Я познаю мир. Ботаника - Касаткина Юлия Николаевна (читать книги полностью TXT) 📗
Из семязачатка после оплодотворения развивается семя. Покрытосеменные и здесь превзошли голосеменные. У последних семя защищено только семенной кожурой, а у цветковых помимо этого семена дополнительно защищены стенками плода.
В образовании плода всегда принимает участие завязь, часто цветоложе, цветоножка, чашечка и даже столбик пестика. Из завязи цветка вишни формируется всем известный плод, который носит научное название – костянка. И внутренний каменистый слой косточки, и сочная мякоть, и плотная наружная кожица представляют собой разросшуюся стенку завязи. Совсем по–другому устроен плод земляники. Основную его часть составляет сочное разросшееся цветоложе, на поверхности которого видны плодики–орешки. Множество несросшихся плодиков вместе с сочным цветоложем образуют плод – сочный многоорешек, или земляничину. Но как бы разнообразно ни были устроены плоды, все они нужны растению для решения одних и тех же задач: защита семян от высыхания и механических повреждений и их распространение. О том, какие замечательные способы распространения «изобрели» цветковые растения, мы поговорим чуть ниже.
Схема образования плода из цветка земляники (вверху) и вишни (внизу). 1 – семезачатки; 2 – семена; 3 – завязь; 4 – цветоложе; 5 – околоплодник; 6 – чашелистики
Господство покрытосеменных растений нельзя объяснить исключительно совершенством органов размножения. Цветковые отличаются, кроме того, более совершенной проводящей системой, а следовательно, могут быстрее и эффективнее снабжать листья водой и питательными веществами из почвы. Проводящая система покрытосеменных и прочих сосудистых растений отличается примерно так же, как современная водопроводная система и глиняные водопроводы Древнего Рима.
Быстрая подача воды ведет к увеличению скорости дыхания и фотосинтеза, а значит, темпов роста и развития цветковых растений. Действительно, среди всех рассмотренных нами групп растений цветковые – самые скоростные. Вспомните, как быстро появляются из–под снега, зацветают и завязывают плоды растения–первоцветы средней полосы Европейской России: мать–и–мачеха, ветреницы, медуница неясная, гусиный лук – как правило, в начале июня они уже разбрасывают плоды. А растения пустынь Средней Азии, большинство из которых за месяц успевают отцвести и дать семена, чтобы исчезнуть до следующей весны?!
Раз растение получает достаточно воды, оно может «позволить себе» дольше держать устьица открытыми, не боясь погибнуть от жажды. Через открытые устьица в ткани листа поступает кислород и углекислый газ. Растение, которое держит устьица открытыми дольше, получает больше кислорода для дыхания и углекислого газа для фотосинтеза. Значит, увеличивается скорость обмена веществ. А высокий уровень обмена веществ – это быстрые темпы производства органических веществ, высокая скорость роста и развития.
Медуница неясная. Зацветает в начале мая. Сначала появляется цветонос (1) с синими цветами, розовеющими после опыления. После отцветания растение выбрасывает розетку сердцевидных листьев (2)
Вспомните, как медленно растут саговники. Небольшая скорость движения воды в стволе заставляет их постоянно экономить воду и дольше держать устьица закрытыми. Получается, что ради экономии воды растение постоянно сидит на голодном пайке и растет медленно. И рады бы медлительные саговники больше проветривать устьица, да не могут – высохнут. Цветковые растения (пока в почве достаточно воды) могут позволить себе большие расходы воды на испарение и чаще держат устьица открытыми.
Совершенство органов размножения, проводящей системы, высокий уровень обмена веществ дали покрытосеменным возможность расселиться по всей планете и отвоевать у голосеменных и папоротников обширные пространства экваториальных и тропических районов земного шара. Здесь некогда разнообразные и обширные леса из голосеменных и папоротникообразных безоговорочно капитулировали перед натиском цветковых растений. Удерживать свои позиции голосеменные продолжают только в умеренных поясах Евразии и Северной Америки (см. карты на сс. 299, 302). Но кто знает, надолго ли это?..
Жизненные формы
Захватывая всё новые и новые пространства, покрытосеменные сталкивались с большим разнообразием условий существования, и их внешний облик тоже становился все более и более разнообразным. Внешний вид растения отражает условия жизни – это утверждение особенно очевидно, если сравнить водное растение с наземным.
Но и среди наземных форм можно выделить достаточно характерные типы. Деревья, кустарники, кустарнички, травы – все это примеры жизненных форм растений. Жизненная форма закреплена наследственно, другими словами, дерево или кустарник не могут стать травянистыми растениями, так же как трава не может одревеснеть. С другой стороны, жизненная форма древесных растений в зависимости от условий может существенно изменяться. Вспомните наш рассказ о стланике, который в благоприятных условиях растет в виде дерева, а в суровых условиях высокогорья выглядит как кустарник или даже стелется по поверхности почвы. То же самое можно сказать и про лиственные деревья рябину и липу. На улицах города и на лесных опушках рябина приобретает форму невысокого деревца, но под пологом леса ее чаще можно встретить в виде кустарника. Липа может встречаться в форме одноствольного, многоствольного дерева, а в густой тени ельника – даже в виде настоящего кустарника.
Теперь, когда мы разобрались с понятием «жизненная форма», самое время сравнить их разнообразие у разных групп растений. Вы сами без труда можете привести примеры деревьев, кустарников, водных растений и трав у цветковых растений (к кустарничкам относятся невысокие одревесневающие растения, такие как брусника, черника, багульник и т. д.).
А теперь попробуйте привести такие же примеры для голосеменных растений. С деревьями и кустарниками у вас вряд ли будут проблемы, но вспомнить «хвойные травы» или «водные голосеменные» вам вряд ли удастся.
Травы появились на Земле относительно недавно в середине мелового периода и «изобрели» эту жизненную форму именно покрытосеменные растения. Сейчас трудно представить себе лес, в котором под ногами нет травы, но еще 100 млн. лет назад такая картина была обычной. А степи, саванны и альпийские луга тогда вовсе не существовали, они могли появиться только с возникновением травянистых растений.
Но те жизненные формы, которые мы перечислили, еще не дают полной картины разнообразия внешнего строения цветковых растений. Только у покрытосеменных мы встречаем луковичные, суккуленты, растения–подушки и перекати–поле. Среди голосеменных лианы встречаются в виде исключения (гнетум), а у цветковых они принимают самые разнообразные формы – есть древесные, кустарниковые и травянистые лианы.
Лианы
По внешнему виду лианы можно догадаться, что такому растению для нормального развития требуется большое количество света.
Нижняя часть стебля покрыта лишь недоразвитыми листьями – лиана словно отдает все силы росту. Зато, достигнув света, лианы образуют пышную шапку листьев, начинают цвести и плодоносить и разрастаются до того сильно, что могут перебрасываться на другие деревья, достигая длины 200–300 метров (напомним, что самые высокие прямостоячие деревья едва достигают высоты больше 100 м). Если поблизости не оказывается достаточно высоких деревьев, лианы «спускаются» и «ползут» по земле до тех пор, пока не наткнутся на подходящую опору.
