Детский университет. Исследователи объясняют загадки мира. Книга третья
Улла Штойернагель, 2004

Третья книга немецких популяризаторов науки Уллы Штойернагель и Ульриха Янссена, как и две предыдущих, основана на лекциях для детей, прочитанных в Тюбингенском университете, одном из старейших и уважаемых учебных заведений Германии. Детские вопросы совсем не так просты, как может показаться на первый взгляд. Взрослых они иногда ставят в тупик, и даже университетские профессора и исследователи порой бывают озадачены, как рассказать доступно и всерьез о том, чем занята современная наука. В третьей книге любознательные читатели смогут найти ответы на вопросы, почему растут растения, как устроен наш слух, почему мы видим сны, почему людей нельзя клонировать, почему звезды не падают с неба, почему взрослым можно больше, чем детям, почему греческие статуи голые и даже почему я – это я.

Оглавление

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Детский университет. Исследователи объясняют загадки мира. Книга третья предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

Зачем растут растения?

Знаем мы этих взрослых. Вечно они ахают и охают, восхищаясь растениями: «Ах, как красиво! Ох, какой аромат!» Что только взрослые нашли в этих растениях? Разве их сравнить с лего! И на вкус они, прямо сказать, так себе. Вот если бы на них росли леденцы, тогда дело другое! Но почему-то очень редко бывает одновременно и вкусно, и полезно.

Если серьезно, мы все, конечно, понимаем, что без растений — деревьев, кустов, овощей, фруктов, всей этой съедобной и сорной травы — и нас с вами не было бы. Нам нечем было бы дышать, нечего было бы есть, не во что было бы одеться. В общем, растения — штука полезная, с этим не поспоришь. Но мало кто знает, на что способны растения, насколько они умелы, изобретательны и какими невероятными свойствами обладают. И ведь они даже не задумываются над тем, как это все получается. К примеру, вообще не думают, как надо расти — они это просто умеют, и все.

Растения — странные существа. Возьми хотя бы самый обычный комнатный цветок: у него нет ни глаз, ни ушей, ни рта, зато множество «рук», а снизу — кривоватые «ноги», которыми он держится в земле. Говорят, что растения живые, но по ним и не скажешь.

Растение само не может перебраться на другое место: поднимать и переставлять горшок придется тебе. А что, если из горшков составить ворота, чтобы сыграть в футбол прямо в комнате? И вот уже мяч летит между фикусом и фиалкой. Го-о-о-о-ол! Но ни один цветок не повернется, чтобы проследить за мячом, даже листом не пошевелит, чтобы устроить овацию. В общем, футбол их ни чуточки не интересует. И взбучка, которую вот-вот получит «звезда футбола», тоже их не волнует: когда в комнату влетят разгневанные родители, растения и ухом не поведут. Разве могут живые существа быть столь безучастными? Быть такими непохожими на нас?

Для ученого, который занимается биологией развития, нет большой разницы между растением, бактерией, мухой и человеком. Профессор Герд Юргенс начинал с изучения бактерий и мух, а затем обратил внимание на один невзрачный, но очень удобный для исследования сорняк — резуховидку Таля (иначе его называют арабидопсис). Во время лекции о растениях в Детском университете все слушатели получили для изучения ее эмбрионы, напоминающие по форме арахис. Герд Юргенс консультировал нас, когда писалась эта статья.

Все же кое-что нам подсказывает, что растения и правда живые: они увеличиваются в размерах, становятся выше и крупнее, в общем, растут. Но и растут они не так, как люди. Если бы люди росли так же, как растения, то к концу жизни дорастали бы метров до семи в высоту. Но в том-то и дело, что мы растем не всю свою жизнь, а только в детстве и юности.

Впрочем, рост — не единственный признак, доказывающий, что растения живые. Они могут заболеть, засохнуть или, напротив, сгнить от избытка воды. Растение можно убить с помощью яда или сломав. А умереть может только живое существо.

Мы хорошо знаем, что птицы и звери могут очень громко шуметь. Но растения уж кем-кем, а болтунами никак не назовешь. И слава богу! Только представьте себе, что все деревья на Земле одновременно бы заговорили! Прощай тогда навеки, благословенная «лесная тишь»! Грохот стоял бы такой, что людям пришлось бы все время ходить в наушниках и переговариваться по рации. Так что, пожалуй, неплохо, что, кроме шелеста листвы на ветру, деревья не издают других звуков.

