Продолжение. См. № 40/2004

Занимательные вопросы по школьному курсу ботаники

14. Известно, что лесные муравьи распространяют семена некоторых растений. Знаете ли вы такие растения? С какой целью муравьи помогают распространяться растениям, получают ли они сами от растений какую-либо пользу?

Ответ . К группе энтомохорных (распространяемых при помощи насекомых), точнее, мирмекохорных, растений относятся фиалки, грушанки, копытень европейский и некоторые другие. Их семена имеют съедобные выросты, которые привлекают муравьев. Муравьи собирают и переносят семена в свое жилище на значительные расстояния.

16. Как по состоянию цветка кувшинки можно определить время суток и предсказать наступление ненастья?

Ответ . Известно, что цветок кувшинки рано утром (летом в 5–6 ч утра) открывает свои лепестки. К 7–8 ч вечера лепестки закрываются, что позволяет примерно определить время. В преддверии наступающего ненастья (например, дождя, а нужно отметить, что все колебания в изменении погоды растения чувствуют очень «чутко» и загодя) лепестки кувшинки закрываются, и цветок погружается под воду полностью.

17. Известно, что мухомор является ядовитым грибом, однако спиртовая настойка из мухоморов используется при ревматизме и болезнях суставов. Поясните в чем относительность ядовитости любого организма в природе.

Ответ. Действительно мухомор относится к ядовитым грибам и непригоден в пищу ни в каком виде. Однако мухомор содержит такие химические соединения, которые в малых количествах и при разумном применении могут успешно лечить многие недуги. Так, хорошо известны старинные рецепты приготовления настойки из мухоморов, которая успешно лечит ревматизм, подагру, варикозное расширение вен и ряд других болезней. В наше трудное в экономическом плане время, когда не каждая семья может позволить себе дорогостоящие аптечные лекарственные препараты, мы все чаще обращаемся к опыту предков, которые лечились травами и растительными лекарственными средствами и жили долго. Кроме того, лечение химическими препаратами может вызвать и обратный эффект, по принципу «одно лечится, другое калечится». Растительное и другое природное сырье содержит естественные, сбалансированные, созданные самой природой лекарственные препараты. Вот почему любой, даже самый ядовитый организм при разумном использовании может оказаться целебнее самой дорогостоящей разрекламированной пилюли.

18. Почему неверны формулировки «вредный организм» или «ненужный организм»? На конкретных примерах покажите, что в природе нет вредных и ненужных организмов.

Ответ. Безусловно, утверждать, что тот или иной организм «вреден» или «не нужен», бессмысленно. С точки зрения природы, каждый организм выполняет свою функцию, свое «предназначение». «Вредными» организмы называет человек, опираясь на свои понятия о «пользе», – такие утверждения очень условны и неоднозначны. Например, комары, с точки зрения человека, являются вредными организмами, потому что доставляют ему самому много неприятностей. Кроме того, комары являются разносчиками довольно опасной болезни – малярии. Однако в природе все взаимосвязано и взаимообусловлено. Комары являются важным звеном в цепях питания в лесном сообществе, и их исчезновение может подорвать стабильность сообщества. То же можно сказать и о насекомых – вредителях леса. Они повреждают древесину, используемую человеком для разных нужд, но служат пищей для лесных птиц.Сокращение или исчезновение таких насекомых в лесу приведет к сокращению численности некоторых птиц. Можно сделать вывод о том, что все организмы в природе нужны и важны и тесно связаны друг с другом.

20. Что такое «морская капуста»? Является ли она родственницей пищевых растений из семейства крестоцветных? Как человек использует «морскую капусту»?

Ответ. «Морская капуста» – водоросль ламинария, к растениям из семейства крестоцветных никакого отношения не имеет. Она относится к подцарству низших растений, отделу бурых водорослей. Однако, свое название «морская капуста» получила не случайно. Как и у обыкновенной кочанной капусты, у морской в пищу употребляются «листья» – слоевища листовидной формы. «Морская капуста» не только съедобна, она богата йодом, который необходим для нормального функционирования щитовидной железы человека. Салат из морской капусты входит в ежедневный рацион многих жителей Китая, Кореи, Японии. В этих странах даже созданы искусственные плантации по выращиванию «морской капусты».

21. Какими преимуществами обладают растения с крупными, а какими – с мелкими семенами? Приведите примеры таких растений.

Ответ . Размеры семян растений не случайны, они связаны со способом распространения, с экологией растения и с историей формирования вида, рода, семейства, к которому принадлежит растение. Крупные семена имеют больший запас питательных веществ, что обеспечивает прорастающему растению относительную независимость от внешних условий на первых порах. Однако семян больших размеров, как правило, образуется меньше, чем мелких. Большие размеры накладывают определенные ограничения и на способы распространения – такие семена не может разносить ветер или насекомые. Крупные семена лучше заметны животным и легче становятся их добычей, а потому должны либо содержать большие количества токсичных веществ, либо иметь плотные, не поддающиеся действию желудочных соков покровы.
Мелкие семена содержат меньший запас питательных веществ, а, следовательно, шансы на выживание у проростка меньше, особенно если окружающие условия неблагоприятны. Растения с мелкими семенами компенсируют качество прорастания семян их количеством. Мелкие семена легко переносятся ветром на большие расстояния и могут заноситься на гари и вырубки.

22. Почему зерно, хранящееся на складах и в хранилищах, в течение зимы необходимо многократно перекладывать с одного места на другое.

