Глава 14. Транспорт

Индивидуальные клетки обмениваются веществами с окружающей средой в результате физического процесса диффузии (сюда относится и осмос) и активных процессов - активного транспорта, эндоцитоза и экзоцитоза. Внутри клеток вещества обычно перемещаются за счет диффузии, однако происходят и активные процессы, например токи цитоплазмы. При небольших расстояниях эти средства транспорта достаточно быстро и хорошо функционируют у одноклеточных и у тех многоклеточных организмов, у которых достаточно велико отношение поверхности тела к его объему; в таких случаях нет нужды в специальных транспортных системах. Например, у дождевых червей и других мелких животных дыхательный газообмен с окружающей средой происходит путем диффузии газов через всю поверхность тела.

У более крупных и более сложно устроенных организмов клетки могут быть настолько удалены и друг от друга, и от окружающей среды, что одной диффузии становится недостаточно. Возникает необходимость в специализированных системах транспорта на дальнее расстояние, гарантирующих быстрое перемещение нужных веществ. При этом вещества обычно передвигаются за счет системы массового потока. Массовый, или общий, поток - это массовый перенос веществ из одного места в другое за счет разности давления в этих двух местах. Для массового потока характерно то, что все вещества, находятся ли они в растворе или суспензии, переносятся с одинаковой скоростью, как в реке, и это отличает массовый поток от диффузии, при которой молекулы передвигаются независимо друг от друга в соответствии с их диффузионными градиентами. Некоторые системы массового потока у растений и животных перечислены в табл. 14.1.

Таблица 14.1. Некоторые системы массового потока у животных и растений

В табл. 14.2 перечислены важнейшие группы веществ, которые транспортируются у растений; там же даны некоторые сведения об основных путях и механизмах поглощения, транспорта и удаления веществ.

Таблица 14.2. Передвижение веществ у растений

¹⁾ (Передвижение газов более подробно описано в гл. 11.)

Передвижение веществ по проводящим тканям растений называют транслокацией. У сосудистых растений (папоротникообразных и семенных) проводящие ткани крайне специализированы и подразделяются на ксилему и флоэму. По ксилеме осуществляется главным образом транслокация воды, минеральных солей, некоторых органических соединений азота и гормонов, и транспорт при этом направлен от корней к надземным частям растения. По флоэме переносятся самые разные органические и неорганические вещества, направляемые из сформировавшихся листьев в другие части растения.

Изучение транслокации имеет большое практическое значение. Например, очень важно знать, как попадают в растение гербициды, фунгициды, регуляторы роста и питательные элементы и по каким путям они перемещаются внутри растения. Это нужно и для того, чтобы решить, как лучше всего применять такие вещества, и для того, чтобы уметь предвидеть их возможные эффекты. Кроме того, транслокация иногда приводит к распространению таких патогенных для растений агентов, как грибы, бактерии и вирусы, и от этого может зависеть выбор лечебных или предупредительных мер. Одним из сравнительно недавних новшеств явилось применение так называемых системных фунгицидов, которые разносятся по всему растению и обеспечивают более длительную и более надежную защиту от таких опасных болезней, как милдью (ложная мучнистая роса).