Кто знает, может быть, в будущем растения и станут разговорчивее. Вдруг им это зачем-то понадобится? Ведь в умении приспосабливаться им нет равных. Растения выдерживают всё: и сильный холод, и безумную жару, и засуху в течение многих недель, и даже жизнь под водой. Человеку в этом смысле далеко до растений. Он выработал только одну жизненную модель, способен жить только в одной среде обитания. У растений таких моделей множество, каждое растение наилучшим образом приспособлено к своей среде. Люди же, наоборот, приспосабливают окружающую среду к собственным желаниям и потребностям. Чтобы не было холодно, они строят дома, а то и вовсе отправляются зимовать в теплые страны.

Растения любят свежий воздух, но в своем умении приспосабливаться они дошли до того, что прекрасно себя чувствуют и в закрытых квартирах. Так что вполне может быть, что за пару миллионов лет любое растение сможет великолепно освоиться в любых условиях.

Есть такое слово — «оппортунист», то есть «приспособленец». Оппортунист — это беспринципный человек, способный на многое ради собственной выгоды. Поэтому среди людей обвинение в оппортунизме считается постыдным. Растения — совершенно бессовестные оппортунисты, но их с этим можно только поздравить. А заодно и нас с вами, ведь и мы от этого выигрываем вместе с растениями. Не обладай они такими умениями и такой изворотливостью, и у человечества не было бы шансов на жизнь.

Если у кого-то на окне засохнет и погибнет фикус, то его хозяину, наверное, будет стыдно, но ничего страшного с ним не произойдет. Однако если разом погибнут все растения на земле, тогда вместе с ними последний вздох испустит и все человечество.

Нужен ли мне персональный поставщик кислорода?

Растения вырабатывают кислород, без которого жизнь была бы невозможна. По крайней мере, жизнь человека. Если тебе уже доводилось нырять, то ты знаешь, что без воздуха под водой долго не продержишься. Какое счастье — вынырнуть и набрать полные легкие воздуха. Путем долгих тренировок и дыхательных упражнений можно научиться задерживать дыхание надолго. Но бесконечно продержаться без кислорода не сможет никто, история человечества закончилась бы очень скоро.

УСЛЫШАТЬ, КАК РАСТЕТ ТРАВА

Бамбук — рекордсмен среди растений по скорости роста. В день он может прибавить почти метр. И хотя бамбук может вырастать до 50 метров, это не дерево, а травянистое растение. Про бамбук можно сказать: «Я слышу, как растет трава», ведь при такой скорости роста его побеги шелестят и поскрипывают.

Если растения вырабатывают кислород, который необходим нам для жизни, то, может быть, нужно все время находиться рядом с каким-нибудь растением, в противном случае мы задохнемся? К счастью, это не так. Иначе людям пришлось бы постоянно таскать с собой горшок с растением. Мало того, небольшой комнатный цветок не в силах обеспечить кислородом даже одного человека. Для этого нужно большое дерево с кроной шириной в пять метров. Так что же, бросаем всё и усаживаемся отдыхать под деревьями? Вот была бы радость!

Увы, такой необходимости нет. Растения позаботились о том, чтобы на нашей планете можно было жить повсюду. За сотни миллионов лет они насытили атмосферу Земли большим количеством кислорода. И продолжают это делать сейчас — и огромные деревья, и маленькие водоросли. Благодаря атмосфере мы можем дышать даже там, где совсем нет растений. Но если человеку вздумается погулять по Луне, то кислород ему придется брать с собой с Земли — на Луне нет ни растений, ни планктона, ни воздуха.

Так значит, мы уже ответили на вопрос, зачем растут растения — чтобы люди могли дышать и получать достаточно еды (ведь люди используют в пищу растения и животных, которые, в свою очередь, питаются растениями)? Вот только самим растениям еще никто не объяснил, что они растут для нашего блага. Может быть, они просто не могут иначе, просто растут себе, и всё. А как это у них получается — вопрос, над которым на протяжении столетий ломают головы ученые. Конечно, небольшие неясности остаются до сих пор, но уже очень многое понятно, и каждый день приносит новые открытия.

