Жизнь цветка

Замечательный советский ученый академик В. И. Вернадский подсчитал, какое время понадобится представителям тех или иных форм живых организмов для того, чтобы целиком заполнить всю площадь нашей планеты с максимально возможной для данного организма густотой населения. По его расчетам, белый клевер, если бы ничто не мешало ему расти, цвести и рассеивать семена, всего за 11 лет плотным ковром покрыл бы всю поверхность земного шара — именно всю, от полюса до полюса, включая и ту часть планеты, что занята океанами и морями. Водоросли ламинарии, по тем же расчетам, понадобился бы несколько больший срок, 49 — 79 лет.

Но большинство молодых ростков погибает, попав в неподходящие для развития условия. Именно поэтому каждое растение производит на свет множество семян. У большинства злаков в каждом плоде развивается лишь одно семя, но на растении их несколько десятков, а то и сотен. У подорожника каждая особь образует до 14 000 семян, у пастушьей сумки — до 64 000, а у табака — даже до 360 000! И это еще не рекорд. В каждом плодике заразихи насчитывается в среднем около 5000 семян. Но на каждом побеге-цветоносе — до 50 таких плодиков. А одно растение заразихи, спрятавшееся в земле, дает подчас до 20 цветоносных побегов. В итоге получается, что растение, выросшее из одного семени, способно образовать до 5 000 000 таких семян. И это за один лишь год.

Однако для растения важно не только произвести определенное количество семян, но и обеспечить возможно более широкое расселение их.

Как уже упоминалось в начальных главах книги, у папоротников и многих других споровых растений расселение осуществляется посредством спор, разносимых ветром и водой. Способы расселения семян у цветковых растений более многообразны. Конечно, ветер и вода и здесь широко используются как посредники в расселении. Но к ним добавляется еще посредничество животных, а также использование механических сил, возникающих в самом растении, и, кроме того, многочисленные приспособления, позволяющие наиболее эффективным образом использовать перечисленных посредников.

Кто дальше бросит?

Очень и очень многие представители зеленого царства тем или иным способом разбрасывают семена.

Пожалуй, наиболее интересный пример — бешеный огурец. Плод этого растения, принадлежащего к семейству тыквенных, очень похож на своего родственника — на обыкновенный огурец, растущий на огородной грядке.

Согнутая крючком плодоножка бешеного огурца вдается свободным концом в полость плода. Вокруг нее образуется упругая ткань, которая препятствует раскрыванию плода до его созревания. Когда семена бешеного огурца достигают полной зрелости, окружающие их мясистые ткани превращаются в слизистую массу. Ослизняется и упругая ткань вокруг плодоножки, не мешая теперь приводу в действие механизма раскрывания плода. Механизм этот представлен сильно напряженным и имеющим стремление расшириться слоем сочных клеток в стенке плода. Когда огурец отделяется от плодоножки, этот упругий слой, расширяясь, начинает с силой давить на содержимое плода. Семена вместе с окружающей их слизистой жидкостью выбрасываются из отверстия, образовавшегося на месте прикрепления плодоножки. Реактивная сила двигает плод в противоположную полету семян сторону, на неровностях почвы оп разворачивается и тем самым способствует разбрасыванию семян на еще более значительной площади. За это хаотическое движение плоды растения и назвали бешеными огурцами.

Как видно из этого описания, бешеный огурец в момент разбрасывания семян похож на ракету...

Любопытный механизм разбрасывания семян есть у обыкновенной кислицы, растущей обычно под пологом изреженного елового леса и называемой также заячьим щавелем. В кожуре каждого семени кислицы образуется особая набухающая ткань. Конструкция механизма в принципе сходна с таковой у бешеного огурца: внутренний слой семенной кожуры состоит из сочных клеток и напряжен. К моменту созревания семян напряжение за счет увеличивающегося набухания клеток растет, внешние слои уже не могут противостоять давлению и лопаются. Граничащие с местом разрыва края наружного слоя кожуры молниеносно отвертываются назад, а заключенное в кожуре семя получает сильный толчок и "выстреливает" в образовавшуюся щель.

Во многих семействах есть виды растений, выбрасывающие семена в момент растрескивания сухого плода — боба или коробочки — и винтового закручивания его створок. В стенке плодов этих растений два — один сочный, другой твердый — слоя клеток, косо тянущихся от одного до другого края створок. При высыхании наружного слоя сочных клеток упругие силы твердого слоя раскрывают створки плода и мгновенно скручивают их винтом, выбрасывая при этом в стороны сидевшие внутри семена.

