Если вы считаете, что ботаника – это скучно, возможно, вы просто не читали новый том универсальной энциклопедии «Я познаю мир». На страницах этой книги вы познакомитесь с основными группами не только растений, но и бактерий, вирусов, грибов и простейших» причем прочитаете не только о строении и размножении, но и о необыкновенных приспособлениях растений, их эволюции, о дружбе и вражде в растительном мире. Энциклопедия также послужит прекрасным дополнением к учебнику, поможет школьникам при подготовке к экзаменам, написании рефератов и докладов.
Предисловие
Для ученых прошлого весь мир живой природы естественно разделялся на растения и животных. Грибы и лишайники тоже относились к растительному царству, поскольку они не способны активно передвигаться и растут в течение всей жизни, как и «положено» растениям.
И когда в конце XVII века в тесной и темной каморке городской ратуши Антони ван Левенгук – простой голландский мануфактурщик – впервые увидел в самодельный микроскоп одноклеточные организмы, среди которых были и простейшие, и бактерии, и микроскопические грибы, традиционное деление всех живых существ на растения и животные распространилось и на них: зеленых простейших причислили к растениям, а незеленых – к животным.
Шли годы и столетия, знания людей о живой природе пополнялись, и ученым стало «тесно» традиционное деление всех организмов на животных и растения: слишком уж сильно отличались разные «растения» друг от друга. В современной биологии выделяются уже не два, а 7 царств: растений (в узком смысле), животных, грибов, лишайников, простейших, бактерий и вирусов. Но до сих пор по традиции при изучении ботаники принято рассматривать все живые организмы кроме животных. И хотя сейчас микологию – науку о грибах, вирусологию и микробиологию выделяют в отдельные дисциплины, на страницах этой книги мы последуем древней традиции и познакомимся со всеми организмами, наука о которых многие столетия называлась ботаникой.
Мир на кончике иглы бактерии и вирусы
Такие разные, такие похожие
Растения, грибы, лишайники, бактерии, вирусы, простейшие – все они так сильно отличаются друг от друга, что на первый взгляд кажется – между ними нет ничего общего. Ну, по крайней мере, в одном эти организмы сходны – все они являются живыми существами. Кстати, быть живыми – это значит обладать очень многими способностями, поэтому общих признаков у, скажем, вируса гриппа и раскидистого дуба довольно много.
Предполагаемое родословное древо царств живой природы
Основные свойства живых организмов – это обмен веществ, способность к росту, размножению и, конечно, наследственность, способность производить потомков, похожих на своих родителей. Так вот, прежде чем перейти к знакомству с разными и непохожими друг на друга представителями живого мира, нам придется немного остановиться на их общих свойствах. Здесь вам, возможно, встретится много новых, незнакомых понятий – не пугайтесь, они с нетерпением ждут возможности подружиться с вами и быть вашими помощниками в исследовании ботаники. Не испугались? Тогда в путь!
Вездесущие микробы
Бактерии – самые первые живые существа, появившиеся на нашей планете. Их ископаемые остатки)были обнаружены в осадочных породах Западной Австралии и Южной Африки возрастом 3,5 млрд. лет. Напомним, что вид человек разумный, к которому мы относимся, появился на планете только около 40 тыс. лет назад. Бактерии были единственной формой жизни на Земле по крайней мере в течение 2 млрд. лет и до сих пор остаются самой многочисленной группой живых организмов на Земле: например, в 1 грамме плодородной почвы может содержаться 2,5 млрд. бактерий; 90% всей биомассы (т.е. массы всех живых существ) океана составляют бактерии.
Бактерии вездесущи. Они могут выжить там, где не может существовать ни один живой организм. Есть бактерии, способные жить только в отсутствии кислорода: в кишечнике жвачных животных, в болотах, в глубинах морей и океанов – таковы, например, метанообразующие бактерии.
Другие бактерии одинаково хорошо чувствуют себя и в присутствии кислорода, и без него. Известны бактерии, обитающие при высоком давлении около глубоководных вулканических кратеров при температуре свыше +360°С (столь высокая температура воды может поддерживаться только при высоком давлении, на дне океана или искусственно в лаборатории).
Созидатели или разрушители?
Бактерии устроены гораздо проще, чем другие обитатели Земли, однако простота строения не мешает им играть самые разнообразные роли в экосистеме планеты.
Уже известные нам цианобактерии являются счастливыми обладателями зеленого пигмента хлорофилла и способны к фотосинтезу.: используя энергию солнечного света, они превращают углекислый газ и воду в органические молекулы сахаров, белков, витаминов и жиров, одновременно выделяя кислород.
По всей видимости, цианобактерии были первыми фотосинтезирующими организмами на Земле. С их появлением в атмосфере нашей планеты начал накапливаться кислород (до этого, в первичной атмосфере Земли, его не было). Когда кислорода накопилось достаточно, он начал частично превращаться в озон – газ, не пропускающий в атмосферу губительное для всего живого жесткое космическое излучение. Только после образования озонового слоя жизнь смогла проникнуть в верхний слой воды и выйти на сушу. А поскольку кислород и озон образовались в результате деятельности первых фотосинтезирующих бактерий, можно Смело сказать, что своим возникновением все остальные организмы обязаны именно им.
Выдающиеся химические способности
Всем живым организмам для поддержания жизни, развития и размножения требуется энергия. Энергию можно получать из разных источников. Самым «дешевым» и универсальным источником энергии является солнце. Его энергию используют организмы, способные к фотосинтезу, это – цианобактерии, растения и некоторые простейшие.
Грибы и часть бактерий, которые питаются по типу животных, получают энергию, разрушая готовые органические вещества, поступающие в организм с пищей. Кислород, поступающий в клетки в процессе дыхания, окисляет белки, жиры и углеводы до более простых соединений. Окисление – это химическая реакция, похожая на обычное горение, только очень медленное. Такое биологическое «горение» происходит внутри живых клеток, не повреждая их. Как и при горении, при окислении выделяется энергия. Часть ее расходуется на обогрев организма, а часть идет на построение новых «грибных» или «животных» белков, жиров и углеводов.
Гетеротрофное питание
