Как и почему!?

Сосудистые растения отличаются высокой специализацией различных органов. Корни, как правило, не осуществляют фотосинтез, они берут из почвы воду с минеральными солями. Этот раствор составляет сырой сок, или восходящий сок, который от корней поступает в стебли и листья. В листьях, спещгализирующихся на фотосинтезе, в сок поступают органические вещества, и он становится настоящим растительным соком, или нисходящим соком, который поступает из листьев в корни. Такая циркуляция возможна благодаря наличию у сосудистых растений развитых проводящих тканей, образующих что-то вроде сосудов, по которым и циркулирует сок.

Газообмен происходит в основном через устьица — поры, расположенные, как правило, с нижней стороны листа.

Транспирация. Растения испаряют воду. Взрослый дуб теряет около 110 т воды с апреля по сентябрь. Транспирация тем больше, чем суше и горячее окружающий воздух; однако растения аридной зоны обладают различными приспособлениями, позволяющими им сократить потери воды.

Обмен углекислым газом и кислородом. Все клетки растения дышат, чтобы производить необходимую им энергию. Дыхание происходит в специальных клеточных структурах, митохондриях, при наличии или отсутствии света. Помимо этого у растений наблюдается световое дыхания, которое начинается в хлоропластах и требует наличия света. Дыхание и световое дыхание отличаются местом прохождения и механизмом, но их газовый баланс одинаков: поглощение атмосферного кислорода и выделение углекислого газа. Эти два процесса противоположны фотосинтезу, однако в итоге растение поглощает больше углекислого газа, чем выделяет, и выделяет больше кислорода, чем потребляет.

Большинство растений содержат пигменты, в частности хлорофилл, способный поглощать часть света, попадающего на растение. Хлорофилл, содержащийся в хлоропластах, расположенных в листьях, зеленого цвета, поэтому большинство растений зеленые. Растения с белыми листьями не имеют хлорофилла и потому паразитируют на других растениях. При наличии света и благодаря хлорофиллу растение осуществляет фотосинтез, серию химических реакций, в результате которых из углекислого газа (из атмосферы) и воды (в основном из почвы) создаются сахара и кислород.

Фотосинтез проходит две стадии. На первой стадии (световой, поскольку для нее необходим свет) световая энергия, поглощенная хлорофиллом, разлагает воду на составляющие ее элементы (кислород и водород). Кислород высвобождается в газообразной форме; водород постепенно соединяется с другими молекулами. Световая фаза сопровождается образованием основных элементов обмена веществ на уровне клетки у всех живых существ — аденозинтрифосфата (АТФ), образующегося из аденозиндифосфата (АДФ). На второй стадии фотосинтеза (не требующей энергии света) АТФ снова преобразуется в АДФ, освободившаяся энергия позволяет водороду (присутствующему в промежуточной форме) соединиться с углекислым газом, образуя сахар. Сахара, произведенные в процессе фотосинтеза, формируют основные составные части растения и помогают вырабатывать энергию. Второй продукт фотосинтеза, кислород, возвращается в атмосферу.

Как и все живые организмы, растение поглощает минеральные элементы и воду, дышит, выделяет влагу, растет, размножается и умирает. Большинство растений, за исключением паразитов, являются автотрофами, поскольку они способны благодаря фотосинтезу создавать необходимые им органические вещества. Поэтому они находятся в основании цепей питания и служат пищей для живых существ-гетеротрофов (в частности, животных), которые не могут самостоятельно создавать свои органические составляющие.

Углерод и кислород поступают в виде углекислого газа, поглощаемого из атмосферы листьями. Другие минеральные элементы берутся из почвы корнями. Азот (N) является движущим элементом роста, он содержится в белках и ферментах. Фосфор (Р) входит в состав генов и мембран, участвует в цветении, придает твердость стеблям и способствует устойчивости к болезням. Калий, магний (составляющие хлорофилл), сера и кальций тоже нужны растениям. И микроэлементы (железо, цинк, бор, молибден) в небольших количествах входят в «рацион» растений. Отсутствие или недостаток минеральных элементов питания вызывает отставание в развитии (замедленный рост, пожелтение листьев). Растениям нужна и вода, поскольку она составляет основную часть их массы (от 90% у шпината, до 40% в древесине деревьев.)