Если створки плода короткие, то скручивание их ограничивается полуоборотом или одним винтовым оборотом. Длинные створки скручиваются на 2 — 3 оборота и более.

У эшольции от растения активно отделяется — отскакивает — целиком весь плод с созревшими семенами. Достигается это за счет того, что при высыхании створок плода в них возникает упругое напряжение, которое, достигнув предела, отрывает их от ложа плода.

Обычно плоды подобных растений, созревая, занимают положение, которое обеспечивает наиболее беспрепятственное разбрасывание семян. Если, например, до созревания плоды были скрыты под листьями, то перед растрескиванием их плодоножки принимают иное положение и выносят плод на открытое место. Семена у растений, имеющих разбрасывающие механизмы, обычно имеют форму шара, яйца или чечевицы. Выбрасывание их почти всегда происходит под углом, близким к 45°, при котором, как известно, обеспечивается наибольшая дальность полета.

Растения, разбрасывающие семена, обычно произрастают в таких местах, где по тем или иным причинам невозможно использовать иные, более, пожалуй, эффективные пути расселения, такие, как посредничество ветра или животных. Чаще всего они обитают в глухих уголках леса, где почти не бывает ветра и где редко проходят звери.

Однако часто разбрасывание семян сочетается с другими способами их расселения. Не случайно, например, известная всем недотрога чаще всего раскрывает свои сухие плоды именно при прикосновении к ним. Ведь в этом случае семена летят вслед прошедшему мимо животному и имеют шанс запутаться в его шерсти или пропутешествовать с помощью его ног.

Бешеный огурец, который, как будто бы сам разбрасывает свои семена, тоже часто использует посредничество животных. Когда животные проходят по зарослям бешеного огурца, к их шерсти прилипают окруженные слизью семена. В местах отдыха животные чистятся, освобождаясь от прилипших к ним вместе с мусором семян, и тем самым способствуют расселению их.

Способы разбрасывания семян, при которых используется упругость стеблей или плодоножек, раскачиваемых порывами ветра, можно сравнить с древним метательным орудием — пращой.

Так, у некоторых сложноцветных плодовые корзинки поддерживаются прямым, сравнительно длинным и упругогибким стеблем. К моменту созревания плодики растения отделяются от коротких плодоножек и свободно лежат на дне цветочной корзинки или на окруженном покровными чешуйками цветоложе. Как только стебель под порывом ветра или задетый проходящим мимо животным согнется, а затем упруго распрямится, плодики выбрасываются из своих гнезд и отлетают на значительные расстояния, тем более что подчас они снабжены летучками — теми или иными приспособлениями, облегчающими полет по ветру.

Рис. 31. Во время дождя коробочка с семенами под тяжестью упавшей капли опускается и семена скатываются в углубление. Как только давление снимается, упругость плодоножки возвращает коробочку в первоначальное положение, а семена с силой выбрасываются

Построенные по тому же принципу метательные приспособления есть у многих ирисовых, лилейных, примул и норичниковых, с тем лишь отличием, что у них на прямом упругом стебле сидит не корзинка, а коробочка и выбрасываются из нее не плоды, а семена. Они обычно достаточно крупны и тяжелы и лишены летучек. Коробочка поставлена так, что устье ее направлено вверх. Открывается оно только в сухую погоду. Как правило, коробочка сравнительно глубока, поэтому только сильные колебания стебля могут выбросить из нее семена.

Весьма оригинален способ разбрасывания плодов у губоцветных. Их плоды имеют вид шаровидных или эллипсовидных орешков и во время созревания скрыты на дне чашечки, которая похожа на опрокинутый колокольчик, направлена устьем вверх и посажена на упругой, обычно дугообразно изогнутой ножке. Если надавить сверху на жесткие кончики зубцов чашечки, то ножка натянется, подобно пружине. Как только давление снимается, ножка резко возвращается в прежнее свое положение, а скрытые в чашечке плодики орешки с большой силой выбрасываются наружу.

Направление полета плодов задается либо нижними зубцами, загнутыми вверх наподобие полозьев, либо, в некоторых случаях, жесткими упругими волосками, расположенными в трубке чашечки. Роль этих волосков можно в известной степени сравнить с ролью винтовой нарезки в ружейном стволе.

В природе разбрасывание плодов губоцветных может происходить под действием сильных порывов ветра, под ударами попадающих на край чашечки дождевых капель, при задевании их теми или иными животными, в том числе и достаточно крупными насекомыми.

