О корнях
Спросил, почему у растений нет мотильных взрослых форм.
http://shkrobius.livejournal.com/447953.html
В то, что последнее невозможно я не верю; все же соображения о том, что это предопределено клеточной структурой полагаю справедливым.
Чтобы фотосинтез шел на воздухе, углекислый газ должен свободно заходить в ткани, но это неминуемо приводит к испарению воды, которое необходимо компенсировать. Это обстоятельство - главная слабина земных растений. Когда первые из них появились на суше, концентрация углекислого газа была 5000 ppm; в конце Девона она упала до 30 ppm.
http://www.ltrr.arizona.edu/~cbaisan/Class/Sperry_evo_xyl_IJPS%2003.pdf
В Силуре С3 растение теряло 22 молекулы воды на одну молекулу СО2, в Каменноугольном - 390 молекул. При таком темпе потерь, корни становятся необходимостью, иначе приходится искусственно ограничивать фотосинтез, чтобы удержать воду, что означает проигрыш конкурентам-растениям в основных нишах.
Почему в 15 раз упала концентрация атмосферного углекислого газа? Из-за тех же земных растений. Они начали фоссилизировать углерод в почве. Более существенно то, что они ускорили эрозию материковых силикатов. Чем более падала концентрация углекислого газа, тем более становилась важна васкуляризация и развитые корни. Чем более растения полагались на корни, тем быстрее шла эрозия и связывание углекислого газа минералами. Система пошла в разнос, который в конце Девона вызвал сильнейшее оледенение и два раунда массовых вымираний. Реки настолько были насыщены минералами из-за увеличившейся эрозии, что в океане началась аноксия из-за цветения водорослей. Это, кстати, имеет прямое отношение к предыдущему посту о "суперобитаемых планетах". Было у нас такое, да плохо кончилось. После всех этих перепетий для бескорневого существования остались лишь маргинальные ниши, тогда как раньше вполне могла возникнуть мотильная растительная жизнь.
Это в принципе - могла бы. В реальности - нет, т.к. отклонение от статуса кво дало бы укорененным преимущество, постепенно приводя всю систему в разнос из-за положительной связи. Правильно говорили, что корни удерживают территорию, выжимая из нее (например, мобильных) конкурентов. Да, хорошо было бы перебраться на лучшее место, но оно уже кем-то занято. Однако, сама необходимость обороны и удержания территории как ресурса искусственна; растениям не нужны были безумные расходы воды на испарение, пока массовое укоренение не нарушило атмосферную химию. Причиной корней являются сами корни: невинная попытка немного обойти конкурентов. Она приводила к нарастающему индивидуальному преимуществу, но имело (коллективно) катастрофические последствия, сделавшую сегодняшнюю ситуацию неизбежностью. Сессильность земных растений была предопределена в момент их выхода на сушу, хотя причины ее нетривиальны. Все остальное (деревья, стратификация, и т. д.) уже последствия, а не причина.
Причина в том, что природа не умеет создать биомембрану, позволяющую молекулам углекислого газа через нее проходить, но воде при этом не теряться. Если бы такое было возможно, суперрастения бы в короткие сроки уничтожили атмосферный углекислый газ, и массовым вымиранием дело бы не ограничилось: наземная жизнь бы самоликвидировалась.
Примерно в этом духе можно рассмотреть и остальные мечтания об "ах, если бы только у жизни было больше ресурсов". Было такое, неоднократно. Кончалось границей геологического периода и достижением нового гомеостаза, ограниченного ресурсами. Жизнь, с геохимической точки зрения, есть способ эффективного достижения и поддержания гомеостаза в системе. Организм поддерживает внутреннюю организацию за счет увеличения энтропии в среде, приводя к более эффективной диссипации в ней энтропийных градиентов; для этого и существует. Корни проблемы и впрямь ведут очень глубоко, и поэтому о "суперобитаемости" планет можно не беспокоиться. Суперобитаемость означает отсутствие жизни. Надеюсь, у нас до этого не дойдет.
