Наземные растения прочно закреплены в почве своими корневыми системами и поэтому рассматриваются обычно как абсолютно зафиксированные в пространстве. Это представление не совсем точно, так как все растения способны к медленным движениям (тропизмам), необходимым для того, чтобы приспособить ориентацию своих органов к таким внешним факторам, как свет и гравитация. Кроме того, некоторые растения совершают несколько более быстрые периодические сонные движения — складывают свои листья или лепестки цветков (см. гл. 12). Лишь немногие необычные растения обладают более заметной «двигательной способностью» («power of movement»— выражение Чарлза Дарвина) и реагируют быстрыми движениями на разнообразные внешние факторы, в том числе на свет, химические вещества, прикосновение, повреждение или механическую вибрацию. К этим необычным формам поведения относятся складывание листьев у Mimosa pudica («чувствительное растение»), движения у различных насекомоядных растений и закручивание усиков у многих лиан. Функции этих движений так же разнообразны, как и вызывающие их раздражители. Быстрые движения у мимозы могут служить для защиты от насекомых и других животных. Движения насекомоядных растений помогают им ловить насекомых, которые служат дополнительной пищей для этих в основном автотрофных организмов. Закручивание усиков лианы вокруг твердых объектов обеспечивает ей механическую опору и таким образом позволяет растению достигнуть значительной высоты без большого поддерживающего ствола. Усики иногда подавляют также рост соседних конкурирующих видов, тем самым повышая способность растения выживать в условиях большой «тесноты».
Быстрые движения растений привлекали внимание более двух тысячелетий назад и до сих пор продолжают вызывать интерес у исследователей. Изучение движений, свойственных растениям, помогло вскрыть много новых аспектов их физиологии. Например, исследование фототропических искривлений привело к первым предположениям о существовании ростовых гормонов. Никтинастические движения листьев впервые навели на мысль о том, что организмы обладают внутренними часами, и современные работы помогают нам понять взаимодействия между этими часами и светом при биологических процессах, связанных с временем. Опыты с тигмонастическими растениями (чувствительными к прикосновению) показали, что электрические сиг- яалы, распространяющиеся в растении, служат, как и у животных, важным способом связи между различными клетками организма. В настоящей главе мы рассмотрим некоторые детали этих аспектов физиологии зеленых растений.