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

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.

Половое размножение у семенных растений, к которым относятся цветковые и голосеменные, осуществляется с помощью семян. При этом обычно бывает важно, чтобы семена оказались на достаточно удаленном расстоянии от родительского растения. В этом случае больше шансов, что молодым растения не придется конкурировать за свет и воду как между собой, так и со взрослым растением.

Покрытосеменные (они же цветковые) растения в процессе эволюции растительного мира решили проблему распространения семян наиболее успешно. Они «изобрели» такой орган как плод.

Плоды служат приспособлением к определенному способу распространения семян. По-сути, чаще всего распространяются плоды, а семена вместе с ними. Поскольку способов распространения плодов достаточно много, то существует множество разновидностей плодов. Основными способами распространения плодов и семян являются следующие:

с помощью ветра,

животными (в том числе птицами и человеком),

саморазбрасыванием,

с помощью воды.

Плоды растений, которые распространяются ветром, имеют специальные приспособления, увеличивающие их площадь, но не увеличивающие их массу. Это различные пушистые волоски (например, плоды тополя и одуванчика) или крыловидные выросты (как у плодов клена). Благодаря таким образованиям, семена долго парят в воздухе, а ветер их относит всё дальше и дальше от родительского растения.

В степи и полупустыне нередко растения засыхают, и ветер обламывает их у корня. Перекатываемые ветром, засохшие растения рассыпают по местности свои семена. Таким «перекати-поле» растениям, можно сказать, не нужны даже плоды для распространения семян, так как с помощью ветра их распространяет само растение.

С помощью воды распространяются семена водных и околоводных растений. Плоды таких растений не тонут, а уносятся течением (например, у ольхи, растущей по берегам). Причем это не обязательно мелкие плоды. У кокосовой пальмы они крупные, но легкие, поэтому не тонут.

Приспособления плодов растений к распространению животными более разнообразные. Ведь животные, птицы и человек могут по-разному распространять плоды и семена.

Плоды некоторых покрытосеменных приспособлены к тому, чтобы цепляться за шерсть животных. Если, например, животное или человек пройдет рядом с репейником, то за него зацепится несколько колючих плодов. Рано или поздно животное их сбросит, но семена репейника окажутся уже относительно далеко от исходного места. Кроме репейника, примером растения с плодами-зацепками является череда. Ее плоды относятся к типу семянки. Однако у этих семянок есть маленькие шипы, покрытые зубчиками.

Сочные плоды позволяют растениям распространять их семена с помощью животных и птиц, которые поедают эти плоды. Но как же они их распространяют, если плод и семена вместе с ним съедены и переварены животным? Дело в том, что переваривается в основном сочная часть околоплодника плода, а вот семена - нет. Они выходят из пищеварительного тракта животного. Семена оказываются далеко от родительского растения и окружены пометом, который, как известно, неплохое удобрение. Поэтому сочный плод можно считать одним из самых успешных достижений эволюции живой природы.

Существенную роль в распространении семян сыграл человек. Так плоды и семена многих растений были случайно или намеренно завезены на другие континенты, где они смогли прижиться. В результате сейчас мы можем, например, наблюдать как в Америке растут растения, характерные для Африки, а в Африке - растения, родина которых Америка.

Существует вариант распространения семян с помощью разбрасывания, а точнее саморазбрасывания. Конечно, это не самых эффективный метод, так как семена оказываются всё-равно близко к материнскому растению. Однако такой способ нередко наблюдается в природе. Обычно разбрасывание семян характерно для плодов типа стручок, боб и коробочка. Когда боб или стручок засыхает, его створки скручиваются в разные стороны, и плод растрескивается. Из него с небольшой силой вылетают семена. Так распространяют свои семена горох, акация и другие бобовые.

Плод коробочка (например, у мака) колышется на ветру, и их него высыпаются семена.

Однако саморазбрасывание характерно не только для сухих семян. Например, у растения под названием бешеный огурец семена вылетают их сочного плода. В нем скапливается слизь, которая под давлением выбрасывается вместе с семенами.

Чтобы выжить, растения должны путешествовать. Для этого, впрочем, достаточно, чтобы перемещались только семена. Они распространяются с помощью ветра, воды или животных.

Туристы с удовольствием фотографируют склоняющиеся над песчаными пляжами кокосовые пальмы. Но сможете ли вы точно сказать, где сделан снимок — на Антильских островах, в Африке, на Сейшельских островах, в Индонезии или Полинезии?

Ответить на этот вопрос иногда непросто, потому что кокосовые пальмы, которые стали символом безмятежного отдыха на солнечном пляже, встречаются на всех тропических побережьях. Как же удалось этому растению расселиться по миру?

По морям и рекам

В случае с кокосовой пальмой ответ — по морю. Семена растений, живущих по берегам морей, распространяются главным образом морскими течениями. Толстая волокнистая оболочка кокосового ореха хорошо удерживает его на воде и надежно защищает семя от повреждений.

Орех может плавать по морю несколько дней, месяцев и даже лет. Многие орехи гибнут в пути. Но некоторые наконец прибивает к берегу, где они пускают корни. Ольха, дерево, растущее в заболоченных поймах, доверяет свои семена реке. Они плавают на поверхности воды, потому что в них много жира. Они сохраняют способность к прорастанию, даже пробыв в воде больше года. Но у рек есть один недостаток: они текут лишь в одном направлении. Чтобы осваивать новые территории выше по течению, семенам ольхи нужна помощь ветра.

