Биология. В 3-х томах. Т. 2

Растения расходуют на единицу массы меньше энергии, чем животные, поскольку интенсивность метаболизма у них ниже. У некоторых небольших растений газообмен осуществляется путем диффузии газов через всю поверхность, но у крупных цветковых растений для этой цели служат устьица на листьях и на зеленых стеблях (у травянистых форм), а также чечевички и трещины в коре на одревесневших стеблях (разд. 21.6.6).

Внутри растения распространение кислорода определяется диффузионными градиентами в воздухоносных межклетниках. По этим путям кислород достигает клеток и растворяется во влаге, покрывающей клеточные стенки. Отсюда он диффундирует уже внутрь клеток. СО₂ движется по растению тем же путем, но в обратном направлении.

Сложнее обстоит дело с клетками, содержащими хлорофилл, когда в них одновременно протекают и дыхание, и фотосинтез. Здесь выделяемый хлоропластами кислород может сразу же потребляться митохондриями той же клетки, а продукт дыхательного метаболизма митохондрий — СO₂ — может использоваться для фотосинтеза хлоропластами.

Более подробные сведения о газообмене у цветковых растений содержатся в гл. 9.

11.19. а. Перечислите (в виде таблицы) основные различия между фотосинтезом и аэробным дыханием, б. Укажите общие черты фотосинтеза и аэробного дыхания (в том числе и биохимические).

Глава 12. Организмы и окружающая среда

Экология — это наука о взаимоотношениях живых организмов друг с другом и с окружающей средой. Термин "экология" был впервые введен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г.; он образован из двух греческих слов: oikos, что значит дом или жилище, и logos — изучение или наука. Таким образом, буквально "экология" означает нечто вроде науки о земном "хозяйстве". Экология как наука основывается на холистическом подходе, при котором воссоздание общей картины важнее проработки частных деталей. И хотя различные частности нередко приходится анализировать порознь (см. гл. 13), в рамках такого подхода осуществляется синтез всей доступной информации для получения всеобъемлющей картины живых систем и их физического окружения.

Своими корнями экология уходит в "естественную историю"; как самостоятельная биологическая дисциплина она выделилась только с начала XX в. наряду с физиологией, генетикой и др. С середины пятидесятых годов ее значение и сферы приложения стали значительно расширяться, и современную экологию можно охарактеризовать как междисциплинарную область, развивающуюся на стыке физики, биологии и общественных наук. Взаимоотношения экологии с другими биологическими науками представлены на рис. 12.1, где показано, что живые организмы можно изучать на разных уровнях организации. Область экологии соответствует правой части приведенной схемы и охватывает организмы, популяции и сообщества. Экология рассматривает их как живой (биотический) компонент системы, называемой экосистемой; последняя включает также неживой (абиотический) компонент — физическую среду с ее веществом и энергией. Термины "популяция", "сообщество" и "экосистема" имеют в экологии точные определения, которые приводятся на рис. 12.1. Различные экосистемы вместе образуют биосферу, или экосферу, включающую все живые организмы и всю физическую среду, с которой они взаимодействуют. Таким образом, океан, поверхность суши и нижние слои атмосферы-все это входит в экосферу.

Рис. 12.1. Уровни организации от генов до экосистем. Определения: Популяция — это группа организмов одного вида, занимающая определенную территорию и обычно в той или иной степени изолированная от других сходных групп. Сообщество — это любая группа организмов различных видов, сосуществующих в одном и том же местообитании или на одной площади и взаимодействующих посредством трофических и пространственных взаимоотношений. Экосистема — это сообщество организмов с окружающей их физической средой, взаимодействующих между собой и образующих экологическую единицу

В экологических исследованиях по традиции выделяют два направления — аутэкологию и синэкологию. Аутэкология концентрирует свое внимание на взаимоотношениях между организмом или популяцией и окружающей средой, тогда как синэкология занимается сообществами и средой. Например, изучение отдельного экземпляра дуба или вида дуб черешчатый (Quercus robur) или рода дуб (Quercus) будет аутэкологическим исследованием, а изучение сообщества дубового леса — синэкологическим (разд. 13.4 и 13.5).