ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, отрасль ботаники, предметом к-рой является изучение жизненных свойств и динамики жизненного процесса растительного организма.
Содержание и методика. Жизненный процесс, присущий органической природе, выражается в ее непрерывном обновлении, к-рое основано на двух химически взаимно-противоположных процессах: 1) на первичном синтезе органического вещества из веществ минеральных и 2) на разложении органического вещества до простейших минеральных веществ, которое можно назвать минерализацией. Первичный синтез органического вещества осуществляется только т. н. автотрофными растениями, к-рые по количеству живой массы занимают первое место в биосфере (см.). Все животные, а также гетеротрофные растения (бактерии, грибы) строят свое живое вещество за счет запасов органического вещества, синтезированного автотрофными растениями.
Первичный синтез органического вещества из минеральных веществ сопровождается усвоением солнечной лучистой энергии (хлорофиллоносные растения) и энергии химической (автотрофные бактерии), которая сохраняется в живом веществе и расходуется на поддержание жизненного процесса. Биосферу поэтому можно уподобить самозаряжающемуся аккумулятору, непрерывно пополняющему свой запас энергии по мере ее убыли. Минерализация накопляемого автотрофными растениями органического вещества происходит, во-первых, благодаря энергетическим процессам, совершающимся у всех живых существ и служащим специально для получения кинетической энергии. Это физиологическое сжигание органического вещества распространяется также и на мертвые остатки животных и растений, к-рые используются растительными сапрофитами. Кроме того мертвые остатки подвергаются непосредственному разложению под влиянием агентов минеральной среды, причем они либо окисляются, если процесс разложения идет на воздухе, либо восстанавливаются, если процесс идет без доступа кислорода. В последнем случае получаются продукты, сильно обогащенные углеродом, как торф, бурые и каменные угли. Сапрофитные микробы принимают активное участие также и в этих процессах, ускоряя минерализацию. Так создается круговорот органического вещества, в котором биосфера играет роль активной системы.
Существование каждого организма как частицы биосферы основано на определенном физико-химическом обмене вещества и энергии со средой. Благодаря присущей живому веществу особой организации многочисленные и разнообразные физико-химические реакции обмена приобретают определенную группировку и направленность по отношению к самому организму. Физиолог при исследовании расчленяет весь комплекс физико-химического обмена вещества и энергии на ряд физиологических функций. Существование организма как динамической системы биологически характеризуется как процесс развития. Внешним образом этот процесс выражается в том, что организм сначала растет, увеличивается в размерах и определенным образом изменяет свою форму и внутреннее строение, а затем производит зачатки новых организмов. Организм сам по себе не может создавать вещества и энергии; его рост является следствием поглощения и усвое 280
ния веществ из окружающей среды, что физиолог обозначает как функцию питания.
Процесс развития основан на беспрерывном расходовании энергии; в организме непрерывно совершаются реакции энергетическогохарактера, ведущие к освобождению кинетической энергии, необходимой для поддержания жизни. Реакции, служащие для этого, объединяются в функцию дыхания. Вещества,, накопляемые в результате питания, потребляются организмом таким образом, что часть их сохраняется в виде запаса, другая подвергается физиологическому сжиганию в процессе дыхания и наконец третья идет на построениеживого вещества и конструктивных частей организма. Вещества, непосредственно поступающие из внешней среды в организм, предварительно подвергаются довольно сложной химической переработке, которую обозначают как функцию пищеварения. Термин «пищеварение», заимствованный из животной физиологии, не вполне подходит к растению, особенно автотрофному, способному к первичному синтезу органического вещества из неорганических веществ. Поэтому обычно первичный синтез выделяют в особую функцию ассимиляции углекислого газа. При этом часть вещества не усваивается и снова выделяется наружу или отлагается внутри тела растения и устраняется из сферы обмена; такие вещества носят название экскретов, а их образование и выделение составляют экскреторную функцию.
Помимо экскретов организм производит и выделяет специфические вещества, имеющие биологическое или физиологическое значение для него самого или его потомства; такие вещества называют секреторными веществами, и их образование и накопление составляют секреторную функцию.
Построение живого вещества из накапливаемых в результате питания ассимилятов и построение конструктивных частей организма составляют функцию роста и формообразования. Развитие индивидуума заканчивается образованием новых зачатков, которые дают начало новому поколению. Совокупность специфических физико-химических реакций, сопровождающих процесс размножения, составляет физиологическую основу функции размножения. — У многоклеточных растений для размножения служат не все, а только нек-рые клетки, образующие репродуктивную часть; остальные клетки составляют вегетативную или соматическую часть тела, к-рая рано или поздно отмирает. Отмиранию сомы предшествуют специфические с физиологической точки зрения явления старения, к-рыми заканчивается развитие индивидуума.
Характерной особенностью биосферы является совершающийся в ней самой специфический эволюционный процесс, к-рый приводит к непрерывному изменению формы и внутренней организации живых существ. — Эволюция животных и растений, начиная с одноклеточных форм, пошла разными путями. В то время как ветвь, давшая животный мир, усвоила и развила питание готовым органическим веществом, ветвь растительных форм сохранила процесс синтеза органического вещества непосредственно из минеральных. Это дало растительному миру известное преимущество в отношении количественного преобладания в массе биосферы, но зато поставило жизнь растения в большую зависимость от агентов мине-