Семена-воздухоплаватели

Главное средство расселения семян — вездесущий ветер. Чтобы летать по ветру, растения обзавелись множеством хитроумных приспособлений. Одно из самых эффективных, экономичных и распространенных — парашютик. Семя одуванчика крепится к венчику из тонких волосков. Когда оно созревает, венчик разворачивается и при первом же дуновении ветра уносит с собой семя. Парашютик всегда приземляется семечком вниз, что облегчает прорастание. Конструкция парашютика у разных растений неодинакова. Иногда это просто пучок волосков, как, например, у хлопчатника. Люди делают из этих волосков вату и ткани.

Другое приспособление, облегчающее перенос семян ветром, — крылья. Крыло — это широкая, уплощенная и слегка изогнутая стенка плода. При падении оно начинает вертеться, удерживая семя в воздухе. Ветер разносит такие «вертолетики» на огромные расстояния. С помощью крыльев расселяются плоды клена — крылатки. Крылатки легко залетают на новые территории, поэтому клен распространился по свету очень широко. Семенам других растений плоские крылья позволяют легко планировать по воздуху и далеко улетать даже при слабом ветре.

С помощью животных

Растения закреплены корнями в почве и сами передвигаться не могут, зато живущие рядом звери могут бегать где угодно. Почему бы не воспользоваться таким «транспортным средством»? Задумка проста: нужно пристать к шерсти животного, а через некоторое время упасть — желательно на плодородную почву.

Возьмем для примера лопух, или репейник, растущий в природе почти по всей Евразии и Северной Америке и выращиваемый в Японии ради питательных корней. Плод, содержащий семена, представляет собой шарик с торчащими во все стороны крючками. Когда плоды созревают, они легко отламываются от стеблей и прицепляются к шерсти животных. Пытаясь освободиться от назойливого репья, животное начинает чесаться и разбрасывает семена лопуха по земле.

Некоторые растения (например, орешник и многие злаки) расселяются благодаря животным, которые уносят с собой их лакомые семена. Некоторые из семян, перетаскиваемых грызунами и муравьями в свои кладовые, теряются по дороге и прорастают. Другие семена дают ростки в хранилищах, о которых их хозяева попросту забывают.

Пернатые разносчики семян

К гладкому оперению птиц семенам и плодам прицепиться непросто. Пернатые распространяют семена на огромные расстояния иным способом. Каждый год от арктической тундры до экваториальных лесов созревает масса вкусных ягод и других сочных плодов, которыми растения расплачиваются с птицами и прочими животными за свое расселение по свету: животные поедают их, а через некоторое время выбрасывают семена наружу вместе с пометом.

В южноамериканских дождевых тропических лесах плодами дикорастущего авокадо питается птица квезал. Пернатые с удовольствием поедают плоды с сочной маслянистой мякотью, но при этом проглатывают и находящееся внутри крупное семя. На следующий день оно выходит наружу вместе с пометом и падает на землю, где через некоторое время прорастает. Квезали и авокадо не выжили бы друг без друга. Без птиц это растение не смогло бы распространять семена, а квезали вымерли бы без своего основного источника пищи.

Зеленые конструкторы

Бешеный огурец (Ecballium) выбрасывает свои семена под высоким давлением, словно из шприца. Это дикорастущее растение из семейства тыквенных с большими желтыми цветками распространено в Средиземноморье. Его мясистые щетинистые плоды напоминают по размеру и форме огурцы. По мере созревания плод наполняется жидкостью. В этой жидкости, находящейся под высоким давлением, плавают семена. От легкого сотрясения плод отрывается от плодоножки и из образовавшегося отверстия начинает бить клейкая струя, которая выбрасывает семена на расстояние до 12 м!

Полагаясь только на собственные силы, обычно растение может разбросать семена лишь на несколько метров, но для травянистых растений бывает достаточно и этого. Используемые ими для этого устройства весьма разнообразны и вполне сравнимы с самыми совершенными механизмами, изобретенными человеком.

Например, семена могут вылетать из плодов, как из катапульты, благодаря деформации тканей в результате высыхания. Род недотрога (Impatiens) семейства бальзаминовых с треском раскидывает свои семена при самом легком прикосновении к зрелым плодам. Некоторые комнатные и садовые виды этого растения многим известны под названием бальзамин.

Семена некоторых злаков, бобовых и многих других растений могут ползать по земле. Семянки (односеменные нераскрывающиеся плоды с околоплодником, не срастающимся с семенем) василька и крупины, как и одуванчика (все эти растения относятся к семейству сложноцветных), снабжены щетинистым хохолком. Он очень мал, и по воздуху такие семена летать не могут. Упав на землю, они начинают медленно отползать от материнского растения с помощью щетинок своего хохолка: во время дождя он складывается, а в сухую погоду расправляется, отталкивая семечко от поверхности почвы.

Путешественники во времени

Агростемма, или куколь, образует крупные округлые семена, которые падают на землю рядом с растением. Они не имеют никаких приспособлений для расселения. Чем же растение компенсирует недостаток подвижности своих семян? Путешествием во времени! Упавшие семена могут долго оставаться в состоянии покоя и не прорастать, до тех пор пока не ослабеет конкуренция со стороны других растений, например после паводка или вспашки земли. Семена куколя способны прорастать даже через несколько десятков лет — в условиях, отличных от тех, которые были на месте их осыпания сразу же после созревания.

Семена растений могут сохраняться даже в самом сухом песке. Вот почему через несколько дней после сильного дождя пустыни покрываются цветочным ковром. Растения прорастают, цветут, плодоносят и умирают в течение нескольких недель. Образовавшиеся при этом семена будут терпеливо дожидаться новых дождей.

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.