КЛЕТКИ — МЕЛЬЧАЙШИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЧАСТИЧКИ В ОРГАНИЗМЕ

Большие группы клеток образуют ткани, а из тканей, в свою очередь, формируются органы. Органы есть не только у животных, но и у растений: это корни, листья, стебель, соцветие… Если рассматривать растение под сильным микроскопом, то можно увидеть, что клетки разных тканей сильно отличаются друг от друга.

Что приводит природу в движение?

Вечный вопрос о том, что появилось раньше, курица или яйцо, в несколько измененном виде актуален и для растений. Что было вначале — семечко или растение? Мы будем ходить все время по кругу, пытаясь дать точный ответ на этот вопрос. Представим, что мы наблюдаем за жизнью растения в ускоренной съемке. Вот семечко дало росток, который пробивается сквозь землю. Вот на ростке появился лист, затем другой, их становится все больше. Наконец возникают завязи цветов. Бутоны распускаются, вянут, лепестки цветов опадают, и вот уже на их месте плоды. Полностью созревшие плоды начинают портиться и, если это, например, яблоки, падают на землю и перегнивают, освобождая семена. И вот перед нами вновь семечко, которое прорастет при благоприятных условиях, и жизнь начинает новый круг. Смотреть на эту цепочку превращений крайне увлекательно. Как в старом немом кино, изображение то и дело мерцает — освещение меняется, день сменяется ночью. Не успели мы и глазом моргнуть, как росток буквально выстреливает из земли, и вот уже, как надувные шары, наливаются плоды. Еще любопытнее просматривать эту пленку в обратном направлении. Побег растения быстро уменьшается, пока совсем не уходит в землю. И если б можно было снимать под землей, мы бы увидели, как росток «прорастает» в обратном направлении через почву и вскоре совсем исчезает в семечке.

При таком ускоренном просмотре кинопленки в прямом и обратном направлении мы видим то, что в обычной жизни от нас ускользает, а именно — процесс роста. Конечно, всем известно, что организмы прибавляют в длину и в ширину. Но увидеть это невооруженным глазом не получается. О том, что кто-то вырос, обычно говорят задним числом, что-то вроде: «Ого, как ты вымахал!» Механизм роста у людей, животных и растений один и тот же — любой организм растет благодаря делению клеток.

КЛЕТКА ДЕЛИТСЯ, А МЫ ВЫЗДОРАВЛИВАЕМ

Деление клеток происходит не только в растущих организмах — оно не прекращается и у взрослых, благодаря чему людям удается справляться со многими неприятностями. Без деления клеток кожи не зажила бы ни одна ранка, без новых клеток крови человек бы не смог восстановиться после кровопотери.

Клетки очень маленькие, но устроены сложно. Внешняя оболочка клетки — мембрана, защищает ее; в центре клетки находится ядро, центр управления клетки, в котором хранится наследственная информация. Любой живой организм представляет собой мозаику из очень маленьких кусочков; эти кусочки и есть клетки, с самыми разнообразными задачами. Рост — это процесс умножения клеток: каждая клетка делится пополам. Вначале делится генетический материал, потом — ядро, и только после этого вся клетка разделяется посередине. Так образуются две новые клетки, которые постепенно достигают размера исходной. Обе клетки содержат одинаковую наследственную информацию и обладают одинаковыми свойствами.

ВНУТРЕННИЕ ЧАСЫ

Как растения узнают, какое сейчас время года и суток? С помощью внутренних часов. Конечно, суперточными эти часы не назовешь — они требуют ежедневной настройки на солнце. Вечером у многих растений листья складываются, а цветки закрываются. Но если бы жизненные ритмы растений зависели только от солнца, то искусственные освещение или затемнение могли бы сбить их с толку. А этого не происходит.

