Изучение способов распространения растениями плодов и семян. Распространение плодов и семян

Для растений важно распространение их семян. Чем дальше от материнского растения вырастет дочернее растение, тем меньше они между собой будут конкурировать за ресурсы. Например, если молодая поросль деревьев появляется под материнским деревом, то она скорее всего погибнет из-за недостатка солнечного света. Поэтому растениям было важно выработать приспособление для эффективного распространения семян. И этим приспособлением у покрытосеменных оказался плод. Таким образом, говоря о распространении семян покрытосеменных, можно иметь в виду распространение их плодов.

Поскольку плоды распространяются разными способами, то и выглядят они по разному. У каждого вида цветкового растения плод отличается своими особенностями. При всем этом существуют четыре основных способа распространения плодов. Это распространение с помощью 1) животных (в том числе птиц и человека), 2) ветра, 3) воды, 4) саморазбрасывания. Бывает, что в природе плоды одного и того же растения распространяются несколькими способами, однако приспособлены они в основном все-таки к одному.

Распространение плодов животными

Существуют два основных варианта, как животное может распространить семена. Если плоды сухие и имеют различные мелкие крючки, зацепки, колючки, то они могут прикрепляться к шерсти или коже животных. Позже животное их сбрасывает в другом месте. Если плоды сочные, то животные поедают их. Однако в их пищеварительных трактах семена плодов не перевариваются и выходят наружу, причем окруженные удобрением.

Примерами растений, которые распространяются с помощью зацепок, являются череда, лопух, подмаренник. Примерами растений, которые распространяются за счет поедания их животными, являются все, которые образуют сочные плоды (ягоды, яблоки, вишни и др). Особенно много растений распространяют птицы (рябина, бузина и др.)

Однако существует еще третий вариант распространения. Орехи едят многие грызуны (например, белки, мыши). При этом они съедают и, конечно, переваривают семя. От него ничего не остается. Но грызуны часто прячут запасы орехов и желудей, а потом их не находят. Таким образом, благодаря их забывчивости, плоды растений и распространяются.

Следует отметить роль человека в распространении плодов и семян. Человек переезжает на большие расстояния, перевозит многочисленные грузы. Часто вместе с ними случайно перевозятся семена и мелкие плоды растений. В результате на одном континенте могут появляться растения, родиной которых является совсем другой континент.

Распространение плодов ветром

Для распространения ветром плоды должны быть легкими, чтобы как можно дольше лететь на ветру. Это достигается не только за счет уменьшения массы семени и плода, но и за счет различных образований, которые увеличивают площадь плода. Ведь чем больше поверхность и меньше вес, тем легче лететь.

Можно выделить два основных типа приспособлений для распространения ветром. Это летучки и крылатки . К летучкам относятся плоды с различными пушистыми образованиями (тополь, ива, кипрей, хлопчатник) или парашютиками (одуванчик). Крылатки имеют достаточно большие пленчатые выросты (клен, ясень, береза). Обычно такой плод бывает у деревьев. Крылатки отрываются от веток уже после опадения листвы, чтобы она им не мешала лететь.

Распространение плодов водой

Водой распространяются плоды водных покрытосеменных, а также многих тех, которые растут вдоль берегов.

Приспособлением плода к распространению водой является увеличение его плавучести. Это достигается за счет образования воздушных полостей внутри плода. Так, например, у плода кокоса волокнистая мякоть, в ней много воздуха. Поэтому кокосы не тонут и отплывают далеко, достигая соседних островов. У кувшинок семена окружены губчатым плодом, который также не дает им возможности утонуть.

С помощью воды распространяются плоды ольхи, осоки.

Саморазбрасывание семян плодами

При этом способе распространения плод устроен так, что вскрываясь при созревании, он сам обеспечивает разброс семян. В одних случаях для этого используется ветер, и тогда семена мелкие. В других - семена из плода выталкиваются с силой.

С помощью ветра разбрасываются семена, заключенные в плод коробочку. Созрев, коробочка вскрывается и на ветру колышется, из нее в разные стороны высыпаются семена (мак). Можно сказать, что это распространение с помощью ветра, а не саморазбрасывание. Однако ветер лишь перемещает семена, а не плод. Сам плод - коробочка - остается на растении, и именно он приспособлен для саморазбрасывания.

