Передвижение растительных соков и транспирация.
К началу XIX в. получили развитие исследования и по проблемам передвижения растительных соков и транспирации растений. Эти проблемы в то время еще не были расчленены. Начало их изучения относится к XVII в. Важным звеном в исследовании этих проблем стали опыты английского садовода Т. Найта. Искусно удалив кольца коры, он в 1801 г. установил, что почки над кольцом развивались нормально, а под кольцом погибли. Из этого наблюдения он сделал заключение, что нисходящий ток идет по коре, а восходящий – по заболони, но в отличие от Гейлса, он не заметил различий в составе этих токов и ничего не сказал об их движущих силах. 36 лет спустя немецкий ботаник Г. Линк, применив остроумный прием (он выдерживал горшочки с растениями в растворе желтой кровяной соли, а затем помещал их в железный купорос), сумел не только показать, что вода передвигается по древесине, но и точно определить, по каким именно ее элементам. Однако даже после такого наглядного опыта в середине XIX в. находились авторы, например Г. Шахт (1856), которые полагали, что сосуды растений наполнены не соком, а воздухом. Впрочем, в этом направлении тогда было выполнено лишь незначительное число работ. К ним, пожалуй, можно отнести опыты Олерта (1843) по выяснению вопроса, какие части корня поглощают воду и питательные вещества. Он установил, что этой способностью обладают те участки корня, которые покрыты корневыми волосками.
|
|
|
Исследованиям по транспирации в XIX в. положила начало работа Сенебье «Физиология растений» (1800). Сенебье пошел значительно далее Гейлса в вопросе о влиянии на этот процесс таких факторов, как свет, время года, листовая поверхность и состав питательного раствора. Правда, Сенебье развивал неправильное представление о выделении влаги не в газообразном виде, а в виде мельчайших капелек. Особое внимание исследователи тех лет (Декандоль, 1832; Добени, 1836; Дютроше, 1837; Миккель, 1839) обращали на выявление зависимости транспирации от света.
К XVIII в. относятся первые работы Ж. Гетара (1745–1750) и Ф. Шранка (1799) о так называемых «железах» растений. Однако только в 1807 г. Г. Линк впервые точно определил, какие органы растений следует считать действительно секреторными.
К рассматриваемому периоду относится и зарождение сложной проблемы – механизма поглощения и движения питательных веществ в растении. Соссюр в опытах по выращиванию растений в растворах различных солей впервые констатировал (1804), что оставшиеся после опыта в сосудах растворы имели более высокую концентрацию, нежели первоначальные. На основании этого наблюдения Соссюр сделал заключение, что поглощение растением питательных веществ из почвенных растворов – процесс более сложный, чем он представлялся предшественникам, усматривавшим в нем простое механическое поднятие жидкости под действием капиллярных сил, подобное всасыванию масла ламповым фитилем. При этом он констатировал, что различные соли поглощаются растениями в неодинаковом количестве.
|
|
|
Научный подход к решению вопроса о поступлении питательных растворов в растения и о различиях в составе восходящего и нисходящего токов был намечен работами Дютроше, который открыл явление эндосмоса. В 1828 г. он ввел в физиологию понятие осмоса и показал, что движения органов растения можно объяснить изменениями тургора клеток, который зависит от осмотических явлений. Сконструировав впервые осмометры, Дютроше с их помощью приступил к изучению закономерностей этих явлений. Он высказал интересные мысли о функции листьев в регулировании восходящего и нисходящего растительных токов. Дютроше, по его собственному выражению, «навсегда соединил физику с физиологией» (1837), пытаясь посредством осмоса объяснить не только поглощение воды и растворенных в ней питательных веществ, но и передвижение их в клетках паренхимы.
С иных позиций подходил к объяснению механизма поглощения О.П. Декандоль (1832). Он полагал, что этот процесс связан с особыми всасывающими свойствами корня, обусловленными наличием на их кончиках специальных образований – спонгиолей, способных активно сжиматься и впитывать раствор из окружающей среды. В дальнейшем была показана несостоятельность этих воззрений, но Декандоль был, конечно, прав, когда отстаивал представления о неизбирательности поглощения растением всех веществ, находящихся в почве, хотя он и соглашался с мнением Соссюра о том, что корни растений поглощают больше воды, чем раствора.
|
|
|
Опыты Мальпиги, Гейлса и Найта показали участие тканей в процессе органического питания растений. Следующий существенный шаг в этом направлении принадлежал Гартигу (1837). На основании анатомических исследований и изучения передвижения питательных веществ по флоэме Гартиг высказал стройные представления о механизме передвижения и депонирования органических питательных веществ в растении. Он впервые стал рассматривать ситовидные трубки как элемент специального приспособления для быстрого проведения растворов.
Хотя работы Дютроше свидетельствовали против витализма, Декандоль при объяснении перехода питательных растворов от клетки к клетке все же ссылался на особую предопределенную «жизненную деятельность» этих клеток. Невозможность для науки того времени раскрыть природу частичной избирательности растений при поглощении различных солей немедленно была использована виталистами, которые привлекли в качестве первопричины этого явления пресловутую «жизненную силу».
|
|
|
Первую попытку научного объяснения избирательности поглощения различных веществ растением предпринял в 1844 г. голландский химик Мульдер. Изучая осмотические свойства растительных клеток, он пришел к выводу, что количество поглощенных веществ зависит, с одной стороны, от строения оболочки клетки, с другой – от того, как быстро они включаются в жизненные процессы растений и исключаются из сферы осмотического действия.
Рост растений.
Изучение роста растений в XIX в. ознаменовалось открытием и опытным доказательством существования у них геотропизма (Найт, 1806). Кроме того, Найт обращал внимание на развитие растений. Изменяя условия выращивания картофеля, он добивался образования клубней на надземных частях стебля и превращал надземные клубни в воздушные побеги. Эти опыты способствовали разоблачению антинаучных попыток виталистов усматривать причины направленного роста стебля и корня и образования клубней картофеля в каких‑то мистических силах.
Как и прежде, исследователей интересовал вопрос о скорости роста в основном в длину. Были даже предприняты попытки сконструировать прибор (П. Пиктот, 1818), при помощи которого можно было бы измерять удлинение побега.
* * *
Итак, в первой половине XIX в. все более очерчивались предмет и проблемы физиологии растений. Немалую роль в ее развитии и прежде всего во внедрении в нее экспериментального метода сыграли успехи химии и физики. В результате накопления новых данных о самых различных проявлениях жизнедеятельности растений в первой половине XIX в. ясно обозначились намечавшиеся ранее проблемы почвенного и воздушного питания, роста, транспирации и передвижения веществ в растении. Возникли и новые проблемы – минерального питания, дыхания, движения растений, механизма поглощения и движения питательных веществ. Выявление и расширение в первой половине XIX в. круга основных проблем физиологии растений и их еще более быстрое развитие в последующие десятилетия предопределило оформление этой ботанической дисциплины во второй половине XIX в. в самостоятельную науку.
Глава 20
Изучение низших форм жизни
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 192; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!