Ответ. Зерно содержит зародыш растения, для которого характерно такое проявление жизненных функций, как дыхание. При дыхании выделяются углекислый газ и вода. Выделившаяся влага может привести к тому, что семена сопреют или покроются плесенью, если их периодически в течение зимы не перекладывать с одного места на другое.

23. Хорошо известно, что растениям, как и животным, присуще выведение из организма ненужных веществ наружу. Какие не нужные растительному организму вещества и как удаляются таким образом?

Ответ. Через листья растение выделяет кислород, образовавшийся в процессе фотосинтеза, а также углекислый газ, образующийся при дыхании. Растения – обитатели засоленного субстрата выделяют избыток солей через особые железки на листьях (например, тамариск, кермек). Ученым хорошо известен факт накопления не нужных многолетнему растению веществ в некротических и отмирающих тканях и органах: перед опаданием листвы, например, дерево «перекачивает» в нее все ненужные, в том числе ядовитые, вещества, таким образом избавляясь от них в процессе листопада.

24. Какие функции может выполнять опушение стебля и листьев у растений разных видов? Поясните на конкретных примерах.

Ответ. Функции опушения очень разнообразны. Волоски на стеблях и листьях могут защищать растение как от перегрева и избыточного испарения, так и от поедания насекомыми. Железистые волоски способны выделять различные вещества, например привлекающие опылителей или позволяющие растениям «общаться» друг с другом (такое явление носит название аллелопатии). Волоски на лепестках ряда цветковых растений служат пищей насекомым-опылителям. Также волоски на лепестках цветков могут служить указателями направления движения насекомым-опылителям, посетившим растение в поисках нектара. У других же растений волоски внутри венчика цветка могут служить своеобразным заграждением для мелких насекомых, которые не способны опылить растение, но посетили его в поисках нектара. Жесткие волоски внутри венчика цветка некоторых растений могут выполнять функцию удерживания насекомого внутри венчика до тех пор, пока опыление не произойдет и тургор в волосках не ослабнет. У росянки волоски на листовой пластинке выделяют клейкую жидкость и ферменты, которые способствуют перевариванию насекомых. Опушение семян может служить приспособлением для прикрепления к шкуре животного-распространителя (череда), либо для распространения ветром (одуванчик).

Продолжение следует

Животные важны для растений не только как опылители; они нередко участвуют в разнесении плодов, семян и вегетативных органов растений. О зоохории - так называют этот способ расселения - накоплено множество сведений. Но все же мы еще сравнительно мало знаем о том, как она сказывается на распространении соответствующих видов растений, то есть насколько важна для их расселения. Уже давно известно, что семена растений значительного числа видов нашей флоры растаскивают муравьи (мирмекохория). Правда, они разносят семена на небольшие расстояния, обычно не свыше 100 м. Поэтому может возникнуть мысль, что роль мирмекохории едва ли существенна. Но такое заключение было бы слишком поспешным, поскольку при этом не было бы учтено одно важное обстоятельство, имеющее прямое отношение к этому природному явлению, а именно фактор времени. Развитие мира растений и расселение видов - процесс чрезвычайно длительный, и в течение этого долгого времени происходило накопление любых, даже мельчайших изменений, которые в итоге оказывались в высшей степени существенными.

Распространение животными, запасающими плоды и семена. Как и муравьи, очень многие птицы, грызуны и другие животные растаскивают семена и плоды, создавая для себя запасы. Но довольно часто об этих запасах забывают или отказываются от них, если они повреждены. Наиболее активные собиратели запасов среди птиц - сойки, дятлы и вороны. Для естественного возобновления древесных пород животные очень важны, поскольку они могут переносить даже сравнительно тяжелые семена или плоды на большие расстояния. Так, например, возобновление сосны кедровой европейской, или кедра европейского (Pinus cembra ), в значительной мере зависит от сбора семян деревьев этого вида кедровками (Nucifraga caryocatactes ), а в расселении европейских дубов участвуют грачи, дятлы, белки, но прежде всего - сойки (Garrulus glandarius ). Насколько значительны масштабы такого растаскивания, показали наблюдения, проведенные Л. Шусте- ром в дубовом лесу близ Фогельсберга, занимающем площадь примерно 37 га. Там во время 30-дневного сбора 65 соек унесли по меньшей мере 300 ООО желудей. Иными словами, на долю каждой сойки пришлось примерно 4600 желудей. Даже если лишь часть из них проросла, то это все равно свидетельствует о действенности расселения растений с помощью животных. Таким же образом расселяются орешник-лещина, орех грецкий, настоящий каштан и др. Вероятно, участие перечисленных выше животных играло первостепенную роль в "возвращении" этих древесных пород с юга на север после отступления ледника. Иначе вряд ли можно объяснить очень быстрое расселение в послеледниковое время именно тех растений, которые образуют тяжелые плоды (см. также стр. 69).

Эндозоохория. Плоды и семена часто входят в состав пищи животных. При этом прохождение семян через пищеварительный тракт служит не только предпосылкой их распространения, но и подготавливает семена к прорастанию. Процесс, при котором животные съедают семена, а затем выбрасывают их уже способными прорасти, называют эндозоохорией.