Другим примером саморазбрасывания является плод боб. При созревании створки боба высыхают, скручиваются в разные стороны, плод растрескивается по шву, и семена разбрасываются, иногда с силой (фасоль, горох).

Семена, которые распространяются с помощью ветра, можно узнать сразу. Они или очень мелкие, или имеют особые придатки, помогающие им парить в воздухе. Придатки в виде хохолков из пушистых волосков имеют плоды одуванчика, осота, скерды. У березы и ольхи плоды плоские и легкие, поэтому при порывах ветра они легко планируют. Плоды же клёна имеют два крылатых выроста, которые, падая с ветвей, вращаются, словно лопасть вертолета. Из-за этого падение замедляется, и ветер уносит его далеко от родительского растения.

Интересное приспособление для распространения ветром имеется у некоторых степных и пустынных растений. Они очень сильно ветвятся у самой земли, образуя густую, шарообразную крону. Когда семена созревают, их стебель подсыхает и легко обламывается. Ветер подхватывает эти шары и гонит их по степи с места на место, в это время семена и рассеиваются по земле. Такие растения называются перекати-поле.

Семена и плоды, распространяющиеся водой либо очень легкие и невесомые, и потому хорошо держатся на воде, либо имеют специальные плавательные приспособления.

Семена многих растений иногда невольно разносят животные и люди. Сухие плоды некоторых из них снабжены различными прицепками. Стоит осенью пройти по пустырю или берегу речушки, заросшему бурьяном, как обязательно вынесешь на одежде целую коллекцию цепких плодов лопуха, гравилата, череды. Также плоды этих растений прицепляются к шерсти животных, перьям птиц, приобретая способность переноситься на новые места.

Животные

Семена, заключённые в сочных плодах, распространяются животными, питающимися ими. Яркие, вкусные плоды черемухи, малины, калины привлекают многих птиц. Поедая плод вместе с мякотью, они проглатывают и семена. Мякоть в желудке и кишечнике переваривается, а защищённые плотной кожурой семена проходят непереваренными и выбрасываются где-нибудь вместе с пометом. Так семена оказываются высеянными и притом вместе с удобрениями.

Помимо этого семена многих растений разносятся насекомыми. Например, муравьёв привлекает семена с сочными придатками, как у чистотела, фиалки. Распространению плодов и семян способствуют животные (белки, бурундуки), заготавливающие их про запас. Несъеденные или потерянные семена при благоприятных условиях нередко прорастают.

Сеем, сеем,

В природе встречается немало растений, которые могут сами рассеивать свои семена. При созревании их плоды раскрываются, и семена разлетаются в разные стороны.

С помощью животных, по ветру или воде семена и плоды растений способны преодолевать огромные расстояния. Они пересекают полноводные реки, горные хребты, пустыни и океаны. Но самые дальние путешествия растений связаны с человеком.

Во время переселений, войн или торговых экспедиций человек непременно вез с собой семена культурных растений. Из заморских стран вместе с золотом и драгоценностями купцы и завоеватели всегда привозили семена новых культур. Так в Европу попали картофель, кукуруза и подсолнечник из Америки, апельсины из Азии, кофе из Африки. Вместе с культурными растениями вслед за человеком осваивали новые земли и сорняки. Прикрепляясь к одежде или к шерсти домашних животных, прилипнув вместе с грязью к обуви, семена и плоды сорняков следовали по пятам. Вслед за белыми переселенцами огромные пространства Америки освоил подорожник. Индейцы назвали это растение "след белого человека".

Многие растения распространились во время войн. Ведь вслед за армиями всегда тянулись обозы с провиантом и сеном для лошадей. Вместе с сеном путешествовали и семена полевых растений. Большое количество чужеземных сорняков попадало на новое место морским путем, вместе с привозным зерном. Перед тем, как молотить, его очищали от примесей, в которых было много разных семян. В результате вокруг мельниц появлялись новые сорные растения.

Много семян привозилось и с необработанной шерстью. Таким образом на юге Франции обосновалось около 500 видов растений-пришельцев из Алжира, Южной Америки, Австралии.

В сегодняшнее время растения преодолевают огромные расстояния благодаря человеку: многие экзотические цветы растут у нас дома, в офисах или на газонах.

2. Исследование флоры поселка Снежногорск

Поселок Снежногорск входит в состав Норильского промышленного района и расположен на западном склоне гор Путорана, на берегу Хантайского водохранилища. Растительность типична для полуострова Таймыр.

