Зеленые растения как бы являются посредниками между небом и землей. Они благодаря фотопигментам обладают уникальной способностью усваивать, консервировать солнечную энергию в создаваемых ими органических веществах.
Растения по отношению к степени освещенности подразделяют на светолюбивые и теневыносливые, но обе эти группы не имеют резкого разграничения и связаны переходными формами. У светолюбивых растений, произрастающих на открытых местах, при прочих благоприятных условиях (достаточная обеспеченность теплом, влагой, пищей) с увеличением силы света (вплоть до полного солнечного освещения) интенсивность фотосинтеза способна возрастать. У теневыносливых растений, местообитаниями которых являются сильно затененные места, ассимиляция может возрастать до определенного предела, дальнейшее же увеличение силы света действует на растение даже угнетающе.
Оказывается, что при избытке света и в то же время очень скудном азотном питании происходит слипание, а затем и гибель хлорофилловых зерен, без которых растение жить не может. Давайте посмотрим внимательно на клюкву. Распространенные в Нечерноземной зоне два вида ее (клюква болотная и клюква мелкоплодная) произрастают на открытых хорошо освещенных торфяных болотах. Несмотря на болотный образ жизни, по наличию мелких жестких листочков и другим внешним признакам клюква является типичным сухолюбивым растением - ксерофитом. Таких растений с "сухолюбивой" внешностью среди обитателей болот встречается немало. Как известно, на болотах с низкорослой растительностью света более чем достаточно, а вот доступного для растений азота очень мало. Поэтому некоторые болотные растения для восполнения азотного дефицита приспособились ловить насекомых, однако клюква так и не стала "хищником". Это растение в процессе своего исторического развития приобрело достаточно эффективную защитную форму - стелющийся стебелек и кожистые листочки с толстой кутикулой, снизу покрытые восковым налетом.
Не менее важным лимитирующим фактором произрастания растений в этих условиях является влага. Оказывается, что в корнеобитаемом верхнем слое сфагнового покрова из общего большого количества содержащейся в нем воды (80-95%) основная ее часть находится в водоносных (гиалиновых) клетках сфагновых мхов и недоступна для высших растений. Доступна высшим растениям только капиллярная влага, составляющая всего 15-17% общего запаса, которая в жаркую летнюю погоду быстро расходуется на транспирацию и физическое испарение. А поскольку процесс фотосинтеза находится в прямой зависимости от водопотребления, то и получается парадокс: клюква, подбел, багульник, кассандра и другие болотные растения, произрастающие в переувлажненной среде, фактически не могут расходовать воду в большом количестве.
Светолюбивость и теневыносливость явились результатом приспособления растений к условиям существования. Эта приспособленность особенно наглядно видна в различиях строения листа. Светолюбивые растения в сравнении с теневыносливыми имеют более толстый лист (за счет большего количества слоев клеток палисадной и губчатой паренхимы) и большее количество устьиц, что обеспечивает интенсивный процесс фотосинтеза (ассимиляцию). Теневыносливые растения обычно богаче хлорофиллом, но имеют слаборазвитую сеть сосудов, по которым вода поступает в листья, поэтому при интенсивном освещении они сильнее страдают от недостатка почвенной влаги.
Зеленые хлоропласты находятся и в красноокрашенных листьях капусты краснокочанной, бегонии пестролистной, аукубы и других растений, только более плотная антоциановая окраска как бы закрывает зеленую. Если же их листья опустить в сернистую кислоту, которая обесцвечивает антоциан, но не разрушает хлорофилл, они моментально станут зелеными. Хлорофилловые зерна хорошо видны в листьях этих растений и под микроскопом.
Продукты фотосинтеза расходуются на питание, дыхание и построение новых клеток, а также откладываются про запас в корнях, клубнях, луковицах, плодах и семенах.
Одновременно с фотосинтезом в листьях происходит образование белковых соединений. Необходимые для этого углеводы создаются в листе в результате ассимиляции, а азот, фосфор и сера поступают через корневую систему из почвы. Из листьев белки теми же путями, что и углеводы, поступают в другие органы растения. Однако крахмал и белки для своего передвижения прежде всего должны перейти в растворимую форму. Процесс перехода этих соединений из нерастворимого состояния в растворимое происходит при участии ферментов, точно так же, как и при прорастании семян. В растениях часто одни формы органического вещества превращаются в другие, иногда происходит их неоднократный переход из одного состояния в другое, например, сахаров в крахмал и вновь крахмала в сахара.
У большинства многолетних древесных и кустарниковых растений, имеющих сравнительно широкую листовую пластинку, лист живет только один сезон - с весны до осени. При взгляде на так называемые "вечнозеленые" хвойные деревья (кроме лиственницы) создается впечатление, что листья-хвоинки у них никогда не опадают. В действительности же они периодически обновляются, но не сразу все, а поочередно. Так, например, у пихты сибирской эта смена полностью проходит за 7-10 лет, у ели высокой - за 5-7 лет. А у растения эндемика пустыни Намиб - вельвичии, растущей тысячелетия, имеется всего два листа 3-4-метровой длины, которые никогда не опадают.