Травоядные животные (коровы, овцы, козы, серны, северные олени и др.) обычно поедают с кормами, особенно осенью, огромное количество семян. Анализы экскрементов показали, что содержание в них семян, сохранивших способность к прорастанию, а следовательно, и эффективность расселения растений таким способом, весьма высоки. Ту же картину можно наблюдать в горных, в арктических и даже тропических областях. А поскольку многие дикие животные очень подвижны и нередко перемещаются внутри обширных территорий, они разносят семена на значительные расстояния.

Семена многих растений окружены сочными, мясистыми тканями. Их морфологическая природа может быть совершенно различной: речь может идти о тканях, принадлежащих самому семени, о |целом околоплоднике или его части, о цветоложе, о мясистом придатке, охватывающем основание семени (ариллус), и т. д. Но функция их в общем одна и та же: они привлекают животных и поедаются ими. Правда, животные, которые питаются только плодами, водятся лишь в тропиках и субтропиках. К их числу относятся многие обезьяны, полуобезьяны, крыланы, летучие мыши, сумчатые крысы (опоссумы) и др. Впрочем, и всеядные животные, и травоядные, и даже хищники едят сочные плоды. Лисы, например, осенью охотно и в больших количествах поедают чернику, бруснику, рябину и т. д.

Эндозоохория главным образом и почти повсюду связана с птицами. Многие виды растений распространяются только эндозоохорно и только птицами, например омела (Viscum ), бересклет (Euonymus ), бузина (Sambucus ), можжевельник (Juniperus ), тисс ягодный (Taxus baccata ), рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia ) и др. Хотя семена в пищеварительном тракте птицы находятся всего несколько часов, этого достаточно, чтобы они оказались перенесенными нередко на километры. Правда, эндозоохорно семена разносятся преимущественно на меньшие расстояния, поскольку многие птицы, как и млекопитающие, обычно перемещаются лишь внутри ограниченной территории. Но животные, совершающие большие перемещения, такие, как северные олени или перелетные птицы, могут разносить семена очень далеко. И если такие перемещения происходят ежегодно, то даже при условии переноса семян в течение года на небольшие расстояния, с течением времени дальность заноса сильно возрастает.

Плоды, прицепляющиеся к покровам животных и распространяющиеся таким способом (эпизоохорно)

Эпизоохория. Лучше всего распространяются семена и плоды, которые прикрепляются к животным снаружи и благодаря этому разносятся. Такая эпизоохория растениям особенно выгодна: семенам не грозит разрушение при разжевывании и переваривании, а время пребывания их на животном практически не ограничено (во всяком случае оно гораздо продолжительнее, чем при эндозоохории). Животное, не заметившее прикрепившихся к нему плодов или семян, может перенести их на очень большие расстояния. Поэтому не удивительно, что в мире растений выработалось великое множество соответствующих приспособлений и что число видов, расселяющихся эпизоохорно, также очень велико. Основными разносчиками семян оказываются млекопитающие, птицы играют второстепенную роль. Многие виды растений, ареалы которых особенно велики, а также некоторые космополиты расселились по целым континентам или почти по всему миру именно таким способом.

В частностях эпизоохория обнаруживает некоторые различия. У большинства эпизоохорных растений плоды или семена имеют специальные приспособления для прикрепления. Ими могут служить даже клейкие железистые волоски или выделившаяся клейкая слизь. Такими липкими плодами обладают виды ясколки (Cerastium glomeratum, Cerastium semidecandrum и др.), шалфей клейкий (Salvia glutinosa ), линнея северная (Linnaea borealis ) и встречающийся в тропиках сорняк Sigesbeckia orientalis . Клейкие семена образуются у многих видов ситника - у часто встречающегося ситника развесистого (Juncus effusus ), ситника жабьего (Juncus bufonius ), ситника тонкого (Juncus tenuis ) и др. Однако более обычны плоды с придатками в виде крючков или шипов, которые действуют как прицепки. Плоды с прицепками встречаются у представителей самых разных таксонов цветковых растений и обнаруживают очень большое разнообразие форм. На рисунке, помещенном на стр. 48, изображены некоторые плоды, но они даже приближенно не отражают всего их многообразия. О том, как разносятся такие плоды, каждый может убедиться на собственном опыте, если прогуляется, минуя дорогу, в сыром лесу, вдоль берега водоема или по заросшей растениями свалке: к одежде прицепятся по крайней мере сотни плодов, и очистить от них одежду чрезвычайно трудно. Плоды, прицепившиеся к шерсти животных, не причиняют им вреда. По-иному ведут себя некоторые "вонзающиеся" плоды (например, плоды Harpagophytum procumbens, Ibicella lutea , см. рисунок), которые разносятся наступившими на них животными. Речь идет прежде всего о степных и пустынных растениях, стебли которых стелются по поверхности почвы. Крючки таких плодов часто настолько тверды, что глубоко вонзаются в ткани животных и могут вызвать тяжелые воспаления.

Эпизоохорное расселение может происходить и в тех случаях, когда растения не образуют плодов или семян, способных приклеиваться или прицепляться. У болотных и водных растений диаспоры часто очень мелкие, иногда просто крошечные. Они пристают - нередко вместе с влажным илом - к перьям, клювам и особенно к ногам водных и болотных птиц и за короткое время переносятся из одних водоемов в другие.