Вернемся к нашему семечку, но рассмотрим его теперь подробнее. Оно уже содержит в себе все, что потом будет присуще взрослому растению, но как бы в миниатюре. Внутри семени находится зародыш (его легко увидеть, например, в разрезанном семечке арахиса или фасоли). Семечки с зародышем внутри покидают родительское растение. Иногда им помогает в этом ветер, типичный пример — одуванчик. Каждое его семечко снабжено маленьким «парашютом», благодаря которому семечки разносятся ветром. Некоторые семена просто падают на землю, как в случае с созревшими яблоками. Другим приходится совершать полное опасностей и лишений путешествие через кишечник животного. Например, для маслины нужно, чтобы ее плод съела коза. Мякоть усвоится организмом, а косточка, целая и невредимая, через какое-то время окажется на земле, да еще и с порцией питательного удобрения — козьего навоза.

Как семена узнают, куда им расти?

Если семя попало на влажную рыхлую землю, то первое, что оно сделает, перед тем как прорасти, — как следует напьется. Семена вообще очень много пьют. Если растения на две трети состоят из воды, то в семенах ее от силы пятая часть. Поэтому им требуется много влаги. Напитавшись водой, зародыш под кожицей семени набухает и пускает ростки. Кожица лопается, как слишком тесное платье. Через трещинки с одной стороны пробивается корешок, а с другой — почка, которая станет стеблем. Росток с почкой чуть изогнут книзу, чтобы защитить сложенные в ней листочки.

ДОЛГОИГРАЮЩИЕ СЕМЕНА

Семена крайне жизнеспособны. Даже если пакетик с семенами провалялся без дела несколько лет, из этих семян вполне можно вырастить красивые цветы. Самому старому семени, которое удалось прорастить, было 1300 лет. Самые большие семена дает сейшельская пальма. Ее орехи достигают полуметра в диаметре и весят до 20 кг. Созревают эти орехи в течение десяти лет.

После того как росток, который позднее станет стеблем, пробился сквозь кожицу семени, он устремляется к свету. Путь, который ему придется проделать в темноте, не должен быть слишком длинным, иначе у молодого побега не хватит на него сил, ведь до сих пор он питался только теми запасами, которые были заложены в семени. И хотя росток в земле знает о свете не больше, чем младенец в утробе матери, он все равно тянется к свету. Ему помогает ориентироваться что-то вроде инстинкта. Каждое растение с самого начала знает, в какую сторону расти, чтобы попасть к свету, и как добыть питательные вещества в почве. Каждое растение различает свет и темноту. Поэтому стебель быстро тянется вверх. И лишь когда бледный тоненький стебелек пробьет почву, он распустит листочки и приобретет насыщенный зеленый цвет.

Сегодня мы уже уверены в том, что растения могут «видеть», ведь они безошибочно определяют, где верх, а где низ. Чаще всего им приходится расти очень неудобно, вверх, то есть вопреки силе тяжести. Но даже самые нежные цветы мужественно сопротивляются притяжению Земли.

Это очень просто проверить на любом комнатном растении. Нужно всего лишь положить горшок набок. Теперь стебель растет не вверх, а вбок. Но вскоре он изогнется и снова возьмет вертикальный курс. Как это у него получается? Внутри стебля проходит множество трубочек и канальцев, по которым циркулируют необходимые для жизни растения вещества. По одним они поднимаются от корней вверх, к листьям, по другим — опускаются вниз. Но в лежащем на боку растении вещества будут перемещаться вправо и влево. Одно из них — ростовое вещество, которое отвечает в том числе и за направление роста. Оно опускается к корням, накапливается, а затем как фонтан бьет наверх. Если растение лежит на боку, то в нижней части стебля ростового вещества окажется больше. А там, где его больше, и рост будет более интенсивным. Это видно уже по самому изгибу — с его нижней стороны стеблю нужно пройти большее расстояние. В конце концов равновесие восстановится, и стебель вновь станет расти прямо вверх. Неужели после этого у кого-то поднимется рука опять крутить горшок и мучить растение?

ЗРЯЧИЕ РАСТЕНИЯ

Для тех, кто не верит, что растения могут «видеть», проведем эксперимент. Возьмем горшок с молодым побегом и поставим его в темную комнату. Рядом с ним зажжем свечу. Через некоторое время росток изогнется в сторону света. Но если прикрыть растение темным колпачком, то есть закрыть его верхушку, то оно не будет обращать внимания на свет и продолжит расти строго вверх. В этом случае растение просто не «увидит» света от свечи, поскольку его «глаза» находятся на самой верхушке побега.

