Биологический каталог




Основы общей биологии

Автор Э.Гюнтер, Л.Кемпфе, Э.Либберт, Х.Мюллер, Х.Пенцлин

м необходимы большие поверхности, поглощающие свет (листья, разветвления побегов). Листья и лежащие в их пазухах почки закладываются в верхушечной меристеме побега; прорастание этиэХ пазушных почек приводит к разветвлению побега (рис. 7.8). .Листья расположены таким образом, что почти не затеняют дру/г друга; изгибание побега по направлению к свету (фототропизм, см. рис. 9.10) и расположение палисадных клеток наподобие «световой шахты» (рис. 7.5) увеличивают поглощение овета. Взаимодействуя на расстоянии при помощи гормонов, различные органы растения (главные и побочные вет222 Глава 7

Организм 223

ви и корни, листья, цветки, плоды) влияют друг на друга, и это обеспечивает координированный рост.

У наземных растений значительно более сильное, чем у животных, развитие наружной поверхности приводит к огромным потерям воды в результате транспирации. Эти потери должны быть восполнены поглощением воды из почвы. Из корня через стебель идут в листья проводящие пучки. Часть пучка, обычно внутренняя — ксилема, или древесина, — содержит сосуды (мертвую проводящую ткань) для транспорта воды (рис. 7.5 и 7.8). Сухому воздуху свойствен очень низкий водный потенциал Y (4.2.1.3) (при влажности воздуха 80% Ух —300 бар), а почве—высокий (около —15 бар). Вода всегда движется в сторону более низкого водного потенциала (4.2.1.3). Растение, обладая средним Ч', занимает промежуточное положение в градиенте Ч', и вода «просасывается» через него. Сосущая сила, обусловленная транспирацией, создает в сосудах отрицательное давление, и столб воды движется вверх (транспирационный ток). Разрыву водяного столба в стволах высоких деревьев препятствует сила сцепления между молекулами воды. Растение получает углерод (в виде С02) из воздуха, а другие питательные вещества (1.1.1) в виде ионов из почвы. Чтобы обеспечивать их поглощение и всасывание воды, корневая система сильно ветвится. Ионы поглощаются корневыми клетками активно (4.2.2.4), с затратой энергии (в отличие от воды, всасывание которой обусловлено градиентом ?), а в ксилеме ионы подхватываются транспирационный током.

Другая часть проводящего пучка, обычно наружная — флоэма, или луб (рис. 7.5; 7.8) — содержит ситовидные трубки (проводящую ткань) для транспорта ассимилятов, образующихся в процессе фотосинтеза. Эти асоимиляты (в основном сахароза) активно, с затратой энергии накачиваются в листе в окончания ситовидных трубок. Из-за высокой концентрации ассимилятов там падает осмотический потенциал Ч'л и туда устремляется вода под действием осмотического давления. Возникающий избыток давления (потенциал давления Ч'р, 4.2.1.4) гонит раствор ассимилятов (согласно теории течения жидкостей) к местам их расходования и накопления (к оси побега, корню, цветкам, плодам). Там происходит активное поглощение ассимилятов и благодаря этому поддерживаются градиенты концентрации и градиенты Уп и Тр.

Для мощного разветвления побега необходима высокая прочность его оси. Живые (колленхима) и метрвые (склеренхима) механические ткани с их толстыми, часто одревесневшими (3.12.1.5) клеточными стенками нередко располагаются в форме сплошных или прерывистых колец в наружных частях (коре) стебля (по принципу стальной трубы). Более старые стебли (и корни) утолщаются. Этот вторичный рост в толщину

224 Глава 7

Организм 225

происходит да счет камбия — внутренней меристемы. Камбий лежит между флоэмой и ксилемой в виде сплошного кольца и образует с наружной стороны флоэму с ситовидными трубками, а с внутренней — ксилему с сосудами (рис. 7.8,6). Сердцевинные лучи (рис. 7.8), лежащие между проводящими пучками, также удлиняются радиально за счет камбия. Первичная, однослойная покровная ткань — эпидермис — разрывается и заменяется вторичной покровной тканью — пробкой, образуемой одним слоем камбия, или коркой, образуемой несколькими слоями камбия, дополнительно возникающими во внешних частях стебля (пробковым камбием).

У водных растений механические и проводящие ткаин развиты слабо. Вода поддерживает растение; воду и питательные вещества поглощают все его погруженные части.

Реагируя на факторы внешней среды, например иа длительность ежедневного светлого периода (существуют растения короткого и длинного светового дня) или на температуру (некоторые виды нуждаются в периоде холода), ве-гетнрующее растение переходят в репродуктивное состояние: в меристеме иа концах побегов закладываются цветки, а после опыления и оплодотворения развиваются семена и плоды (см. 8.3.1.2).

7.2.6.2. Высшие животные. В отличие от многоклеточных растений многоклеточные животные (Metazoa), за исключением, может быть, губок (Porifera), видимо, произошли от одноклеточных предков только одним путем (рис. 7.2; см. 11.3.3.2), так что их можно считать естественной группой. Среди животных большого многообразия и высокого развития достигли только Coelo-mata (животные с целомом — вторичной полостью тела, рис. 7.9), к которым относятся все типы животных, начиная с Plathelmintes (плоских червей).