Но переносятся ли диаспоры на очень большие расстояния при сезонных дальних перелетах птиц - вопрос дискуссионный. Как известно, птицы чистят оперение очень часто, поэтому резонно предположить, что они вскоре избавляются от приставших к ним плодов и семян. Но, с другой стороны, именно некоторые болотные и водные растения распространены чрезвычайно широко, причем распространение это не сплошное, а разрывы между отдельными участками ареалов столь велики, что преодолеть такие расстояния можно только в результате переноса диаспор птицами. Если рассмотреть ареалы самого мелкого из известных цветковых растений - вольфии бескорневой (Wolffia arrhiza )(см. рисунок), а также альдрованды пузырчатой (Aldrovanda vesiculosa ), наяды маленькой (Najas minor ), роголистника полупогруженного (Ceratophyllum submersum ) и некоторых других, то обнаружится, что все эти виды в настоящее время совсем не встречаются в Северной и Южной Америке, между тем как в Африке, Юго-Восточной Азии, отчасти в Австралии и в Европе они имеют обширные участки ареалов, находящиеся на очень большом удалении один от другого. Отдельные места их произрастания (внутри этих участков), особенно в Европе, сильно разбросаны и непостоянны. Зависимость таких ареалов от крупных климатических зон установить не удается, зато прослеживается четкая связь ареалов с путями сезонных миграций птиц. Перечисленные водные растения встречаются на территориях, над которыми птицы совершают перелеты: в Юго-Восточной Африке, в долине Нила, в Индии, в Восточной Азии и т. д. Если учесть распространение птиц, то становится понятным, почему в Америке эти виды отсутствуют: большая часть видов европейских водоплавающих птиц встречается только в Евразии, Африке и Австралии. Итак, имеется немало свидетельств того, что перелеты птиц позволяют некоторым растениям преодолевать большие расстояния. Именно так возникают их столь ярко выраженные дизъюнктные ареалы. По-видимому, во многих случаях перелеты даже определяют основные особенности распространения таких видов растений. Конечно, распространение водных растений зависит, в частности, и от их требований к условиям местообитаний. Этими требованиями, например, определяется северная граница их распространения в Европе.

Взаимосвязи между животными и растениями чрезвычайно сложны и многообразны.

Они складывались исторически в течение очень длительного времени, и в результате возникли приспособления, обусловившие характер отношений между отдельными группами этих организмов. У многих плодов и семян приспособления для распространения также возникли в связи с тем, что агентами разноса этих зачатков стали животные. Как справедливо замечает Тахтаджян, «биология плодов является областью сложнейших взаимоотношений между растениями и животным миром. Образ жизни многих животных неразрывно связан со съедобными плодами».

Различные зоохорные приспособления сыграли немалую роль в эволюции покрытосемянных. С одной стороны, эти приспособления обеспечивали дальний занос зачатков, а следовательно, освоение широких и новых территорий, а с другой - они явились результатом параллельной эволюции как зоохорных растений, так и животных - агентов разноса. Некоторые авторы особенно большое эволюционное значение придают рассеиванию зачатков птицами, полагая, что именно этот способ разноса содействовал наиболее быстрому росту ареала соответствующих видов растений.

Распространение зачатков животными может осуществляться тремя путями. Во-первых, животные пассивно переносят зачатки, прицепившиеся или прилипшие к поверхности их тел. Такой способ разноса называют эпизоохорией (греческ. эпи - на, над). При эпизоохории распространяются несъедобные для данного вида животного плоды и семена.

Другие случаи зоохории связаны с поеданием зачатков. Часто животные поедают зачатки не сразу, а утаскивают их в свои гнезда или складывают куда-либо в запас. При этом часть зачатков теряется в пути и таким образом рассеивается. Такое активное растаскивание зачатков животными получило название синзоохории (греческ. син - с, вместе). Частным случаем синзоохории является мирмекохория , то есть растаскивание плодов и семян муравьями.

Наконец, третий путь рассеивания зачатков животными - так называемая эндозоохория (греческ. эндо - внутри), при которой плоды поедаются, а семена в неповрежденном виде проходят весь пищеварительный канал и выбрасываются с экскрементами. Если поедаются сухие нераскрывающиеся плоды, то обычно некоторая доля их также не переваривается и выбрасывается наружу.

Очень большую роль в рассеивании зачатков играют птицы. Это явление обозначают термином орнитохория . Замечательно, что птицы разносят зачатки всеми тремя способами: эпи-, син — и эндозоохорно, при этом зачатый могут выбрасываться не только с экскрементами, но и с погадками через рот.

При поедании животными сухих зачатков часть из них: может теряться или утаскиваться с места произрастания. Таким образом будут сочетаться эндо — и синзоохорный способы распространения.

В подавляющем большинстве случаев зоохория связана со специальными морфолого-анатомическими и физиологическими приспособлениями зачатков или растения в целом. Такие зоохорные приспособления, как, например, всевозможные крючки и прицепки или яркие сочные околоплодники - общеизвестны. Однако распространение плодов и семян животными может осуществляться и без специальных приспособлений к зоохории. Так, например, эпизоохорно могут распространяться любые зачатки, приставшие с грязью к ногам животных. Синзоохория также Может быть случайной. Некоторые виды грызунов заготавливают на зиму не плоды и семена, а «сено», т. е. целиком наземные части растений. При, этом могут рассеиваться уже созревшие семена (плоды), хотя они и не имеют никаких специальных приспособлений к синзоохории.

Литература, посвященная зоохории, очень обширна, но чаще всего в ней дается лишь описание различных зоохорных приспособлений или приводятся наблюдения над питанием плодами и семенами различных видов животных. Но, к сожалению, слишком мало имеется данных о фактическом участии животных в рассеивании зачатков и расселении зоохорных видов.