Отчего у растений корни?
http://shkrobius.livejournal.com/447953.html
В то, что последнее невозможно я не верю; все же соображения о том, что это предопределено клеточной структурой полагаю справедливым.
Чтобы фотосинтез шел на воздухе, углекислый газ должен свободно заходить в ткани, но это неминуемо приводит к испарению воды, которое необходимо компенсировать. Это обстоятельство - главная слабина земных растений. Когда первые из них появились на суше, концентрация углекислого газа была 5000 ppm; в конце Девона она упала до 30 ppm.
http://www.ltrr.arizona.edu/~cbaisan/Class/Sperry_evo_xyl_IJPS%2003.pdf
В Силуре С3 растение теряло 22 молекулы воды на одну молекулу СО2, в Каменноугольном - 390 молекул. При таком темпе потерь, корни становятся необходимостью, иначе приходится искусственно ограничивать фотосинтез, чтобы удержать воду, что означает проигрыш конкурентам-растениям в основных нишах.
Почему в 15 раз упала концентрация атмосферного углекислого газа? Из-за тех же земных растений. Они начали фоссилизировать углерод в почве. Более существенно то, что они ускорили эрозию материковых силикатов. Чем более падала концентрация углекислого газа, тем более становилась важна васкуляризация и развитые корни. Чем более растения полагались на корни, тем быстрее шла эрозия и связывание углекислого газа минералами. Система пошла в разнос, который в конце Девона вызвал сильнейшее оледенение и два раунда массовых вымираний. Реки настолько были насыщены минералами из-за увеличившейся эрозии, что в океане началась аноксия из-за цветения водорослей. Это, кстати, имеет прямое отношение к предыдущему посту о "суперобитаемых планетах". Было у нас такое, да плохо кончилось. После всех этих перепетий для бескорневого существования остались лишь маргинальные ниши, тогда как раньше вполне могла возникнуть мотильная растительная жизнь.
Это в принципе - могла бы. В реальности - нет, т.к. отклонение от статуса кво дало бы укорененным преимущество, постепенно приводя всю систему в разнос из-за положительной связи. Правильно говорили, что корни удерживают территорию, выжимая из нее (например, мобильных) конкурентов. Да, хорошо было бы перебраться на лучшее место, но оно уже кем-то занято. Однако, сама необходимость обороны и удержания территории как ресурса искусственна; растениям не нужны были безумные расходы воды на испарение, пока массовое укоренение не нарушило атмосферную химию. Причиной корней являются сами корни: невинная попытка немного обойти конкурентов. Она приводила к нарастающему индивидуальному преимуществу, но имело (коллективно) катастрофические последствия, сделавшую сегодняшнюю ситуацию неизбежностью. Сессильность земных растений была предопределена в момент их выхода на сушу, хотя причины ее нетривиальны. Все остальное (деревья, стратификация, и т. д.) уже последствия, а не причина.
Причина в том, что природа не умеет создать биомембрану, позволяющую молекулам углекислого газа через нее проходить, но воде при этом не теряться. Если бы такое было возможно, суперрастения бы в короткие сроки уничтожили атмосферный углекислый газ, и массовым вымиранием дело бы не ограничилось: наземная жизнь бы самоликвидировалась.
Примерно в этом духе можно рассмотреть и остальные мечтания об "ах, если бы только у жизни было больше ресурсов". Было такое, неоднократно. Кончалось границей геологического периода и достижением нового гомеостаза, ограниченного ресурсами. Жизнь, с геохимической точки зрения, есть способ эффективного достижения и поддержания гомеостаза в системе. Организм поддерживает внутреннюю организацию за счет увеличения энтропии в среде, приводя к более эффективной диссипации в ней энтропийных градиентов; для этого и существует. Корни проблемы и впрямь ведут очень глубоко, и поэтому о "суперобитаемости" планет можно не беспокоиться. Суперобитаемость означает отсутствие жизни. Надеюсь, у нас до этого не дойдет.
Отчего у растений корни?