Животные ведут подвижный, реже прикрепленный (только водные формы) или паразитический образ жизни. Для свободы передвижения им, в отличие от растений, необходима минимальная поверхность и компактная форма тела. Рано появляются билатеральная симметрия тела и его вытянутость в направлении движения. Прочность обеспечивают скелетные образования, которые находятся либо на поверхности тела (экзо-скглет) — у моллюсков, членистоногих и др., либо внутри (эн-доскелет) —у иглокожих, хордовых и др. У прикрепленных форм, таких как кишечнополостные, более обычна радиальная симметрия.

Все животные — гетеротрофы, т. е. в своем питании прямо или косвенно зависят от первичных продуцентов (4.4; 12.5.1.6). Среди них различают фитофагов (растительноядных), зоофагов (хищников) и сапрофагов (питающихся трупами организмов, затронутыми разложением). Питаясь, животное получает источники энергии (углеводы, жиры, белки) и вещества, важные в функциональном отношении (витамины, некоторые липиды,

Б. Насекомое (самка). / — анальное отверстие; 2 — антенна; 3 — аорта; 4 — брюшная нервная цепочка; 5 — мозг; 6 — сердце; 7 — сложный глаз; 8 — средняя кишка; 9 — мальпигиев сосуд; 10—яйцевод; 11— дыхальце; 12 — яичннк; 13 — прямая кишка; 14 — слюнная железа; 15 — подглоточный ганглий; 16 — передняя кишка.

B. Млекопитающее (самец). / — аорта; 2 — слепая "кишка; 3 — толстая

кишка; 4 — тонкая кишка; 5 — мозг; 6 — мочевой пузырь; 7 —сердце; 8 — семенник; 9 — полая вена; 10 — печень; // — легкое; 12 — желудок; 13 — ротовая полость; 14 — полость носа; 15 — почка (метанефрос); 16 — пищевод;

17 — поджелудочная железа; 18 — глотка; 19—спинной мозг; 20 — трахея;

21 — диафрагма.

226 Глава 7

Организм 227

минеральные вещества, воду). В зависимости от способа питания выработались разнообразные формы ротовых частей.

Поглощенные энергетические вещества в процессе пищеварения расщепляются на сравнительно низкомолекулярные фрагменты, которые могут всасываться. Этот процесс у высших животных происходит исключительно или частично в желудочно-кишечном тракте (внеклеточное пищеварение) при участии пищеварительных ферментов (гидролаз), которые образуются в самом кишечном эпителии и в крупных придаточных железах (в слюнных и поджелудочной железах у позвоночных, в железах средней кишки у беспозвоночных). Исключительно внеклеточное пищеварение свойственно нематодам (круглым червям), большинству аннелид (кольчатых червей), ракообразным, насекомым, позвоночным и др. У трематод (сосальщиков), некоторых аннелид, брюхоногих моллюсков, иглокожих и других животных после предварительного внеклеточного переваривания производится более полное внутриклеточное. Чисто внутриклеточное пищеварение у высших животных встречается очень редко.

Всасывание низкомолекулярных продуктов пищеварения (моносахаридов, глицерина и жирных кислот, моноглицеридов, аминокислот и т. п.), а также функционально важных веществ (см. выше) из просвета кишечника в тело происходит пассивным и активным способом (4.2). У позвоночных оно идет главным образом в тонком кишечнике. Непереваримые, непригодные для усвоения вещества выбрасываются при дефекации в виде кала (фекалий).

Всосавшиеся вещества должны быстро разойтись по всему телу туда, где они необходимы. При значительных расстояниях пассивная диффузия для этого слишком медленна. Транспорт таких веществ осуществляется главным образом путем конвекции в системе трубок, по которым циркулирует жидкость (кровь, гемолимфа) — в кровеносной системе. В примитивных системах по стенке сосуда проходят перистальтические волны, проталкивающие кровь вперед. У более высокоразвитых организмов обособляются определенные пульсирующие участки сосудов— сердца. Сердце работает ритмично, фаза сокращения (систола) регулярно сменяется фазой расслабления, или наполнения (диастолой). Циркуляция происходит либо исключительно в сосудах (замкнутая система кровообращения), как, например, у аннелид или позвоночных, либо в некоторых участках кровь выходит из сосудов и течет по лакунам между тканями (незамкнутая система кровообращения), как у членистоногих, моллюсков и др. Клапаны обеспечивают определенное направление тока крови в сосудах.

Для аэробного разложения питательных (энергетических) веществ с целью высвобождения энергии (4.3) необходим кислород. Очень мелким животным (например, плоским червям, нематодам, коловраткам, клещам) для жизни достаточно кислорода, поступающего через поверхность тела (кожное дыха-яие). Но чем крупнее животное, тем невыгоднее становится отношение поверхности тела к его объему, так как поверхность (а с нею и скорость поглощения 02) растет пропорционально квадрату линейных размеров, объем же тела (а с ним и потребность в 02)—пропорционально их кубу. Появляется необходимость в органах дыхания.

Жабры — это тонкостенные листовидные, нитевидные или перистые выросты поверхности тела, в которых в основном и происходит газообмен. Их положение может быть очень разнообразным. У позвоночных (рыб) ряды жаберных листочков лежат по краям жаберных щелей передней кишки, на ж

страница 39
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Скачать книгу "Основы общей биологии" (4.30Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(16.12.2018)