Плоды ползающие и плоды скачущие

У целого ряда растений на самих плодах или на опадающих вместе с плодом остатках околоцветника есть щетинки — очень жесткие и очень гигроскопичные, меняющие объем при малейших колебаниях влажности воздуха. Таковы, например, плоды щетинконосных злаков: элимусов, эгилопсов, некоторых видов ржи. Сходные приспособления встречаются у плодов сложноцветных и клеверов. Упомянутые щетинки обычно покрыты зазубринками, напоминающими жало рыболовного крючка, или мелкими жесткими волосками, направленными все в одну сторону под острым углом к оси плода. Сухой плод волосками или зазубринками цепляется за неровности почвы. С повышением влажности воздуха плод удлиняется и чуточку продвигается вперед. Когда влажность понижается, щетинки не позволяют ему отодвигаться назад. Так при постоянно изменяющейся влажности воздуха он медленно, подвигаясь на доли миллиметра, отползает от того места, где упал на землю.

У таких злаков, как овес, плоды имеют ости, которые отходят от основания кроющих чешуи, крепко спаянных с плодами. Ости коленообразно согнуты. Участок ниже колена закручен винтом и необычайно гигроскопичен. Колебания влажности вызывают то еще большее закручивание его, то раскручивание. Вследствие этого часть ости, находящаяся выше колена, поворачивается то в одну, то в другую сторону.

Может случиться так, что при таком повороте ости кончик ее резко соскользнет с маленькой неровности почвы или с какого-либо лежащего на ней предмета, например с соломинки. Это движение подбросит плод кверху — он совершит маленький прыжок.

У одного из видов овса прыжки происходят и без помощи посторонних предметов. Две ости плода этого растения закручиваются в противоположных направлениях, при этом обычно перекрещиваются, давят одна на другую и, наконец, с сильным толчком соскальзывают одна с другой. Плод при этом подскакивает.

Расстояния, на которые передвигаются ползающие и прыгающие плоды, обычно невелики и редко достигают даже одного метра. Но этого достаточно, чтобы плоды нашли наиболее приемлемый для их прорастания закоулок почвы и вбуравились в нее винтовым движением или цепляясь за ее неровности зазубринками. В условиях засушливых, а тем более малоснежных степей эта способность плода углубляться в почву особенно важна.

У плода ковыля, помимо винтообразного бурава, сходного с закрученной остью овса, но более внушительного по размерам, имеется еще пушистая метелка. Степной ветер может отнести его далеко от материнского растения, а бурав помогает нашедшему пристанище плоду углубиться в землю.

Снова вода и ветер

Нужно заметить, что оригинальные механизмы для расселения плодов и семян за счет собственных сил развиваются лишь там, где немыслимо посредничество ветра, воды или животных. В большинстве случаев используются именно перечисленные агенты разноса.

В литературе достаточно часто встречается упоминание о далеких путешествиях кокосовых орехов. Пальма словно заранее заботится о расселении своих семян: ствол ее непременно имеет наклон в сторону морского прибоя. Орехи падают в волны, уносятся морскими течениями и, пристав где-то к берегу, дают начало новым пальмам. Так заселяются ими даже далекие, подчас безжизненные ранее коралловые острова.

В расселении семян растений могут участвовать не только океанские течения, но и стоячая вода небольших водоемов, ведь на самом-то деле она не настолько уж стоячая, не неподвижная. Напротив, она находится в непрестанном движении: ее перемешивает ветер, в ней перемещаются слои с разной температурой. Многие семена водных растений расселяются этими небольшими течениями и даже, чтобы не быть ввергнутыми в вечный круговорот, имеют специальные приспособления для "заякоривания".

Рис. 32. Иерихонская роза

Очень своеобразен в этом отношении водяной орех — чилим. Каждый из его плодов имеет две пары накрест расположенных шипов, развившихся из чашелистиков. Пока плоды не созрели, шипы защищают их от поползновений животных, которые не прочь полакомиться вкусным семенем ореха. В зрелом состоянии, когда плод оторвется от материнского растения, шипы помогают ему зацепиться на дне пруда за остатки отмерших растений.

Часто в распространении тех или иных семян участвуют и вода и ветер. Семена многих болотных осок передвигаются хотя и по воде — по поверхности ее, — но при помощи ветра. Кожица их плода состоит из сухой губчатой ткани и служит для покоящегося внутри семени и лодкой и парусом одновременно. Похожим образом передвигаются по поверхности воды и расселяются плоды рогоза и некоторых кувшинок.

Говоря о роли воды в расселении растений, не следует подразумевать лишь водоемы и течение в них. Немалое значение имеет и дождевая вода, и даже просто влажность воздуха, о которой нам уже пришлось говорить, рассказывая о ползающих плодах.