Нередко к числу зоохорных растений относят все те виды, зачатки которых находят в зобах и желудках птиц или других животных. В действительности же лишь в том случае будет осуществляться эндозоохорное распространение зачатков, если они проходят через пищеварительный канал животного, не теряя всхожести, или выбрасываются с погадкой.

Если птицы расклевывают шишки хвойных, обычно делают вывод, что эти птицы питаются семенами. Однако, как указывают орнитологи, птицы часто раскалывают шишки, отыскивая в них насекомых. Ослизнение зачатков сплошь и рядом расценивается как эпизоохорное приспособление. Но, по-видимому, это справедливо только для отдельных случаев. Так, мы уже видели, что ослизнение зачатков - широко распространенное свойство растений сухих и жарких областей и служит для прикрепления этих зачатков к почве вблизи материнских растений. Мы видели также, что шипы и колючки на плодах некоторых водных растений служат не только для того, чтобы цепляться к меху или перьям животных, но и для закрепления зачатков в илистом грунте водоема.

Таким образом, для оценки действенности и целесообразности зоохорных приспособлений необходимы не только изучение и описание этих приспособлений, но и самые тщательные наблюдения над ролью животных в действительном распространении зоохорных зачатков.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Многие из нас считают, что растения всю жизнь проводят на одном месте. В какой-то степени это верно. Дерево самостоятельно не может передвигаться. Недаром в народной песне, о несбыточной мечте рябины, поется:

«Но нельзя рябине к дубу перебраться,
Знать ей сиротинке, век одной качаться».

Однако, как бы то ни было, растения могут преодолевать огромные расстояния. Как же путешествуют растения? Это они делают с помощью семян. Чего только не придумала природа, чтобы нежное семечко оказалось как можно дальше от родительского растения. Ведь вблизи него у семян мало шансов выжить. Для этого растения используют силу ветра, воды, различных животных, в том числе млекопитающих, птиц, насекомых и даже человека. Много семян гибнет, однако, те, кому удалось дать начало новой жизни, постепенно завоевывают новые пространства.

Наиболее часто для распространения семян используется сила ветра. Для этого семя должно быть небольшим и иметь нечто похожее на парашют.

К растениям, семена которых распространяются с помощью ветра, относятся тополь, осина, ива. Плод у них коробочка, внутри которой находится огромное количество мелких семян. Вокруг каждого из них имеются пучки волосков. Когда коробочка созревает, она лопается, волоски расправляются и семена вываливаются наружу. Ветер подхватывает их и уносит прочь. Семена могут долго парить в воздухе, далеко улетая от материнского растения. Они очень мелкие и легкие. К примеру, одно семя осины весит всего 0,08 мг; в одном грамме содержится их более 12 тысяч.

В городах осина, тополь часто используются в качестве зеленых насаждений. Они неприхотливы, выдерживают загрязнения воздуха и почвы, быстро растут. Однако, в начале лета, когда созревают семена, эти деревья создают определенные неудобства. Всему виной «тополиный пух». Его бывает настолько много, что создает видимость падающего «снега». Волоски ломаются, крошатся и уже самостоятельно без семени долго находятся в воздухе. Попадая в глаза, носовую полость, легкие они вызывают аллергические реакции организма или воспаление слизистой оболочки. Из-за этого взрослые деревья постоянно подрезают или же высаживают только мужские особи.

Какие же растения мы еще можем вспомнить? Конечно, одуванчик. У него волоски сидят веером на длинной ножке, прикрепленной к семечку. Кто из нас может отказать себе в соблазне сорвать этот «воздушный шарик» и помочь природе в распространении семян?

Здесь уместно вспомнить еще одно растение – осот полевой. Он является злостным сорняком полей и огородов. Его семена тоже распространяются ветром. Стоит оставить поле хоть ненадолго без присмотра, как осот образует сплошные заросли. Это не удивительно, так как только одно растение может дать до 40 тысяч семян. А сколько их продуцируется в засоренном поле? Не счесть.

Почему это происходит? Растения, у которых семена распространяются ветром, продуцируют огромное количество семян. Маленькое семечко содержит небольшое количество питательных веществ. Из-за этого выживает только небольшая их часть. Так что растениям приходится качество компенсировать количеством. Семена, попав в благоприятные условия (к примеру, вспаханное поле), быстро завоевывают пространство. Это чаще всего случается в нарушенных человеком биоценозах, в которых отсутствуют естественные конкуренты пришельцев.

Количество видов растений, семена которых распространяются ветром, огромное. Сюда относятся многие деревья, кустарники, травы, растения леса, открытых пространств, болот, прибрежная растительность. Большинство нам хорошо знакомо. Это перечисленные выше ива, осина, тополь, а также иван-чай, тростник, рогоз, одуванчик, мать и мачеха и многие другие.

У некоторых растений семена для переноса их ветром имеют более сложное приспособление, нежели просто волоски. Семена у них крупные, поэтому одними только волосками здесь не обойдешься.

У одних из них имеется крылышко, у других – два. Так, у березы по бокам семени имеется два небольших крыла, у ясеня, сосны, ели – по одному, но большего размера. Плоды клена срастаются по два и висят на одной цветоножке. За счет этого у них образуется уже двойная крылатка. При падении семена с такими крылатками совершают вращательные движения и достаточно долго находятся в воздухе. За счет этого они разносятся ветром на значительные расстояния от материнского растения. У липы сохраняется в виде паруса большой прицветник. Семена липы опадают только зимой. Своеобразный парус позволяет семенам передвигаться подобно буеру по смерзшему снегу. Ученые находили семена ели, сосны, березы, липы в десятках километрах от родительских растений.