Ученые долгое время не знали, что в растениях столько всего происходит. Они наблюдали за ростовым веществом — ауксином. Напрямую его увидеть невозможно, и они использовали обходной путь: окрашивали ауксин в синий цвет, а потом следили за перемещением синего пятна. Теперь мы знаем, что ауксин — это небольшая молекула, которая производится в листьях растения, а затем, благодаря малюсеньким насосам, передвигается от клетки к клетке. И сам ауксин, и направление его движения определяют внешний вид растения: будут ли у него зубчатые листья, как у клена, перистые, как у ясеня, или в форме сердца, как у липы.

Фокусы в зеленом цвете

Ученые и сегодня до конца не понимают, почему у одних растений листья сердцевидные, а у других — зубчатые. Зато ясно, почему одни листья большие и плоские, другие, наоборот, свернуты в трубочку и острые, как у кактусов. В частности, на размер и форму листа сильно влияет климат. Листьями растения улавливают солнечный свет и через них же выделяют ненужные вещества. К тому моменту, когда молодое растение раскрывает листочки, оно уже израсходовало запасы, которые получило из семечка, и теперь ему надо самому обеспечивать себя энергией. А поскольку растения, как правило, на охоту не ходят и прочно держатся корнями за землю, им нужен по-настоящему надежный источник энергии. На который можно рассчитывать всегда, в крайнем случае с короткими перерывами. Таким высоким требованиям отвечает лишь один источник — солнце, тем более что природа предоставляет его даром.

Растение как будто создано специально для того, чтобы использовать солнечный свет — ведь оно без всякой подготовки совершает с его помощью удивительные метаморфозы. Жаль только, что эти фокусы нельзя увидеть невооруженным глазом. Фотоаппарат нам здесь тоже не поможет, хотя сам фокус и называется «фотосинтез». В переводе с греческого это слово означает «образование веществ на свету».

ЗЕЛЕНЫЕ ФАБРИКИ

Лист только кажется нам сплошь зеленым. На самом деле его зелень прерывается бледными вкраплениями, которые можно разглядеть в сильный микроскоп. Это границы хлоропластов. На один квадратный миллиметр листа приходится около 100 000 хлоропластов, а в каждой клетке растения хлоропластов от 30 до 40. Конечно, человеческий глаз не различает такие крохотные элементы и видит всю поверхность листа как сплошную зелень.

Давайте представим, что иллюзионист надумал показать фокус с фотосинтезом, чтобы объяснить нам, что это такое. Для начала он оденется во все зеленое и выйдет на открытое солнце. Но сколько бы он ни стоял, ничего не произойдет, разве что наш фокусник сильно вспотеет. Зато он ощутит, сколько в солнце энергии, то есть тепла. Во второй попытке он станет действовать умнее. Поскольку люди состоят из других клеток, чем растения, наш фокусник наденет на себя костюм с фотоэлементами — попытается хоть немного походить на растение. Фотоэлементы умеют преобразовывать солнечную энергию в электричество. И если панель с фотоэлементом соединить с приводом, поставить, например, на скейтборд и выставить всю конструкцию на солнце, то через некоторое время доска сорвется с места без всякого бензина, движимая одной лишь солнечной энергией.

Чтобы сдвинуть скейтборд уже вместе с фокусником, потребуются гигантские фотоэлементы. Но даже если ему это удастся, после первого же круга станет ясно: его номер далек от того, что ухитряются показывать растения. Это еще вовсе не фотосинтез.

В процессе фотосинтеза образуется глюкоза, или виноградный сахар, так что нашему иллюзионисту придется добавить еще один элемент — сахар. К примеру, вытянуть руки в воздух, чтобы в каждой оказалось по кучке леденцов и прочих сладостей. Именно такие штучки запросто проделывают растения. Сначала подставляют листья солнечному свету и одновременно поглощают углекислый газ. А потом на своей «фотокухне» варят из них глюкозу. Процесс этот очень сложный, в чем можно убедиться, открыв любой химический справочник. Будь листья у растений синего цвета, ничего бы не получилось. Весь фокус в том, что они именно зеленые. Зелень — это не просто цвет, приятный нашему глазу. Листья зеленые потому, что в них содержится волшебник хлорофилл. Именно хлорофилл улавливает солнечный свет и производит с его помощью что-то новое — что-то, что растение использует для роста.

ОСЕНЬ

Осенью дни становятся короче, ночи длиннее, солнце уже не светит в полную силу, и листва потихоньку делается разноцветной. Зеленый цвет исчезает, потому что из листьев уходит хлорофилл, и на листьях проступают другие цвета. С приходом зимы у фотосинтеза начинаются каникулы. Исключение составляют лишь южные регионы, где достаточно солнца. В других областях осенью и зимой фотосинтез в замедленном виде протекает у хвойных и других вечнозеленых растений.

Хлорофилл — краситель зеленого цвета (по-гречески это слово означает «зеленый лист»); молекулы хлорофилла могут улавливать солнечный свет. Энергию «пойманного» света растение использует для своего роста. В листьях молекулы хлорофилла сложены в стопки, а стопки — в мешочки, которые называются хлоропластами. В каждой клетке зеленого листа содержится множество таких хлоропластов. Энергия солнца, которая поглощается хлоропластами, расходуется в листьях на много полезных дел. Так, с помощью этой энергии расщепляются молекулы воды, которую поставляют растению его корни. Молекулы воды состоят из атомов водорода и кислорода. Освободившийся кислород листья выделяют в атмосферу. А атомы водорода соединяются в хлоропластах с основной пищей растений — молекулами углекислого газа; они поступают из воздуха через крошечные дырочки — устьица, которые находятся на обратной стороне листьев.

САХАРНЫЕ СЕМЕНА

Прорастить семена можно и в темноте. Но тогда надо чем-то заменить фотосинтез. Для этого берут сахар. Выросшие таким образом растения могут даже цвести, но ни при каких обстоятельствах не станут зелеными: они будут белые, как альбиносы.

Молекулы еще меньше, чем клетки. Это самая маленькая частичка вещества, которая состоит из атомов химических элементов, а атомы, в свою очередь, из электронов. Молекулы хлорофилла по-особому реагируют на свет. Стоит лучу солнца попасть на них, как электроны в молекулах хлорофилла начинают очень активно двигаться туда-сюда, буквально скакать и прыгать. В результате этих перемещений образуются новые вещества и выделяется энергия. Которая бы так и пропала, если бы растение не обладало особым умением ее запасать в своих «батарейках». Все дело в том, что в листьях образуется вещество, которое называют АТФ (полное название аденозинтрифосфат). АТФ — один из ингредиентов того сладкого блюда, которое изготавливает растение. Именно молекулы АТФ запасают энергию света, которую они могут расходовать при необходимости, например, в пасмурные дни. Помимо АТФ для производства глюкозы растениям еще требуются углекислый газ и вода. Воду добывают корни растения, а углекислый газ, которого предостаточно в атмосфере, поступает через устьица на обратной стороне листа.

В солнечные жаркие дни растения производят много глюкозы. Но могут не сразу ее использовать, а оставить про запас, и для этого образовать из ее молекул длинные цепочки, то есть крахмал. А затем передать следующим поколениям, то есть пустить ее в клубни и плоды. В таком виде она может достаться и нам. Не удивительно, что фрукты, выросшие в солнечных регионах, самые сладкие.

На той кухне, где растение варило глюкозу, остается один ненужный продукт, который через устьица выделяется из листьев в воздух. Это кислород. Люди вдыхают его полной грудью и, словно в благодарность растениям, выдыхают углекислый газ. Как мы видим, человек и растение просто идеально подходят друг другу. Настоящая команда.

Впрочем, стоит признать, что растения превосходят по сложности наши технические изобретения. Самая крохотная водоросль более эффективна, чем ультрасовременная солнечная батарея, разработанная лучшими инженерами мира. Она содержит в себе хлорофилл, без которого преобразование света в энергию было бы невозможно. Без него водоросль не могла бы расти и размножаться.

