Владимир Комаров - Происхождение растений

• Название: Происхождение растений
• Автор: Владимир Комаров
• Жанр: Биология
• Год: 1961

Миллиарды лет назад наша Земля была голой, безжизненной планетой. И вот на ее поверхности появилась жизнь — те первые, самые примитивные формы живых существ, развитие которых привело к бесконечному разнообразию окружающей нас природы. Как же происходило это развитие? Как появились на Земле животные, растения, как они видоизменялись? На некоторые из этих вопросов ответит данная книга. Ее автор, выдающийся советский ученый академик В. Л. Комаров, описал в ней историю растительного мира Земли — от простейших одноклеточных бактерий до современных нам высокоразвитых цветковых растений. Этот долгий путь развития автор рисует в тесной связи с общей историей Земли, с изменениями ее природных условий, рельефа, климата. Книга написана популярно, легко читается и принесет большую пользу самому широкому кругу читателей, обладающих элементарными сведениями из области биологии в объеме школьного курса.

---

Калий образует в литосфере соединения с кремнием, много его и в морской воде. Следовательно, общий запас его вполне достаточен. Без калия невозможен рост растений и животных. Он способствует перемещению углеводов, принимает участие в обмене белковых веществ и стимулирует явления жизни своей радиоактивностью.

Кальций необходим для нейтрализации органических кислот, образующихся в тканях растений, как результат неполного окисления Сахаров в процессе дыхания. Присутствие его обусловливает правильное развитие листьев. Присутствие кальция в почве усредняет кремнекислоту и гуминовые кислоты почвы, что оказывает громадное влияние на рост корней и всасывание ими почвенного раствора. Излишек солей кальция в почве может вызвать щелочную реакцию и обусловить подбор определенных выносливых к щелочной реакции растений, исключив обычные растения, требующие слабо кислой или нейтральной реакции. Внешность растений, как показали работы Кернера[22] и других, явно меняется в присутствии углекислых солей кальция.

Запасы кальция в земной коре состоят, главным образом, из осадочных морских отложений, известняков и мела. Кальций здесь органического происхождения, главным образом, за счет остатков разного рода раковин и панцирей морских животных. Большое участие в его накоплении принимали также кораллы и водоросли, отлагающие при жизни кальций в своих оболочках.

Чтобы представить себе общее количество кальция, связанного в известняках, достаточно вспомнить, что количество углекислоты, связанной кальцием, «в сотни раз больше всего количества угольной кислоты, находящейся в данный момент в атмосфере, в океане, в живом веществе, и угольной кислоте, соответствующей углероду пластов каменного угля, технически доступных»[23].

Углекислый кальций в воде растворяется благодаря сверлящим его неустанно животным и водорослям. Сверлящие водоросли, циановые и зеленые, очень обыкновенны. Они в течение долгих геологических периодов безостановочно сверлят камень и раковины и пускают кальций, а попутно и некоторое количество магния и фосфора в великий круговорот природы.

Таким образом, иммобилизируясь в осадочных горных породах, кальций постоянно возвращается снова в растворимое состояние и в виде гипса и других солей попадает в воду и в почвенный раствор, откуда и извлекается растениями.

Магний необходим, так как он сопровождает белковые вещества и входит в состав наиболее важного из веществ, окрашивающих растения, именно хлорофилла; магния в хлорофилле до 2 %. В противоположность кальцию запас магния в земной коре связан, главным образом, с кремнеземом и алюминием и принадлежит минералам, образующимся в глубоких слоях литосферы.

Магний белков и магний хлорофилла удерживается организмами в течение всего периода пышного развития растительной жизни на Земле, незначительная часть его все же выделяется в виде магниевых карбонатов и других растворимых солей, переходящих на земной поверхности в мало растворимые магниевые силикаты, и тем для жизни теряется. Зато изрядный запас магния растворен в водах как пресных, так и морских, откуда и черпается растениями.

Железо необходимо растениям, так как прежде всего без него не образуется хлорофилл.

Кроме того, железо играет большую роль в тех химических равновесиях, которые делают возможной жизнь подводных организмов. Запас растворимого в воде железа настолько велик, «то вопрос о его круговороте еще не возникал.

Наконец, для жизни необходимы ничтожные сравнительно количества иода, алюминия, бора, кобальта, никеля, меди, марганца, натрия, лития, фтора, мышьяка и так называемых «редких земель». В большом количестве встречается кремний, он пропитывает клеточные оболочки и тем защищает растения от. мелких вредителей. Некоторое значение имеют еще хлор и цинк.

