Факультет

Студентам

Посетителям

Движения растений. Способы, предпосылки возникновения и значение

Способность растений к движениям давно привлекала внимание ученых.

Особенно оно усилилось после публикаций работ Ч. Дарвина «Движения и повадки лазающих растений» (1865), «Насекомоядные растения» (1875) и «Способность к движениям у растений» (1880), в которых он рассмотрел широкий круг явлений из жизни растений под углом зрения их приспособительного значения. Он также поставил проблему движений растений на экспериментальную основу, показал возможность их строгого анализа. Тем самым дарвинизм оказал плодотворное влияние на развитие исследований в этой области (Н. Г. Холодный, 1941).

Под термином движение растений (фитодинамика) объединяют разнородные по механизмам и значимости явления: движение цитоплазмы и органоидов клетки, передвижение с помощью жгутиков (монады, хлорококковые), рост растяжением, изменение положения прорастающих семян, круговые нутации, тропизмы, ростовые и тургорные настии и т. п. (Э. Бюннинг, 1960; А. И. Меркис, 1973; Э. Либберт, 1976; А. Гэлстон, и др., 1983; Ф. Уоринг, Ф. Филлипс, 1984). Их рассмотрение занимает большое место в учебнике «Физиология растений» (В: В. Полевой, 1989), где они описаны не только с точки зрения проявления и природы, но и происхождения и эволюции.

Некоторые из названных форм движений характерны и для животных (движение цитоплазмы и жгутиками), остальные встречаются почти у всех растений. Однако в зависимости от систематического, филогенетического и ценотического положения видов доминируют или круговые нутации, или тропизмы, или настии, причем меняются способ и степень осуществления каждой из форм и в онтогенезе. При доминировании одной из них другие не исчезают, а сохраняются в виде дополнительных или в сочетаниях. Универсальное значение для растений, особенно высших наземных, имеют обратимые тургорные движения и настии. Сейсмонастии по механизму близки к мышечным сокращениям.

Не останавливаясь на анализе механизмов разных форм движений (В. В. Полевой, Т. С. Саламатова, 1985; В. В. Полевой, 1989), подчеркнем, что даже на клеточном уровне они далеко не совпадают, не говоря уже об уровне органов и целостного растения. В адаптивном плане разные способы движений также неравноценны. Некоторые из них (движение цитоплазмы и органоидов, круговые нутации) имеют более общее значение, другие более специфичны (лазающие, вьющиеся растения, сейсмо- и никто- настии) в экологическом отношении.

Внимание Ч. Дарвина к движениям было вызвано и в связи с возражением Ст. Д. Майварта о том, что принцип естественного отбора не объясняет «начальные стадии полезных черт», в том числе и у вьющихся растений. Эту способность растений Ч. Дарвин объяснил как результат усиления под действием естественного отбора «общей способности к движению, приобретенной ради совершенно иных и полезных целей», которая не представляла первоначально для них особой пользы. Далее он объясняет, что видоизменением круговой нутации были «приобретены многие весьма полезные и необходимые движения» растениями. Наблюдения над усиками Bignonia capreolata, Echinocystis lobata, Passiflora gracilis, Sicyos angulatus убедили Ч. Дарвина не только в высокой их чувствительности, но и в специфике реакции на раздражитель.

Возможность возникновения специальных форм движений на основе простой двигательной реакции под действием естественного отбора не является невероятной в случае их выгоды в борьбе за существование. В сомкнутых фитоценозах (лес) при недостатке освещения, в Поиске других ресурсов (воды, минеральных элементов и т. п.) усилением зачаточного ростового движения в разных целях могут сложиться вьющиеся и лазающие формы, различные способы ориентации в пространстве (тропизмы и настии) или другие обратимые движения у растений. В борьбе за существование путем параллелизмов и конвергенции возникают сходные формы движений у представителей различных семейств высших растений. Экологически значимы нутации, настии, тропизмы, насекомоядность (В. Е. Tuniper et al., 1989) для растений независимо от их систематического положения. Без них сложно представить стабильность растений. Несколько труднее объяснить роль сейсмонастий у мимозы и ряда других растений, хотя рассматривают их как предотвращение повреждений от воздействия сильных ветров и ливней.

Так или иначе способность к движениям — основа ориентации в пространстве. Она важна и при прикрепленном к субстрату состоянии, когда у растения нет возможности активно изменить положение по отношению к односторонне действующему фактору. Поэтому почти все формы движения растений представляют целесообразную реакцию на среду (Н. Г. Холодный). Они повышают экологическую стабильность растений, обеспечивая максимальное использование среды путем движения органов и структур — «поисковая» активность индивидуума. В связи с этим происходит усиление контроля целостности организма над способностью к движениям растений через механизмы гормональной регуляции и активности Н+-помпы. Отбор ведет к возникновению подобных механизмов. Заслуга Ч. Дарвина состоит в объяснении экологической роли движений растений в связи с действием естественного отбора.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: