Возникновение растений.

Как только у Вас появится желание узнать, как произошли растения, Интернет предложит Вам сотни статей, журналов и книг по этой проблеме. Когда Вы все их прочтете и даже тщательно изучите, то с удивлением обнаружите, что у всех идет речь об одном и том же. Практически достаточно было прочесть одну статью. Конечно, Вы скажете, что истина одна и поэтому все статьи похожи. Это верно, но дело в том, что эта истина не полна, к ней можно еще много чего добавить. Но современная наука остановилась на этой истине и дальше ее не развивает. Мы выращиваем растения, селекцируем, модифицируем и делаем еще что-нибудь, но это малая толика того что можно еще делать с растениями, если бы мы больше знали об их происхождении.

Происхождение растений обычно описывается с позиций палеонтологии, которая базируется на находках древних объектов. Находят какие-нибудь окаменевшие остатки растений или отпечатки их в породах. Рассматривают на что это похоже, определяют возраст данной находки, домысливают это до какой-то формы и помещают это растение на временную шкалу от начала зарождения жизни до сегодняшнего дня. Качество ученого зависит от его точности датировки появления этого растения, от точности отнесения этого растения к тому или иному роду или виду и тому подобное. В результате этого получилась в ученом сообществе такая временная шкала происхождения растений:

1. Сине-зеленые водоросли 3,5 млрд. лет назад

2. Нитчатые формы 3.3 млрд. лет назад>/p>

3. Многоклеточные водоросли 3 млрд. лет назад

4. Зеленые водоросли хлорофиты 1.2 млрд. лет назад

5. Мхи

6. Трахеофиты сосудистые 450 млн. лет назад

7. Риниофиты до 20 см высотой

8. Плауны 30-40 м высотой

9. Хвощи

10. Папоротники

11. Хвойные и другие

В данной шкале, как и следует, соблюдается принцип усложнения растений. Сине-зеленые водоросли считаются самими простыми растениями. А зеленые водоросли состоят из многих клеток и поэтому представляются множеством различных форм. Современная ель устроена более сложно, нежели плаун. Все это верно, но почему это так? Почему хвощи не могли появиться во время появления мхов или риниофитов? Или почему береза не росла во время зеленых водорослей? Давайте попытаемся ответить на эти вопросы.

В статье "Возникновение клетки" мы предположили, что молекула сама строит свою цитоплазматическую мембрану (ЦПМ), что если молекулы и условия одинаковые, то, примерно, одинаковыми получаются и мембраны. При определенных условиях некоторые молекулы со строительством ЦПМ одновременно строили клеточные стенки, превращаясь в одноклеточные организмы.

Другие клетки, у которых появлялись на мембране активные белки или другие молекулы, способные организовать перекрестные связи, создали определенные объединения в виде неких пенных образований. Сначала это были случайные не упорядоченные образования. Некоторые из них могли прикрепляться к земляным элементам – камням, глине и тому подобное. Других куда-то уносило водой или ветром, третьи дрейфовали в спокойной “субвитальной зоне”. Первые могли дать начало оседлой растительной жизни, а из вторых и третьих образований мог получиться животный мир. Хотя это деление чисто условное, дрейфующие образования создали многообразный плавающий растительный мир, а оседлые образования могли дать начало животному миру. Много живых существ даже не понятно к чему отнести – к растению или животному, так как они обладают некоторыми признаками и того и другого.

Рассмотрим некоторое не упорядоченное образование, которое прикрепилось к некоторому основанию, допустим камню. Так может случиться, если некоторая клетка смогла образовать некоторый вид связи с этим камнем. Дальше клетка может образовать колонию клеток, которая поселится на камне. Может быть так, что на камне образуется кучка клеток. Если камень большой, то колония может разрастаться в виде ковра по камню. Но если связи между клетками более сильные, чем связи между камнем и клеткой, то колония будет пытаться расти вверх, образовывая из колонии форму подобную какого-то стебля или наполненной рюмки.

Если площадь под колонией будет ограничена, тогда нижние клетки будут организовывать юбку, а верхние увеличивать высоту колонии. Соотношение параметров формы колонии будет зависеть от содержания цитоплазматической мембраны, которое в свою очередь зависит прямо от набора нуклеотидов в ДНК. Одни колонии будут расти ввысь больше, нежели в ширину, а в других клеток это соотношение будет другим, вплоть до шара или какой-нибудь другой лепешки. Например, на данный период обнаружено около 6000 видов губок, а, следовательно, столько же было видов клеток и, возможно, ДНК.

В любом случае ДНК будут пытаться строить клеточную стенку. Одни и те же клетки колонии могут находиться в различных внешних условиях. Рис. 1.

Процесс деления клеток идет непрерывно во всем объеме растения. На внутренние и на боковые клетки приходится меньше солнечной энергии (фотонов) и они делятся не так интенсивно, как клетки находящиеся на верхушке растения. Когда говорят, что растения “тянуться” к солнцу, то это не значит, что они как-то растягиваются, а просто клетки на верхушке быстрее делятся, нежели на боковых стенках растений. В чаще леса береза будет всегда обладать большим соотношением высоты к толщине, чем на просторе.