В средние века крестоносцы и паломники, посещавшие малую Азию, вывезли оттуда любопытное растение, названное ими иерихонской розой. В пору, когда созревают семена, ветви этого растения дугообразно загибаются внутрь, и многочисленные его плоды оказываются защищенными крепкой решеткой от возможных врагов. В таком положении иерихонская роза остается все время, пока сухо. Но стоит лишь слегка обрызгать ее водой, она буквально на глазах начинает распускаться, ветви ее распрямляются и расходятся в стороны, а плодики раскрываются.

В диком виде иерихонская роза растет в сухих степях Аравийского полуострова и в АРЕ. Созревание семян ее приходится на начало долгого засушливого периода. Если бы семена растения были рассеяны тотчас, как только они созрели, это привело бы лишь к их гибели: часть их была бы съедена животными, часть развеяна ветром и занесена песками. Потому-то растение и хранит их до прихода зимнего дождя, капли которого отрывают плодики от широко распластанных стеблей, вымывают из них семена и способствуют их углублению в почву.

Многие приспособления семян к распространению ветром широко известны. Нет, пожалуй, человека, который ни разу в жизни не забавлялся, раздувая пушистый шарик соплодия одуванчика с легкими его плодиками, снабженными маленькими парашютиками. Таких растений, семена которых оснащены летучими пушинками, множество. Небезынтересно отметить, что хлопчатобумажные ткани смогли возникнуть и существуют именно благодаря приспособлению семян хлопчатника к такому полету. Ну, конечно же, здесь пришлось приложить руку и человеку, чтобы путем отбора распространить те растения хлопчатника, которые давали наибольшее количество пуха и не делали слишком неугомонных попыток пустить его на ветер.

Пушинка может поднять в воздух лишь очень легкое и маленькое семя или плодик. Более крупные бывают снабжены крыловидными отростками, которые можно видеть у плодов клена или березы. У некоторых видов клевера роль крыльев выполняют высохшие лепестки цветка или чашелистики.

Многие плоды растений сухих степей не летят по ветру, а, подгоняемые им, скользят по поверхности почвы или песков. Устройство их вполне соответствует этой цели. В частности, плоды некоторых степных зонтичных достаточно крупны — имеют размер лесного ореха. Но масса их при этом паразительно мала — всего около 0,08 г. Даже несколько таких плодов, положенные на ладонь, почти неощутимы. И даже легкое дыхание сметает их.

Есть совсем мелкие семена, сравнимые, пожалуй, с цветочной пыльцой, которые, даже не имея специальных приспособлений для полета, легко подхватываются ветром. Это, например, семена подъельника, каждое из которых имеет массу 0,000 003 г. Впрочем, форма семени облегчает им полет: они уплощены, а оболочки их шероховаты.

Наконец, всем хорошо известны перекати-поле. Не один вид степных растений использует перекатывание куста ветром для расселения семян. При таком способе семена осыпаются не все вдруг, а постепенно, и растение имеет возможность "выбирать" наиболее подходящие места обитания.

В сладкой упаковке

Не раз в этой книге приходилось говорить о целесообразности тех или иных приспособлений и механизмов живой природы. Не следует, однако, думать, что природа имеет в виду ту или иную осмысленную цель, создавая эти механизмы. Нецелесообразное оказалось просто нежизнеспособным или менее жизнеспособным и вынуждено было уступить более приспособленным для жизни в данных условиях организмам.

И поэтому, как ни парадоксально, пушинка одуванчика, цепкий крючок на плодике чертополоха и сладкая, душистая мякоть, окружающая семена малины или лесной земляники, — суть однозначные с точки зрения эволюции приспособления, преследующие одну и ту же цель — расселение семян.

Каждый, конечно, обращал внимание на красочные грозди плодов рябины в безлистом осеннем саду. Всем известно и то, что эти плоды охотно поедают в бескормные зимние месяцы зимующие певчие птицы.

Семена, заключенные в плодах рябины, имеют очень прочную оболочку. Пройдя через пищевой тракт птицы, они сохраняют способность к прорастанию, после того как вместе с экскрементами будут выброшены из ее кишечника вдали от материнского растения.

Конечно, так распространяются не только семена рябины, но и семена всех растений, имеющих сочные и яркие плоды. Эти плоды привлекают не только птиц. Всем известно, что лесной малиной, например, не прочь полакомиться медведь, тоже таким образом участвующий в расселении ее семян.

При желании любой читатель назовет еще десятки примеров расселения семян подобным образом. Поэтому стоит упомянуть здесь лишь об одном растении — паразитной омеле, расселение которой без посредничества птиц было бы просто-напросто невозможно.

