл. 5), а масса живого вещества суши превышает его массу в морях и океанах в 700-1000 раз.

Ho вот растения вышли на сушу и оказались одновременно в двух разных средах — воздушной и почвенной. Воздух и почва — это два разных мира, и на границе этих миров условия для жизни, увы, не столь стабильны и благоприятны, как в водной среде.
Действительно, насыщенность воздуха водяными парами редко достигает 100 %, а это в свою очередь обуславливает обезвоживание организма, находящегося в воздушной среде. Почва также, конечно, существенно отличается от водной среды — как условиями минерального питания, так и водоснабжения.
Таким образом, с первых дней сухопутной жизни растениям пришлось приспосабливаться к новым, более суровым условиям. С этой задачей они справились блестяще, о чем свидетельствует содержание табл. 5, а также вся эволюция биосферы нашей планеты и человеческой цивилизации. Как же растениям удалось достичь процветания на суше?
Заселение суши потребовало от растений глубокой дифференциации, расчленения всего организма. Для освоения двухфазной среды должны были появиться принципиально различные органы: для твердого субстрата — корни, для воздушной среды — побеги.
Именно благодаря такому сложному (по сравнению с водорослями) строению тела, высшим растениям удалось колонизировать сушу и занять на ней господствующее положение.
Правда, некоторые водоросли, как мы уже заметили, также приспособились к жизни на суше. Ho роль водорослей в экосистемах суши по сравнению с высшими растениями незначительна. Действительно, если современная флора нашей планеты насчитывает около 500000 видов растений, то подцарство Водоросли объединяет около 30000 видов, причем из них на суше обитают не более 3 %.
Высшие растения наряду с приобретением специализированных органов, конечно же, выработали и другие приспособления для жизни на границе двух физических сред. Наиболее важные из них мы рассмотрим ниже.