Так уж случилось в природе, что клетки не обладают правильной формой в виде кубов или параллелепипедов, и поэтому они при любой упаковке не смогут образовать сплошной массив. Между клетками всегда будут существовать пустые пространства, через которые будет распространяться, как по капиллярам (4 А₁), водный раствор с элементами, необходимыми для строительства клеток.

Когда изменялись внешние условия, чаще всего это похолодание, то деление клеток прекращалось, и рост растения прекращался. Можно предположить, что и при остановке деления клеток в них какие-нибудь процессы происходили: в митохондрии “выгорал” сахар, упорядочивались водородные связи между макромолекулами пептидогликана, целлюлозы, лигнина и другое. По этой причине к следующему циклу потепления или возникновению условий, требуемых для деления, все клетки придут в состояниях, несколько отличных от тех состояний, если бы этой приостановки роста не было. Некоторые протоки для раствора могут закрыться, или могут открыться новые.

Если, например, растение доросло до уровня l (А₂), остановило свой рост из-за изменения условий, а затем при восстановлении подходящих условий снова начало расти, то могут возникнуть несколько разных точек роста. Ствол растения разветвится на несколько частей в различных пропорциях. Появляться отростки в виде ветвей. Ветви будут развиваться также, как и ствол и на них могут также появляться новые ветви. При определенной организации клеток в стволе или ветвях, новые ветви могут произрастать более-менее упорядоченно. Например, на ели по весне с верхушки вырастает несколько боковых веточек, а исходный ствол или ветвь продолжают расти по прежнему направлению. На осине таких регулярностей не наблюдается.

Если растение сломать или разрезать по сечению, например, S и нижнюю часть оставить на месте, а верхушку пересадить в другое место, то обе части будут расти. Это вегетативный метод размножения. Почти с любой клетки можно получить новое растение. Каждый может в своем саду отрезать из ветки куста смородины черенок, посадить в удобренную почву и вырастить новый куст. Это идеальный случай. В действительности не каждая веточка и не в каждом растении может дать рост новому поколению.

Каждая клетка рано или поздно умирает по собственным причинам или внешнему принуждению. Дерево, например, состоит из мертвых клеток. В основном только сверху на дереве располагаются живые клетки, которые делятся. Если посмотреть на спил дерева, то будут видны годовые кольца, то есть дерево прирастало на ширину кольца ежегодно. И ширина внутренних колец отличается не значительно от внешних колец. Так как древесина с возрастом уплотняется, то можно предположить, что клетки внутренних колец пытаются делиться, и некоторые из них делятся, захватывая межклеточное пространство и сжимая окружающие клетки. Но внешние кольца не позволяют расти внутренним кольцам беспредельно. Они, так или иначе, сжимают внутренние кольца чисто механически и этим частично заставляют их перекрывать каналы поступления элементов для клетки, и клетка умирает.

Почему умирает клетка по собственным причинам пока неизвестно. Одни считают, что в ДНК имеется теломера, которая укорачивается после каждой репликации молекулы. После определенного количества циклов деления теломера исчезает или укорачивается так, что дальше ДНК не делится. Академик Скулачев и К° полагают, что старение происходит из-за каких-то разрушений внешними радикалами в митохондрии. Существуют и некоторые другие модели старения, но об этом потом.

Может случится так, что под растущей колонией, зона a, исчерпались элементы, требуемые для размножения клеток. Тогда рост смогут продолжать только те клетки, к которым подходят элементы из вне зоны a. В результате растение будет расти в виде трубки. Но вдруг изменились внешние условия для растения, росшего в виде трубки. Например, наступили более холодные дни, или пасмурные дни, или дождливые дни. В общем наступило то, что не способствовало росту трубочки вверх. Но клетки в теле трубочки могли делиться и распространяться внутрь трубочки и во вне трубочки. И могло случится так, что трубочка запечатала себя полностью (Б и Б₁) или частично. А возможно, что у трубочки в этот период строились просто другие клетки б (В и В₁).

Когда наступали условия для роста трубочки вновь, то трубочка снова начинала расти вверх и цикл мог повторится снова. Примеры циклического роста мы очень ярко наблюдаем в виде годовых колец на деревьях. По ширине и плотности колец можно определить, как изменялись условия роста по годам и даже увидеть, какой стороной дерево было обращено на юг, а какой на север.

На ели хорошо видно, как весной кончик веточки начинает расти вверх и с этого же места растут и еще несколько ветвей. А к зиме веточки запечатываются до следующей весны.

Для многих растений циклы могут быть другими. Они вырастают со многими сегментами за один сезон. Регулирующими условиями формирования их ДНК могли быть простые изменения температуры в течение сезона. Мы часто слышим прогноз погоды: завтра наступит резкое похолодание до 7-и градусов, которое продлится около 4-х дней и тому подобное с разными вариациями температур, времен и так далее. Да мы и сами замечаем, что погодные условия как-то колеблются относительно среднестатистического значения.

Вполне возможно, что при синтезе бамбука или другого подобного растения, такие более-менее ритмичные колебания температуры осадков или чего-то другого существовали.