Для изучения флоры п. Снежногорск, мною был собран гербарий, насчитывающий 77 растений из цветущих в июле и августе. Чтобы было легче определить их вид, одновременно со сбором проводил съемку фотоаппаратом.

Но предстояла сложная работа по определения названий собранных цветов. Для этого обратился к научной литературе, которой оказалось крайне мало. В книге «Природа Хантайской гидросистемы» указан список растений, произрастающих на данной территории. С помощью справочников растений и информационно-справочных систем Интернета стал определять названия найденных.

Основываясь на данных сайта Государственного Природного Биосферного заповедника «Таймырский», я узнал, что растения на территории поселка изучены слабо, в то время как в окрестности озера Хантайского хорошо. Данные этих исследований помогли мне определить виды растений.

Одновременно с поисками названий растений проводил опрос. В результате выяснил, какие растения для жителей Снежногорска были привычны, а какие появились относительно недавно.

Из собранных цветов я отобрал для более детального исследования следующие растения: ковыль, горечавочник бородатый, ромашку садовую.

Так, выяснил, что ковыль не произрастает в нашем регионе. Удивительно: как и когда он попало в Снежногорск?

Проведя опрос жителей поселка, я узнал, что появился ковыль всего лишь около 20 лет назад. Рос он только в одном месте (улица Хантайская – Набережная д. 2, угол дома) и насчитывал около 10-15 растений.

На сегодняшний день площадь его распространения увеличилась во много раз. Я представил ее на схеме.

Предполагаю, что растение было завезено с материка в виде букета. И за ненадобностью выкинуто.

Однако оно не только не погибло в наших суровых условиях, но и великолепно размножается, распространяясь на обширные территории.

Следующее растение, выбранное мной, – Горечавочник бородатый. Так в книге Б. Г. Иоганзена «Природа Хантайской гидросистемы» есть упоминание и распространении данного растения вдоль побережья реки Енисей, что в 60 километрах от Снежногорска. Как же оно оказалось на территории поселка?

От дедушки, страстного любителя рыбалки, часто бывающего на Енисее, узнал, что горечавочник бородатый постепенно распространялся по берегам реки Хантайки. И таким образом это растение постепенно расширило свою территорию произрастания. Можно предположить, что произошло это в связи со строительством Усть-Хантайской ГЭС, когда была затоплена большая территория земли. Появление такой гидросистемы не могло не сказаться на климате вокруг водохранилища, а значит, и на растениях, и на территории их произрастания.

Ромашка садовая – это следующее, рассмотренное мной растение. (Семейство:Астровые. Ареал: широко распространена в Евразии, Америке и Южной Африке, Австралия)

Летом 2006 года в Снежногорске для озеленения территории привезли с материка ромашки, которые высадили по всему поселку, украсив клумбы. Все лето цветы радовали жителей своей красотой. Однако на следующий год я увидел, что перезимовало очень мало растений.

А эти летом не смог найти ни одного цветка ромашки садовой. Как такое могло случиться? Вероятно, растение, привезенное человеком из более теплого климата, не смогло приспособиться и выжить в наших северных условиях. Хотя ее родственница – ромашка аптечная на территории поселка благополучно росла и растет до сих пор.

Заключение

Маленькие путешественники Кто они?

В ходе исследования это оказались растения, попавшие на территорию поселка Снежногорск. Путь их был нелегкий: одни (такие как ромашка садовая) были искусственно завезены людьми и не смогли приспособиться к суровым климатическим условиям. Другие (как ковыль) благополучно акклиматизировались в наших северных широтах. Третьи же, благодаря хозяйственной деятельности человека, расширяют территорию своего обитания. Кто знает, сколько ещё новых растений со временем будет занесено или завезено в наши края?! Это неизвестно никому, но ясно одно: новым путешественникам будут рады, потому что они делают нашу жизнь краше и ярче.

После образования семян либо весь плод, либо содержащиеся в нем семена (или семя), отделяются от родительского растения. Способы расселения семян и плодов у цветковых растений очень разнообразны. Конечно, ветер и вода здесь широко используются как посредники в расселении, но к ним еще добавляется посредничество животных, а также использование механических сил, возникающих в самом растении, и, кроме того, многочисленные приспособления плода, позволяющие наиболее эффективным образом использовать перечисленных посредников.

