Процветание — в расчленении
Выход растений на сушу потребовал принципиально новой организации всей жизнедеятельности, в частности процессов размножения, о чем нам предстоит подробный разговор.
А пока напомним читателю, что все растения размножаются посредством специализированных клеток спор. Для того чтобы размножение осуществилось, спора должна покинуть материнский организм, прорасти и дать начало новому (дочернему) организму.
На суше велика вероятность попадания огромного количества спор в условия, не благоприятные для их прорастания. Действительно, после отделения от материнского организма спора оказывается в воздушной среде, которая гораздо более враждебна, чем водная. Поэтому большинство спор наземных растений (а также, кстати, спор грибов) погибает, не давая потомства.
С переходом к жизни на суше у растений появляется необходимость 1) продуцирования очень большого количества спор и 2) поднятия органов размножения (спорангиев) над поверхностью почвы для более эффективного рассеивания спор воздушными течениями.
Ho для выполнения этих задач необходим большой запас питательных веществ, накопление которого требует увеличения фотосинтезирующей поверхности, а значит, и объема тела растения.
Между тем нормальное функционирование организма возможно лишь при определенном биологически оптимальном соотношении его площади и объема. Для поддержания такого физиологически целесообразного соотношения, вегетативное тело растения неминуемо должно было подвергнуться расчленению.
Таким образом, мы убеждаемся, что по мере освоения растениями суши, на пришельцев из океана усиливалось давление среды обитания. С одной стороны, организм растения «разрывался» между контрастными физическими средами почвой и воздухом. С другой стороны, расчленения на органы требовало само вегетативное тело, которое все более увеличивалось в объеме для удовлетворения насущных потребностей сухопутного существования.
Вероятно, читатель уже пришел к выводу о том, что на определенном этапе эволюции растений жизненно важной стала морфологическая и функциональная специализация их клеток и тканей, дифференциация растительного организма его расчленение на органы. Только такие по-истине революционные изменения могли позволить растениям занять господствующее положение на суше.
Как мы знаем из ботаники, такое расчленение состоялось. Тело уже самых примитивных из известных нам высших сухопутных растений было дифференцировано на элементарные органы (рис. 7). Правда, это были еще не настоящие корни и побеги, а пока только их прототипы.
Таковы известные нам по силурийским и девонским отложениям проптеридофиты (псилофиты, или риниофиты), которые жили на нашей планете около 400 млн. лет назад. Представители этой группы самых примитивных высших растений — риния, куксония и зостерофилум.
Древние псилофиты были небольшими (20-50 см высотой) растениями, которые еще не имели настоящих корней и листьев. Они обитали на влажных и болотистых почвах вблизи водоемов или в прибрежном мелководье. В этих местах они могли с успехом обходиться без сильно развитых корней и совершенной водопроводящей системы.
Прямыми потомками древних псилофитов являются современные тропические растения ботанических родов псилот (2 вида) и тмезиптерис (около 10 видов). Эти растения, которые еще не имеют настоящих корней и листьев, ученые-ботаники относят к отделу Псилотовидные.
Тело примитивных высших растений представляет собой вильчато (дихотомически) разветвленную ось. Причем расчленение наблюдается одновременно у обоих полюсов растения: от дихотомически разветвленных стеблей вниз отходят ризоиды — прототипы будущих корней, а вершины стеблей заканчиваются органами размножения — спорангиями.
Дихотомическое ветвление древнейших высших растений ученые рассматривают как наиболее примитивное. Дальнейшую дифференциацию тела и становление органов мы наблюдаем у представителей других отделов высших растений — Моховидных, Плауновидных, Хвощевидных и Папоротниковидных.
Последующим важным шагом в прогрессивном расчленении вегетативного тела стало появление у растений листьев — специализированных органов фотосинтеза.