Как корню не сломаться

Хотя при ярком солнце растение трудится как целая кондитерская фабрика, но и избыток солнца может принести ему вред, вплоть до того, что растению придется полностью приостановить свою работу. Кто из нас не видел растений с поникшими цветами, вялыми, сморщенными, побуревшими листьями? Если процесс зашел далеко, то спасти его уже нельзя. Не нужно быть великим ботаником, чтобы поставить диагноз: смерть из-за нехватки воды. Вода растению жизненно необходима. Кто бы ни был виноват, человек или погода — в обоих случаях растение умрет.

САМАЯ ПЫШНАЯ ШЕВЕЛЮРА

Рис — обладатель воистину роскошной шевелюры. Волоски на его корнях растут исключительно быстро: если сложить вместе все волоски, которые за день вырастают на корнях одного растения, то в сумме их длина может достичь 90 километров.

Водой растение снабжают корни. Они же удерживают его в земле и создают противовес стволу и кроне, чтобы растение не сломалось. Но и это не все. Трудолюбивые корни формируют разветвленную систему канальцев, по которым проводят наверх воду и особые питательные вещества — минеральные соли, которые образовывались на протяжении тысячелетий при разрушении горных пород. Их названия чаще всего вспоминают, когда говорят о правильном питании: кальций, магний, натрий, калий, железо… И это далеко не полный список. Их еще называют микроэлементами, и в нашу пищу они тоже входят, хотя и в очень малых дозах. Например, кальций необходим для здоровых костей и зубов, магний — для мускулатуры, натрий и калий — для нервов, железо — для кровеносной системы.

Каким же образом растение добывает все эти минеральные вещества? Будь мы на месте растений, мы бы взяли бутылку минеральной воды, в которой в растворенном виде содержится все необходимое. Раскупорил бутылочку, вставил в нее соломинку и пей себе. Но попробуй мы вставить соломинку в землю, ничего бы не получилось — наелись бы земли, да и только. А вот растения умеют получать из почвы все, что им нужно. Кончики корней — а именно ими растение добывает воду — покрыты множеством тонких волосков, каждый из которых выполняет роль миниатюрной соломинки.

Чем больше корневых волосков, тем больше воды они способны добыть. Теперь понятно, почему корни все время растут — они ищут новые места. Рано или поздно почва рядом с растением беднеет, потому что корни высасывают из нее все необходимые для себя элементы. И корни стремятся расти туда, где еще много питательных веществ. Растение растет неравномерно: у него растут мягкие верхушки, молодые побеги, молодые участки тканей в стволе. И кончики корня. Правда, самый кончик корня защищает особый корневой чехольчик, и лишь за ним на корне можно разглядеть корневые волоски. Корни пробиваются сквозь почву в самых труднодоступных местах, и, если бы не эта защита, они бы, вероятно, то и дело ломались.

Одним словом, корни — настоящие силачи. Казалось бы, им все нипочем, но это не совсем верно. Если бы не солнце, растению пришлось бы туго. Хотя корни и качают воду вверх, но до вершины дерева они не могли бы ее поднять, это слишком высоко. Верхушки деревьев страдали бы от жажды. Их спасает солнце: словно через множество соломинок оно высасывает из них влагу. Как мы уже сказали, жидкость от корней поднимается вверх. А поскольку в растении больше влаги, чем в окружающей среде, то оно вынуждено постоянно отдавать свою влагу наружу. Разумеется, в сухие теплые дни испарение идет более интенсивно, чем в дождливые и прохладные. Влага испаряется через устьица, таким образом растение избавляется от воды и освобождает место для новой. Ежедневно на солнце испаряется очень много воды: до литра с одного подсолнуха, около 70 литров — с березы и целых 700 литров — с большого дерева во влажном тропическом лесу.

Корни не только умеют проходить сквозь землю и качать воду — у них еще отличный нюх на почвенные минеральные вещества. Для их добычи растение запускает свою насосную станцию, которая работает на АТФ (напомним, что это вещество получается в процессе фотосинтеза). Мало того: если микроэлементов все-таки недостаточно, у корней есть в запасе еще одна уловка — они выделяют в почву кислоту, так что минеральные вещества высвобождаются из горных пород и поступают в корень.

Конец ознакомительного фрагмента.

Оглавление

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Детский университет. Исследователи объясняют загадки мира. Книга третья предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

Смотрите также

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я