Словом, для нас ясна та теснейшая связь органической жизни с неорганическим миром, без знания которой явлений жизни понять нельзя. Ясен также и химический характер явлений жизни. Только понятая химически жизнь поддается научному анализу, порывает связь с мистицизмом и метафизикой и входит в систему диалектического материализма.

«Если все многоклеточные организмы — как растения, так и животные, включая человека, — вырастают каждый из одной клетки по закону клеточного деления, то откуда же проистекает бесконечное разнообразие этих организмов? На этот вопрос ответ дало третье великое открытие — теория развития, которая в систематическом виде впервые была разработана и обоснована Дарвином. Какие бы превращения ни предстояли еще этой теории в частностях, но в целом она уже и теперь решает проблему более чем удовлетворительным образом»[24].

Ф. Энгельс

Глава V ПОНЯТИЕ ОБ ЭВОЛЮЦИИ. ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКАЯ ЛЕТОПИСЬ

Благодаря трудам двух великих натуралистов Ж. Ламарка и Ч. Дарвина, мы знаем, что все живые существа, какие только имеются на Земле, связаны между собой настоящим, хотя и отдаленным родством. Оба они создали так называемую эволюционную теорию, согласно которой жизнь, возникнув на Земле в виде одной или немногих простейших форм, постепенно усложнялась и становилась все более разнообразной.

Понятие о совершенствовании, о прогрессе не всеми понимается одинаково. Микроорганизмы легко переходят от деятельной жизни к состоянию столь глубокого сна, что становятся совершенно безразличными к явлениям внешнего мира, их окружающего. В состоянии покоя, в виде спор, они могут продолжительное время обходиться без пищи, без воды, почти без воздуха; могут в этом состоянии выносить и большой жар и сильный мороз, а потом, как ни в чем не бывало, пробуждаться для новой деятельной жизни. Поэтому многим кажется, что они совершеннее нас, погибающих нередко от ничтожной простуды.

Однако в науке установилось совершенно определенное понятие о прогрессе или совершенствовании животных и растений; прогресс соответствует: 1) усложнению организации, 2) установлению гармонии между формой и строением каждого органа и его функцией, 3) установлению гармонии между организмом и окружающей его средой. Главное — это усложнение организации.

Если бы жизнь на Земле, раз возникнув, возрастала затем только количественно, то поверхность Земли покрылась бы толстым слоем студня, подобного тому, который и теперь вырабатывают бактерии, амебы и другие близкие к ним организмы. Но количество имеет свойство переходить в качество. При этом массы вещества, находящиеся в различных взаимоотношениях (химических, физических и пр.) с внешней средой, приобретают различные качества или, как говорят, дифференцируются. Однообразная масса становится разнородной. Поэтому процесс развития организмов есть процесс в большей степени морфологический, чем физиологический. Усложнялись и совершенствовались не только основные жизненные свойства организмов, но также и их внешние и внутренние структуры и формы, совершенствовалась та машина, с помощью которой осуществляется процесс жизни. В то же время устойчивость жизни, ее сопротивляемость внешней среде могла и не увеличиваться.

От простейших организмов — начало жизни. «Вибрионы, микрококки и т. д., о которых идет здесь речь, являются уже довольно дифференцированными существами; это — комочки белка, выделившие из себя оболочку, однако без ядра. Между тем способный к развитию ряд белковых тел образует сперва ядро и становится клеткой. Оболочка клетки является затем дальнейшим шагом вперед (Amoeba sphaerococcus). Таким образом, рассматриваемые здесь организмы относятся к такому ряду, который, судя по аналогии, со всем до сих пор нам известным, бесплодно упирается в тупик и не может принадлежать, к числу родоначальников высших организмов»[25].

Значит, первая задача, которая ставится перед исследователем, желающим выяснить происхождение современного растительного и животного мира от первичных организмов, это вопрос о том, как произошла дифференциация одноклеточных организмов на безъядерные и обладающие ядром. Антагонизм ядра и протоплазмы — могучий двигатель жизни, эволюция ядра из массы клеточной протоплазмы — важнейший вопрос. В природе он был решен возникновением того отдела простейших, который получил в науке наименование Flagellatae, т. е. жгутиковых организмов. Это свободно плавающие клетки или колонии клеток, реже прикрепленные к подводным предметам организмы, клетка которых снабжена вполне сложившимся ядром и имеет специализированные органы движения в виде двух жгутиков, которые сообщают клетке как вращательное, так и поступательное движение. Многие из жгутиковых имеют также в протоплазме особые органы — пластиды, окрашенные хлорофиллом, они ассимилируют солнечный свет и углерод углекислоты и в этом отношении знаменуют переход на более высокую стадию их эволюционного развития.