Я познаю мир. Ботаника - Касаткина Юлия Николаевна (читать книги полностью TXT) 📗
На заростке развиваются половые органы, в которых формируются сперматозоиды и яйцеклетки. Получается, что наземные споровые растения унаследовали от водорослей не только стадию первонити, но и чередование двух совершенно непохожих поколений. Ведь что такое заросток как не гаметофит, а взрослые, привычные нам плауны, хвощи и папоротники – это же спорофиты! (Если забыли, что это такое, посмотрите на с. 170). Однако если для водорослей разделение на разные поколения было весьма выгодным изобретением, то на суше такой жизненный цикл стал обузой. Чтобы гаметофит–заросток дал начало спорофиту, сперматозоид должен приплыть к яйцеклетке и слиться с ней. У всех папоротникообразных сперматозоид может добраться до яйцеклетки только вплавь по тонкой пленке воды. Нет воды – нет и оплодотворения. Как видите, и в этом папоротникообразные еще сильно напоминают мхи и даже водоросли. Наследство предков, ничего не сделаешь.
Тяжелая наследственность не помешала папоротникообразным процветать на планете около 70 млн. лет с конца девонского периода (370–
Схема жизненного цикла хвоща (а), папоротника (б) и равноспорового плауна (в). 1 – спороносный колосок; 2 – сорусы; 3 – споры; 4 заросток; 5 – сперматозоид; 6 – яйцеклетка; 7 – молодой спорофит; 8 – взрослый спорофит
360 млн. лет назад) до начала пермского периода (280 млн. лет назад). Тогда на планете господствовал мягкий, влажный, ровный климат. Большую часть суши занимали низменности с мелководными озерцами и болотами. Такие условия как нельзя лучше подходили для роста и развития папоротникообразных: на влажной почве развивались их нежные заростки, во влажной среде происходил процесс оплодотворения. В пермском периоде (286– 248 млн. лет назад) климат стал гораздо суше, и огромные пространства болот и мелководий пересохли. Большинство папоротникообразных вымерло, вытесненные более приспособленными к недостатку воды семенными растениями, которые уже успели к тому времени возникнуть.
Из огромного разнообразия древних хвощевидных до нашего времени дожил только один род хвощей, включающий всего 15 видов, распространенных, правда, по всему земному шару. Плаунов сохранилось несколько больше: около 1000 видов, но в основном в тропиках. В Европейской части России встречается 7 видов плаунов. Папоротникам «повезло», пожалуй, больше всего: их более 12.000 видов и многие из них вы постоянно ^встречаете на прогулке в лесу.
Хвощи
Разные виды хвощей, изображенные на рисунке, на первый взгляд довольно сильно отличаются друг от друга. Но, если присмотреться внимательнее, у всех у них нетрудно выявить общие черты. Во–первых, членистое строение побега – членики стебля словно вставлены друг в друга, как в стереоскопической трубе или складной указке. По мере роста членики побегов удлиняются, и стебель будто раскладывается, действительно напоминая подзорную трубу. Каждый членик отделен от другого мутовкой невзрачных чешуевидных листьев – по их форме, числу и цвету можно определить разные виды хвощей. Плотно прилегающие к стеблю чешуйки защищают растущие части побега и спорангии от высыхания.
Хвощи: 1 – зимующий; 2 – лесной; 3 – приречный
Побеги разных видов хвощей отличаются степенью ветвления. Например, у зимующего хвоща стебель простой без единой боковой веточки. Побеги этого хвоща живут несколько лет, за это он и получил свое название – зимующий. А лесной хвощ можно назвать самым ветвистым: веточки отходят не только от главного побега, но и от боковых ветвей. Боковые веточки всех хвощей имеют такое же членистое строение, как и главный побег.
Спороносный колосок хвоща 1 – общий вид; 2 – спорофиллы; 3 – отдельный спорофилл увел.; 4 – спорангии
На верхушке побегов хвощей образуются органы спороношения – спорангии. У хвощей они сидят не поодиночке, а собираются в целый колосок. Каждый колосок состоит из 10–20 щитовидных «листочков», под которыми прячутся по 4–6 спорангиев. Для того чтобы отличать обычные листья от спороносных, ученые придумали специальный термин – спорофилл (от слов «спора» и «филлон» – лист). Запомнить это слово несложно, но очень нужно – оно еще не раз повстречается вам на страницах этой книги.
У большинства видов колоски со спорангиями можно видеть только весной или в начале лета, а у зимующего хвоща старые колоски сохраняются на побеге еще в течение одного–двух лет. А вот полевой хвощ «отличился» тем, что имеет два типа побегов. Первые желто–бурые побеги со спороносными колосками на верхушке появляются обычно в начале мая и «заняты» исключительно размножением – они не содержат хлорофилла. Побеги второго типа – вегетативные: они зеленые, ветвистые и появляются после отмирания спороносных.
Основная часть растения хвоща находится под землей. Масса подземных органов хвощей – корневищ и корней – во много раз превышает массу надземных побегов.
Кстати, не путайте корни и корневища! Корневище – это не страшный корень–людоед, и вообще не корень, а подземный видоизмененный побег, служащий для хранения запасов, переживания трудных времен и вегетативного размножения.
Корневища хвоща растут в почве сразу в двух направлениях – горизонтально и вертикально. С помощью горизонтальных корневищ, часто расположенных на глубине 0,5–2 м, хвощ захватывает новые территории, а с помощью вертикальных – осваивает их. Как и на надземных стеблях, на корневище можно рассмотреть чешуйчатые листья и почки, из которых каждую весну развиваются новые надземные побеги. В корневище откладываются запасы питательных веществ, в основном крахмала. Иногда удается найти клубеньки, они напоминают миниатюрные картофелины (1—1,5 см в диаметре) и также являются запасающими органами хвощей. Раньше бедное население Евразии и Северной Америки широко использовали сладковатые клубеньки полевого хвоща в пищу. Сладковаты на вкус и спороносные побеги полевого хвоща. Однако не слишком–то увлекайтесь поеданием хвощей – среди них есть и ядовитые.
Корни хвощей часто вырастают до 2 м в длину и легко достигают водоносных горизонтов, что позволяет этим растениям жить даже на сухих почвах. Корневища хвощей тянутся под землей на многие метры. Их старые участки отмирают, и молодые отделяются друг от друга, постепенно одно растение дает начало нескольким самостоятельным – так происходит вегетативное размножение хвощей. Способность размножаться даже небольшими кусочками корневищ делает хвощи трудноискоренимыми и надоедливыми сорняками. Попробуйте выселить хвощ с грядки, и вы поймете, что я имею в виду.
Полевой хвощ. 1 – вегетативный побег (летний); 2 – генеративный побег (весенний); 3 – корневище; 4 – клубеньки; 5 – спороносный колосок; 6 – чешуевидные листья; 7 – боковые веточки; 8 – придаточные корни
Такая живучесть и неприхотливость очень выручает хвощи. Нередко они образуют чистые заросли в тех местах, где другие растения не могут жить, например, из–за чрезмерного обилия воды или, наоборот, из–за ее недостатка в поверхностных слоях почвы. Захватив какую–нибудь территорию, хвощи успешно удерживают ее, несмотря даже на засухи, лесные пожары, палы и вытаптывание скотом. И всё это благодаря ползучим корневищам, надежно защищенным толстым слоем почвы.