Как уже отмечалось, распространяемые ветром семена должны быть мелкие и легкие, а это, соответственно, сказывается на количестве в них питательных веществ. Из-за этого большая часть семян гибнет, а это растениям невыгодно. Увеличение количества питательных веществ в семени требовало появления дополнительных приспособлений для эффективного их распространения, так как семена, соответственно, становились крупнее.

Для переноса и распространения семян растения стали использовать животных – млекопитающих, птиц, насекомых. Одни из них переносят семена на поверхности тела, другие в кишечнике при потреблении плодов, третьи – при запасании корма. Некоторые семена пристают вместе с грязью к ногам птиц или животных.

Семена некоторых растений имеют специальные крючки, которые позволяют им цепляться за шерсть или перья животных, одежду человека. Таким способом распространяются не только отдельные семена, плоды, но и целые соплодия. Какие мы можем вспомнить растения? Это всем известный лопух, репейник, гравилат, подмаренник, череда, осока, морковь и многие другие. После прогулок на природе каждый из нас имел возможность испытать на себе эти свойства растений. Приходится, чертыхаясь, очищать носки и брюки от этих липучек.

Многие растения образуют небольшие плоды (ягоды) с вкусной мякотью, которые хорошо поедаются птицами. Семена имеют плотную оболочку, которая защищает их от переваривания и позволяет проходить через кишечник неповрежденными. Птицы могут занести семена в те места, где они ранее не встречались и тем самым обогащают видовой состав тех или иных биоценозов. Птицы активно расселяют красную и черную бузину, калину, рябину, терн, смородину, шиповник, крушину, барбарис, бересклет, бруснику, малину, землянику и другие растения с вкусными плодами. Птицы поедают даже ядовитые для человека ягоды – волчье лыко, ландыш, майник двулистный, несъедобные плоды бересклета и жимолости.

Полакомившись сочными ягодами, птицы разлетаются, садятся на деревья передохнуть. После них вместе с пометом остаются семена. Пройдет какое-то время и весной появится поросль ягодников. Однажды на пустынном холме я нашел густую поросль шиповника. Холм был одинокий, а лес, где рос шиповник, был далеко. Несомненно, стайка птиц отдыхала здесь после сытного обеда и оставила семена, да и еще вместе с удобрениями. Прошло несколько лет, и на холме образовались заросли колючего кустарника, плоды которого являются кормом для птиц, а для людей источником витаминов. Как-то, собирая лесные ягоды, мы набрели на поле, усыпанное ароматной земляникой. Когда-то здесь выращивали пшеницу, потом поле забросили, и оно заросло дикими травами, а птицы засеяли его вкусной ягодой. Таких примеров можно привести множество.

Летом плоды зеленые, незаметные среди листвы. В конце лета и осенью плоды становятся ярко-красными, желтыми или оранжевыми. На фоне зеленых листьев они хорошо видны. У некоторых растений к концу лета листья желтеют или краснеют; у них плоды имеют темную окраску (черемуха, черная бузина и др.). Ягоды в большинстве своем поедаются птицами и млекопитающими, которые обладают цветовым зрением и хорошо различают красные и желтые ягоды на зеленом фоне. Это для них растения приготовили такие красивые и вкусные ягоды.

Распространению семян способствуют и те птицы, которые переваривают семена. Однако небольшая часть семян все же проходит через кишечник непереваренными, и впоследствии прорастает. Домашние животные (коровы, лошади, овцы) тоже способствуют распространению семян, в том числе и сорных растений. Пройдя непереваренными через кишечник, семена попадают в навоз, а вместе с ним – на поля.

А кто же распространяет семена растений, у которых образуется крупный плод (например, дикие яблоки, груши)? Их поедают медведи, олени, кабаны, барсуки, зайцы и другие животные. Плоды перевариваются, а семена проходят через кишечник неповрежденными. Ученые находили на месте старых куч медвежьих экскрементов густые всходы черемухи, шиповника, рябины, малины, груши. Таким образом, медведи (и другие крупные животные) бессознательно производят гнездовой посев растений, эффективность которого доказана агрономической наукой.

Для многих семян действие желудочного сока полезно, так как повышает их всхожесть. Некоторые растения настолько привыкли к поеданию их плодов животными и птицами, что без них семена прорастают очень плохо или даже вовсе не прорастают. Так, на Галапагосских островах у многолетнего томата естественным образом прорастает менее 1% семян, а при поедании плодов гигантскими черепахами, прорастало 80% семян.

Еще один пример. В США произрастает можжевельник, из древесины которого когда-то изготавливали карандаши (из-за этого его называют «карандашным» деревом). Промышленность требовала большого количества древесины. Кончилось это тем, что этих деревьев осталось совсем немного; можжевеловым лесам грозило исчезновение. Оказалось, семена непосредственно под материнским деревом не прорастают. Они прорастают только пройдя через кишечник птиц, которые питаются их плодами. Поэтому молодые заросли этих деревьев можно наблюдать вдоль телеграфных проводов или изгородей, на которых отдыхали птицы.

