Введени
Предыдущие тома учебника «Ботаника» были посвящены метаболизму, развитию и строению растений, их эволюции и как результату последней — огромному разнообразию их форм.
Задача завершающих глав, с 12-й по 15-ю, — продемонстрировать высокую приспособляемость растений к условиям существования. Речь пойдет о механизмах освоения местообитания, возможностях растения приспособиться к меняющимся внешним условиям, как абиотическим, так и биотическим, пережить экстремальные ситуации, устоять в конкурентной борьбе и исходя из этих реакций и свойств сформировать популяции и сообщества. Последние, взятые в делом, обусловливают характер экосистемы всей Земли.lt;
В дикой природе растения существуют в отношениях конкуренции и партнерства с другими организмами и реагируют на разносторонние влияния климата и почвы. Возникающие в результате этого сообщества и экосистемы отражают данные взаимодействия. Многофакторные условия среды приводят к многообразным сообществам, как, например, в горном (монтанном) поясе северных отрогов Альп близ Энгельберга в Швейцарии (1 200 м). На небольшом пространстве здесь сталкиваются друг с другом горные леса, болота, заросли высокотравья, снеговые ложбинки, скальная растительность, луга по берегам ручьев и культурные ландшафты, созданные человеком. Бук— одна из важнейших лесообразующих пород Европы (на переднем плане ветка бука с галлами, образованными насекомыми; см. рис. 9.1), которая сменяется в этом поясе горным кленом и елью
Экологическая ботаника занимается такими реакциями растений, которые направлены на то, чтобы такие элементарные жизненные процессы, как фотосинтез или митохондриальное дыхание, несмотря на почти необозримо многогранные условия существования, всегда могли проистекать в однообразной клеточной среде. Наряду с физиологическими реакциями важную роль играют прежде всего приспособления жизненного ритма и морфологии — свойства, широта колебаний которых специфична.
В конечном счете проблема преодоления различных условий существования решается в природе отбором генотипов или заменой всего набора видов. Фундамент функциональной экологической ботаники, также ориентированной на разъяснение этих явлений, — физиология, морфология, репродуктивная биология и генетика, таксономия и геоботаника. Необходимы и основы знаний о климате и почвах (в особых случаях и микробиологические) .Научная экология наряду с молекулярной генетикой относится к самым молодым биологическим наукам, в области которых (как и в ядерной физике и астрофизике) за прошедшие десятилетия достигнуты самые крупные успехи. Характерно, что обе они направлены на изучение объектов самой малой и самой крупной величины. Продвижение на ощупь по комплексу запутанных взаимосвязей между организмами, которые трудно себе представить в целом, создавало новое понимание природы и приводило к пониманию относительности значения многих структур и процессов, происходящих на уровне отдельного индивидуума.
Последующие главы построены так, что друг за другом следуют сначала концептуальный обзор и некоторые общие положения (гл. 12), затем обобщение способов приспособлений растений к климатическим и почвенным факторам (гл. 13). Далее идет знакомство с популяциями растений и биоценозами — популяционной биологией, биотическими взаимоотношениями, геоботаникой (гл. 14). В заключение дан результат всех воздействий и реакций на них — обзор растительности Земли (гл. 15).
Понятно, что интересы экологической ботаники сконцентрированы на наземных биоценозах и при этом особенно на доминирующих в них семенных растениях.
Что касается наземных споровых растений, следует сослаться на гл. 11. Водные биоценозы относятся к области гидробиологии (для морей — морской биологии, для пресных вод — лимнологии); их проблемы здесь можно коснуться только коротко. Замечания о произрастании и образе жизни водорослей также содержит гл. 11.
Благодарности
В то время как основные разделы «Ботаники», как и хорошее вино за годы выдержки, несмотря на многочисленные новации, отражали неоценимую работу предыдущих поколений и накопленные ими знания, экология растений во многих областях начиналась с нуля.
В этой молодой частной дисциплине биологии еще очень многое меняется и сложность предмета находится в противоречии с дидактическим обобщением, краткость которого обусловлена объемом учебника. Там, где место для рассуждений ограничено, могут помочь иллюстрации. Большая часть графики, за исключением тех рисунков, которые приводятся по более ранним изданиям, сделана в течение года в лекционном отделе университета Базеля и отражает талант моей сотрудницы Сюзанны Пелаец-Ридль. сумевшей из часто очень фрагментарных набросков сделать четкие иллюстрации. От всего сердца благодарю ее за терпение и творческое участие в работе.Главы этой части книги затрагивают ряд вопросов, которые иначе трактуются в других учебниках. Естественно, выбор материала и ограничение его лишь самым существенным всегда есть нечто субъективное. Поскольку в краткости не всегда талант, но и опасность приводящих к ошибочному пониманию упрощений, для меня были весьма ценны комментарии и исправления, сделанные в отдельных фрагментах главы квалифицированными специалистами. Это К. Бейеркунляйн (Росток), П. Бла- зер (Бирменсдорф), К. Брекле (Билефельд), Б.Эршбамер (Инсбрук), М. Фишер (Цюрих), Г.Глатцель и Г. Грабхерр (Вена), Й.В.Кадерайт (Майнц), B.JIapxep (Инсбрук), Р.Матисек (Мюнхен), X. Поортер (Утрехт), X. Рихтер (Вена), Б. Шмид (Цюрих), Р.Зигвольф (Вюренлинген), П.Зит- те (Фрейбург), Е. Шпен (Базель), Й. Штёк- лин (Базель), У.Таппейнер (Инсбрук), X. Вейт (Берн). Всем им я приношу сердечную благодарность.
Поскольку основные фрагменты этой части книги были впервые включены в «Ботанику», они не прошли процесса «созревания» в нескольких изданиях. Буду особенно благодарен читателям за указания на ошибки или необходимые допол нения.
Кристиан Кёрнер Базель, февраль 2002 г.