Ботаника и будущее

В гл. 1 мы затронули широкий круг проблем от происхождения жизни на Земле до эволюции растений, экосистем и развития земледелия и цивилизации. Эти серьезные вопросы представляют интерес для многих людей различных специальностей. Перед ботаниками и агрономами стоит насущная задача прокормить быстро растущее население планеты, о чем говорится в гл. 30.

Современные растения наиболее перспективный возобновляемый источник энергии для человеческой деятельности, а ископаемые растения образовали огромные запасы газа, нефти и угля, от которых зависит вся современная промышленная цивилизация. Роль растений, а также водорослей и фотосинтезирующих бактерий заслуживает нашего внимания и по другой, более важной причине.

Как продуценты мировой экосистемы эти организмы снабжают все остальные существа, включая человека, энергией, кислородом и многими другими жизненно необходимыми веществами. Изучив ботанику, легче оценить важнейшие экологические проблемы современности и, поняв их, способствовать созданию более здорового мира.

Новые поразительные возможности использования растений человеком, открывшиеся в последние годы, обсуждаются на протяжении всей этой книги. Сейчас можно стимулировать их рост, бороться с вредителями и сорняками и получать гибриды значительно эффективнее, чем когда- либо прежде. Значение этих новых методов непрерывно возрастает с увеличением числа научных открытий и возможностей их практического применения.

Например, генная инженерия (обсуждаемая в гл. 30) позволяет в принципе переносить естественные или синтетические гены от одних видов растений и животных другим для получения определенных признаков. Этот подход, впервые примененный в 1973 г., уже стимулировал миллиардные капиталовложения, увеличив надежды на решение многих стоящих перед человечеством проблем. Будущие открытия, несомненно, превзойдут самые смелые мечты, намного раздвинув пределы нынешних знаний.

Переходя к гл. 2, в которой наше внимание сосредоточится на невидимой невооруженным глазом клетке, важно помнить об этих более общих вопросах. Основные представления о биологии растений полезны сами по себе и необходимы для многих областей деятельности. Вместе с тем ботаника оказывается все теснее связанной с ключевыми проблемами общества и теми трудными решениями, которые придется принимать в ходе их преодоления.

От наших знаний зависит наше собственное будущее, будущее планеты и всех растений идет ли речь об отдельных видах или о компоне нтах экосистем, от которых зависит существование всего живого, в том числе и человека. Таким образом, эта книга предназначается не только будущим ботаникам учителям или исследователям, но и всем образованным людям, как ученым, так и непрофессионалам, кому предстоит искать эти решения.

Заключение

Лишь несколько групп организмов растения, водоросли и некоторые бактерии способны поглощать энергию Солнца и запасать ее в органических молекулах в ходе фотосинтеза. Фактически вся жизнь на Земле прямо или косвенно зависит от этого процесса. Нашей планете около 4,5 млрд. лет. Считается, что первоначально ее атмосфера состояла в основном из газообразного азота и довольно большого количества водяного пара и углекислоты.

На четыре элемента, образующие эти вещества углерод, водород, азот и кислород, приходится около 98% массы всех живых организмов. В грозовой первичной атмосфере Земли молекулы газов самопроизвольно соединялись в новые более крупные молекулы. Кислород, составляющий сейчас около 21% земной атмосферы, практически отсутствовал, пока его в большом количестве не начали производить фотосинтезирующие организмы.

В результате ультрафиолетовые лучи (от которых мы защищены сейчас слоем озона, одного из соединений кислорода) достигали поверхности Земли, содействуя синтезу новых молекул. Сначала появились гетеротрофы организмы, питающиеся органическими соединениями или другими организмами. Возраст самых древних известных ископаемых 3,5 млрд. лет.

Автотрофные организмы, способные синтезировать питательные вещества в процессе фотосинтеза, возникли не позднее 3,4 млрд. лет назад. Примерно 1,5 млрд. лет назад появились эукариоты с более крупными, чем у уже существовавших бактерий-прокариот, и намного сложнее устроенными клетками. Эволюция многоклеточных эукариот началась не позднее 650 млн. лет назад, и около 450 млн. лет назад они начали осваивать сушу.

Растения представляют собой в основном наземную группу, одну из эволюционных линий, объединяющих только или главным образом многоклеточные организмы. Другие крупные группы грибы, впитывающие пищу, и животные, которые ее заглатывают. Одноклеточные эукариоты относятся к царству протистов вместе с тремя более мелкими группами многоклеточных эукариот красными, бурыми и зелеными водорослями. Все шесть линий многоклеточных произошли независимо от одноклеточных протистов. Растения, эволюционировавшие из зеленых водорослей, приобрели ряд специфических адаптаций к жизни на суше.

Они развиты у представителей господствующей группы сосудистых растений и включают восковидную кутикулу, пронизанную специальными отверстиями устьицами, через которые осуществляется газообмен; эффективную проводящую систему из ксилемы, доставляющей воду и поглощенные питательные вещества по стеблям от корней к листьям, и флоэмы, разносящей продукты фотосинтеза ко всем частям растения. Увеличение в длину происходит за счет первичного, а в толщину за счет вторичного роста; эти процессы связаны с меристемами зонами быстрого деления клеток. Эволюция растений сопровождалась становлением биомов крупных наземных сообществ, включающих и животных.

Взаимодействующие системы, состоящие из биомов и окружающей их неживой среды, называются экосистемами. Человек, появившийся около 2 млн. лет назад, по меньшей мере 11 ООО лет назад изобрел земледелие, став в результате господствующей на Земле экологической силой. Люди использовали знание растений в интересах собственного развития и будут делать это с еще большим размахом в будущем.

_{П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника В 2-х томах, Том 1, Перевод с английского канд. биол. наук В. Н. Гладковой, проф. М. Ф. Даниловой, д-ра биол. наук И. М. Кислюк, канд. биол. наук Н. С. Мамушиной под редакцией акад. А. Л. Тахтаджяна}

AOF | 18.11.2020 10:24:42