Еволюція способів руху

Для рослинного світу найхарактерніші рухи за рахунок росту розтягненням. Особливістю цього способу руху є його необоротність. Тому ріст розтягненням є одночасно і елементом морфогенезу.

Більшість дослідників вважають, що вищі рослини походять від зелених водоростей, до того прогресивний розвиток рослинного світу міг здійснюватися у такому порядку: хламідомонадові → хлорококові → улотриксові → хетофорові → перші наземні вищі рослини (риніофіти) → папоротеподібні → голонасінні та квіткові.

У монадних форм зелених водоростей, які ростуть у прісних водоймах, рухи відбуваються за допомогою джгутиків. Джгутики – це вирости цитоплазми, і тому клітинні стінки у монад замкнуті не повністю. Очевидно, у зв’язку з цим у всіх монадних прісноводних форм є пульсуючі вакуолі для осморегуляції (виведення надлишкової кількості води). Для цього із цитоплазми, яка надходить в неї згідно осмотичного закону, витрачається до половини метаболітичної енергії клітини.

У хлорококових у вегетативному стані джгутики відсутні і клітинна оболонка повністю замкнута. У них протитиск клітинної стінки є ефективним способом попередження надходження надлишку води в клітину. У зв’язку з цим скоротливих вакуолей їм непотрібно. Але при цьому хлорококові втратили здатність до самостійного руху.

Хлорококові дали початок нитчастим зеленим водоростям, найпростішим представником яких є улотрикс. Прикріплена до ґрунту нитка улотрикса складається з коротких бочкоподібних клітин. Подовження такої нитки досягається шляхом поділу цих клітин та росту дочірніх клітин до розмірів материнської. Подовження ниток за рахунок поділу клітин – процес надто повільний. Поява у рослинних клітин здатності швидко подовжуватися шляхом утворення великої центральної вакуолі та розтягненням клітинної стінки можна вважати ароморфозом. Нитчаста водорость, яка подовжується за рахунок розтягнення клітин, має можливість швидше “рухатись” до світла, оскільки довжина клітин за відносно короткий термін часу збільшується у десятки разів. Така форма рухів за необхідністю повинна бути необоротною, і бути одночасно елементом морфогенезу. Подовження клітин за рахунок росту розтягненням є настільки вдалою формою руху, що поряд з фотосинтезом воно стало основою розвитку рослинного світу. Ріст розтягненням виник у рослин як спосіб руху багатоклітинних автотрофних організмів.

У вищих рослин повздовжній ріст розтягненням забезпечує збільшення довжини стебла та коренів, а ізодіаметричний ріст клітин розтягненням стає основою розгортання листкових пластинок та збільшення площі листкової поверхні. Інші форми руху також включають ріст розтягненням. Наприклад, колові нутації та тропізми мають властивість оборотного руху за рахунок чергування розтягнення у різних ділянках осьового органу.

При подальшій еволюції рослин більшою мірою розвивається здатність до оборотних рухів на основі тургорного тиску, що може змінюватися. Такий механізм виник у перших вищих наземних рослин спочатку при формуванні продихів. Потім повільні тургорні рухи (настії) стають основою для руху листків, закривання та відкривання квітів. Нарешті, з’являються швидкі оборотні тургорні рухи – сейсмонастії. Еволюцію всіх цих форм рухів у рослин можна зобразити такою схемою:

Рух цитоплазми

↓

↓ ↓

Рух монад за допомогою джгутиків Амебоїдні рухи

↓

Пасивне переміщення хлорококових рухом води

↓

Подовження нитчастих водоростей за рахунок поділу клітин

↓

Подовження нитчастих водоростей за рахунок необоротного

розтягнення клітин

↓

Розтягнення клітин (повздовжнє та ізодіаметричне) у вищих рослин

↓

Нутації

↓ ↓

↓

Тропізми Настії Рухи витких та в’юнких рослин

(ростові та тургорні)

↓

Сейсмонастії

Верхівковий ріст як необоротній спосіб подовження органів виник у прокаріот (гіфи актиноміцетів) і представлений у всіх таксонах рослинного світу (ризоїди водоростей, протонема мохів, кореневі волоски вищих рослин).

Таким чином, у рослин спостерігається прогресивна еволюція способів руху від необоротного подовження за рахунок росту розтягненням до оборотних ростових рухів (колові нутації, тропізми), потім до тургорних рухів (настії), що не пов’язані з ростом розтягненням і, нарешті, до швидких тургорних рухів (сейсмонастії), при яких швидкість передавання гормонального сигналу недостатня і для керування руховою активністю використовується електричний імпульс (потенціал дії).

У рослин еволюційно “продвинутых” таксонів зберігаються в різних комбінаціях і всі форми руху, які виникли раніше.

Дата добавления: 2015-07-26