Семена верблюжьей колючки хорошо прорастают пройдя через кишечник животных. Боб переваривается, а сами семена – нет, и выходят наружу непереваренными. Кроме того, жуки-навозники закапывают помет вместе с семенами, в результате чего большинство из них оказываются в отличной грядке.

Как же распространяются крупные семена растений, таких как орешник, дуб, бук, сосна сибирская? У большинства из них семена распространяют млекопитающие и птицы – белки, мыши, бурундуки, сойки, кедровки. Животные собирают семена, делают запасы на зиму. Часть семян они съедают, а часть – забывают. Многие птицы и млекопитающие не могут найти заготовленные ими запасы семян или плодов. Если они находятся в благоприятных условиях, то дают начало развитию новых растений. Кроме того, животные часть запасаемых семян теряют по дороге. Они впоследствии так же могут прорасти и дать начало новым растениям.

Муравьи часто запасают семена, имеющие маслянистые и мучнистые придатки (например, семена фиалок, чистотела, хохлатки, чистяка). Придатки они отгрызают и поедают, а семена бросают. Они впоследствии прорастают. Вдоль муравьиных троп очень часто произрастают растения, семена которых разносят муравьи.

Споры грибов разносятся жуками-мертвоедами и млекопитающими (кабанами, лосями, оленями), которые поедают плодовые тела грибов. Споры, так же как и семена, проходя через кишечник, не перевариваются.

Разные способы распространения семян связаны с местом их произрастания в экосистеме леса и обитания животных. Так, в верхнем ярусе леса преобладают растения, семена которых распространяются ветром, млекопитающими и птицами. В последнем случае крупные плоды и семена переносятся животными при их запасании, а мелкие – поедаются и переносятся непосредственно в кишечнике. В кустарниковых и травянистых ярусах леса много растений, семена которых распространяются через кишечный тракт птиц, а среди травянистых растений леса – муравьями.

Так что, дорогие ребята, растения могут достаточно быстро и эффективно путешествовать, используя для этого все имеющиеся в наличии транспортные средства.

Анатолий Садчиков,
профессор Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова,
вице-президент Московского общества испытателей природы
http://www.moipros.ru
[email protected]

.
.
.

ВАМ ПОНРАВИЛСЯ МАТЕРИАЛ? ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШУ EMAIL-РАССЫЛКУ:

Каждый понедельник, среду и пятницу мы будем присылать вам на email дайджест самых интересных материалов нашего сайта.

После образования семян либо весь плод, либо содержащиеся в нем семена (или семя) отделяются от родительского спорофита. Если перикарпий (стенка плода) становится твердым и сухим, плод называют сухим, если же он становится мясистым, то плод называют сочным. Сухой плод может быть вскрывающимся или невскрывающимся в зависимости от того, связано ли освобождение семян с разрывом его стенки или нет. Сухие плоды могут также распадаться на несколько односеменных члеников; такие плоды называют схизокарпными.

Чем дальше разносятся семена, тем менее вероятна конкуренция со стороны родительского растения. Это дает также больше шансов колонизировать новую территорию, что со временем приводит к увеличению размеров популяции в целом. Однако при этом существует опасность, что семя, будучи занесено слишком далеко от родительского растения, не найдет подходящего места для прорастания.

Существуют три главных внешних фактора, распространяющих семена,- ветер, животные и вода. Кроме того, имеются механизмы автохории, часто связанные со взрывным освобождением семян из плода. Примеры всех этих способов распространения семян представлены на рис. 20.28.

Распространение животными

Распространение семян животными в общем более надежно, так как животные обычно посещают плодородные участки, подходящие для прорастания семян. Плоды, снабженные колючками или крючочками, прицепляются к коже или шерсти проходящих мимо животных и могут быть перенесены на некоторое расстояние, прежде чем отпадут или будут содраны. Прицепки развиваются из разных частей плода или окружающих структур. Примерами служат плоды подмаренника цепкого (Galium aparine ), гравилата (Geum ), лопуха (Arctium ), моркови (Daucus ), лютика (Ranunculus ), череды (Bidens ), репешка (Agrimonia ). У гравилата крючочки имеются на столбике. У лопуха скопление мелких плодов окружено крючковидными листочками обертки (видоизмененные листья), образующими единую структуру; кроме того, здесь имеются мелкие жесткие волоски, которые проникают в кожу, вызывая раздражение и расчесывание, в результате чего плоды отпадают. У подмаренника, моркови и лютика перикарпий покрыт выростами (прицепками). У череды плод снабжен летучкой, как у одуванчика, но с прочными шипами. Цветоложе репешка покрыто жесткими загнутыми колючками.

Плод подмаренника с многочисленными крючочками, развивающимися из околоплодника. Микрофотография, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Примерами сочных плодов служат плоды сливы (Prunus ), ежевики (Rubus ), томата (Lycopersicum ), яблони (Malus ), земляники (Fragaria ). Мясистые части этих плодов служат пищей животным, в том числе птицам. При созревании они обычно приобретают яркую окраску и аромат, привлекающие животных. Животное съедает и переваривает плод, но семена, устойчивые к пищеварительным ферментам, проходят невредимыми через его кишечник и выходят с испражнениями, часто попадая на плодородную почву. Содержащиеся в экскрементах питательные вещества могут повышать плодородие почвы вокруг семени.