Дело в том, что смела паразитирует на ветвях диких и садовых деревьев. И иначе, как только на дереве, приклеившись к ветви его, семя этого растения прорасти не сможет. Собственно, семени, как такового, в сочных беловатых плодах омелы, которые охотно склевывают птицы, нет. В центре плода расположен зародыш, окруженный эндоспермом и желатинообразной, очень липкой оболочкой (из нее, кстати, приготавливают отличный клей). Если зародыш, пройдя через желудочно-кишечный тракт птицы, будет выброшен вместе с пометом просто на землю, он погибнет. Только попав на ветку дерева, зародыш прочно приклеится к ее коре и следующей весной пустит агрессивный росток, который внедрится в живые ткани дерева и, питаясь его соками, разовьется в новое растение омелы.

Семена — "Наездники"

Наверное, каждому не раз приходилось счищать с одежды цепкие колючки разных растений. Когтевидные или крючковатые зацепки встречаются у плодов многих представителей разных семейств: у некоторых клеверов, сложноцветных, мареновых, зонтичных, злаков и других. Животные, конечно, совсем непреднамеренно соприкасаются с такими растениями и не по доброй воле таскают на себе непрошенных "наездников". Напротив, колючки часто раздражают их, и при первой возможности животные стараются освободиться от них. Но семенам это и нужно. К тому моменту, когда животному удается избавиться от прицепившихся к шерсти колючек, они, как правило, находятся уже на значительном расстоянии от материнского растения.

Цепкие плоды растений, обитающих в наших широтах, конечно, доставляют зверям, а подчас и нам, людям, мелкие неприятности. Но они ни в какое сравнение не идут с теми просто-напросто бедствиями, которые причиняют домашним и диким жвачным цепкие плоды одного из африканских растений. Крупные, достигающие величины вороньей лапы, они, если животное нечаянно наступит на такой плод, обхватывают копыто, например, козы и впиваются в ногу острыми "когтями". Дикая боль заставляет животное бежать, куда глаза глядят. Иногда проходит несколько дней до той поры, пока коробочка плода треснет и своеобразный капкан упадет с ноги.

Иногда плоды не прицепляются, а приклеиваются к телу животного при помощи липких веществ, выделяемых специальными железками. Так происходит, например, с плодами некоторых шалфеев. А у тропической раффлезии — той самой, цветок которой не имеет себе равных по величине, — или у нашего дальневосточного пучкоцвета содержимое плода к моменту созревания превращается в липкую массу, в которой плавают многочисленные мелкие семена. Проходящие мимо животные часто наступают на такие плоды, и липкое содержимое их вместе с семенами приклеивается к лапам и копытам. Кстати говоря, такие растения, как правило, растут вдоль звериных троп. Семена пучкоцвета распространяют чаще всего дикие кабаны и олени. А семена раффлезии — недаром же это самый крупный в мире цветок! — часто совершают путешествия на ногах слонов.

Впрочем, подчас для того, чтобы совершить путешествие на чужих ногах, семенам даже не надо быть ни цепкими, ни клейкими.

Чарлз Дарвин однажды насчитал в комочке земли, снятом с лапы рябчика, несколько десятков семян самых разных растений. Из них 82 семени, посаженные исследователем в почву, дали проростки. По-видимому, именно так, с прилипшими к ногам прохожих комочками грязи, распространяются вдоль дорог семена сорных и иных специфически придорожных трав.

Заметное участие в распространении семян принимают и насекомые, главным образом муравьи. В частности, одному из авторов этой книги неоднократно приходилось наблюдать, как муравьи растаскивали упавшие на землю семена марьянника. Интересно, что приманкой для насекомых служит своеобразный мясистый придаток, развивающийся на семени этого растения. (Вот и еще один вариант приспособления, с помощью которого обеспечивается расселение семян! Правда, вариант подражательный — в этом придатке можно усмотреть сходство с мякотью сочных плодов). Муравьи уносят семена в свои подземные ходы. Это и нужно растению. Там, по; землей, семена окажутся в тесной близости к корням других растений и смогут присосаться к ним, ведь марьянник — растение паразитное.

Заканчивая рассказ о семенах-путешественниках, следует упомянуть, что изучение того, как расселяются растения, важно не только для общего знакомства с законами растительного царства, но и для практики. Например, для успешной борьбы с сорняками, осаждающими культурные поля. Чтобы предупредить их нашествие, надо знать и особенности их созревания и прорастания, и пути их к полям.