Слива

Слива служит примером плода, называемого костянкой; ее перикарпий состоит из трех слоев: экзокарпия (защитной кожицы), сочного мезокарпия и внутреннего каменистого эндокарпия ("косточки"). Эти слои защищают семя, предохраняя его от переваривания. Другие примеры костянок - плоды персика, вишни и миндаля (также принадлежащих к роду Prunus ), бузины (Sambucus ) и кокосовой пальмы (Cocos nucifera ; плод с волокнистым мезокарпием). Миндаль, поступающий в продажу, обычно очищают от зкзо- и мезокарпия.

Томат

Плод томата, образующийся в результате слияния двух, трех или четырех плодолистиков, относится к типу ягодовидных . Он сходен с костянкой, но эндокарпий у него мясистый, а не каменистый. К ягодовидным принадлежат также плоды черной смородины и крыжовника (Ribes spp. ), тыквы (Cucurbita ), апельсина и лимона (Citrus spp. ), банана (Musa ), винограда (Vitis ), финика (Phoenix dactylifera ; содержит одно деревянистое семя).

Иногда цветоложе разбухает, становится мясистым и само напоминает плод. Такие плоды называют ложными. Примером служат плоды яблони и земляники.

Яблоко

Ложный плод яблони относится к типу яблока, или тыквины. У плодов этого типа мякоть образуется из полого цветоложа, окружающего заключенные в нем плодолистики. Перикарпий настоящего плода превращается в "сердцевину", содержащую семена. Другими примерами служит груша (Pyrus ) и боярышник (Crataegus )

Земляника

У земляники мелкие зеленые плоды, называемые семянками и расположенные на разросшемся цветоложе; каждая семянка содержит по одному семени.

Ореховидные плоды, например у дуба (Quercus ), бука (Fagus ), каштана (Casta nеа ), относительно крупные сухие плоды, которые не расщепляются и не выбрасывают семена. Распространяются ореховидные плоды целиком, часто при помощи животных, делающих запасы, в особенности таких грызунов, как белки. На рисунке изображен плод дуба, называемый желудем.

Распространение ветром

Многие растения, распространяемые ветром, имеют специальные приспособления. К их числу относятся летучки, которыми снабжены, например, семена кипрея (Epilobium ), ивы (Salix ), хлопчатника (Gossypium hirsutum ), плоды одуванчика (Taraxacum ), ломоноса (Clematis ), и крылатки, как, например, у сосны (голосеменные), вяза (Ulmus ), ясеня (Fraxinus ), клена (Acer ), граба (Carpinus ).

Плод клена до или после того, как он будет перенесен ветром на новое место, распадается на две части по шву между плодолистиками (такой плод называют схизокарпным); опадающий плод вращается и подхватывается ветром.

У ряда растений, например у мака (Paraver ), чернушки (Nigella ), наперстянки (Digitalis ), лихниса (Lichnis ), плод - коробочка, сидящая на конце длинного стебелька, которую колышет ветер, так что многочисленные мелкие семена высыпаются через поры в верхней части плода.

Автохория

Семена некоторых растений, например орхидей, настолько мелкие и легкие, что разносятся ветром, не имея никаких специальных придатков, которые бы увеличивали их поверхность. Такое распространение, называемое обычно автохорией, наблюдается у вскрывающихся плодов. Вскрывание у них часто происходит путем растрескивания по шву между плодолистиками, как, например, у бобов. Семена при этом либо выбрасываются из плодов более или менее сильным толчком, либо просто выпадают из них. Некоторые из таких семян имеют приспособления для распространения ветром (например, у кипрея). Коробочки тоже бывают вскрывающимися (например, у мака и кипрея), причем у некоторых растений семена выбрасываются из них с силой (например, у фиалки).

Бобы - плоды, характерные для представителей сем. бобовых (Leguminosae ), например для гороха (Pisum ), конских бобов (Vicia ), фасоли (Phaseolus ), утесника (Ulex ), ракитника (Cytisus ), золотого дождя (Laburnum ). Боб состоит из одного плодолистика, содержащего много семян. Перикарпий, высыхая, скручивается, так как его наружные и внутренние волокнистые слои сокращаются в разных косых направлениях; в результате создается напряжение, и боб может внезапно раскрыться по двум боковым швам, с силой выталкивая наружу несколько семян. Другие семена выбрасываются менее энергично по мере дальнейшего скручивания (ранние стадии развития плода гороха показаны на рис. 20.16).

Распространение водой

Лишь немногие плоды и семена специально приспособлены для распространения с помощью воды. Они содержат воздушные полости, удерживающие их на поверхности воды. Кокосовый орех (плод Cocos nucifera ) - костянка (ср. со сливой) с волокнистым мезокарпием и многочисленными воздухоносными полостями. У кувшинки (Nymphaea ) семя снабжено губчатой оболочкой (ариллусом), происходящей из ножки семязачатка.

Случайное распространение

Разделение семян и плодов на категории в зависимости от способа распространения никак нельзя считать строгим, и степень специализации к распространению ветром, животными или автохории сильно варьирует. Очевидно, во многих случаях большую роль играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя из названных трех способов или даже всеми тремя. Один из главных факторов случайного распространения является человек; семена могут прицепляться или прилипать к его одежде и т. п. или перевозиться вместе с разными грузами на транспортных средствах. Засорение зерновых культур семенами сорняков - обычное явление, наблюдаемое по всему земному шару. Орехи, припрятанные про запас грызунами, могут остаться и прорасти следующей весной. Наводнения, ураганы и т. п. могут занести семена дальше, чем обычно.