Существуют три главных внешних фактора, распространяющие семена,

1) распространение ветром (анемохория);

2) распространение животными (зоохория);

3) распространение водой (гидрохория).

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 будут содраны или отпадут. Прицепки развиваются из разных частей плода или окружающих структур .

Рис. 1. Плоды, распространяемые животными

Примерами служат плоды подмаренника цепкого, гравилата, лопуха, моркови, лютика, череды, репешка.

Примерами сочных плодов служат плоды сливы, ежевики, земляники, томата, яблони. Мясистые части этих плодов служат пищей животным и птицам. При созревании они обычно приобретают яркую окраску и аромат, привлекающие животных. Животное съедает, и семена проходят через кишечник и выходят с испражнениями, часто попадая на плодородную почву. Содержащиеся в экскрементах питательные вещества могут повышать плодородие почвы вокруг семени.

Распространение ветром

Многие растения, распространяемые ветром, имеют специальные приспособления. К их числу относятся летучки, которыми снабжены, например, семена ивы, кипрея, хлопчатника, плоды одуванчика, и крылатки, как, например, у сосны (голосемянные), яза, ясеня, клѐна, граба.

Рис. 2. Плоды и семена, распространяемые ветром

У ряда растений, например у мака, чернушки, наперстянки, лихниса, плод – коробочка, сидящая на ножке, которую колышет ветер, так что многочисленные мелкие семена высыпаются через поры в верхней части плода.

Семена некоторых растений, например, орхидей, настолько мелкие и лѐгкие, что разносятся ветром, не имея никаких специальных придатков, вскрывающихся плодов. Вскрытие у них происходит путѐм 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), причѐм у некоторых растений семена выбрасываются из них с силой (например, у фиалки).

Распространение водой

В клетках стенки завязи накапливаются такие вещества как белки, крахмал, сахара, жирные масла, некоторые витамины и др. Лишь немногие

плоды и семена специально приспособлены для распространения с помощью воды. Они содержат воздушные полости, удерживающие их на поверхности воды.

Рис. 3. Плоды, распространяемые водой

Кокосовый орех - костянка с волокнистым мезокарпием и многочисленными воздухоносными полостями. У кувшинки семя снабжено губчатой оболочкой, происходящей из ножки семязачатка.

Случайное распространение

Разделение семян и плодов на категории в зависимости от способа их распространения не является строгим. Во многих случаях большую роль играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя из названных трѐх способов или даже всеми тремя. Один из главных факторов случайного распространения является человек; семена могут прицепляться или прилипать к его одежде и т. д. или перевозиться 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. д. могут занести семена дальше, чем обычно.

Семена довольно редко, но прорастают непосредственно в растении. К примеру, разрезав спелую тыкву, мы можем наблюдать в ней уже проросшие семена. Однако в основном они прорастают не там, где созревают, а в совершенно другом месте. Каковы они - способы распространения плодов и семян растений? Как это происходит и почему? Давайте узнаем!

Что такое плод

Перед тем как мы подробно рассмотрим способы распространения плодов и семян, следует изучить эти самые понятия. Ведь без элементарных знаний нам будет трудно понять весь процесс и механизм «путешествия» семян и плодов по всему миру. Итак, начнем. Не секрет, что груша, слива, яблоко, земляника, вишня - это плоды фруктовых растений и деревьев, содержащие в себе семена. Считается, что они развиваются из завязей и прочих частей растений, однако не все ботаники согласны с этим.

Некоторые из них уверены, что настоящими плодами можно назвать только те, которые образовываются исключительно на завязях, например, у вишни, сливы, томатов, мака и т.д. Плоды, которые развиваются из других частей цветков и растений, принято называть ложными. К примеру, земляника вообще образована разросшимся цветоложем. О какой завязи здесь вообще можно говорить! В итоге ученые решили рассматривать плоды как результат видоизменения всего цветка. При этом если в начале своего «жизненного пути» они еще как-то могут сохранить некоторые признаки цветка, то уже после созревания совсем теряют или сильно видоизменяют их.

Как устроены плоды растений

Снаружи каждый плод окружен так называемым околоплодником, защищающим от повреждений и высыханий зреющие внутри семена. В свою очередь, околоплодники делятся на сочные и сухие. Например, сочным околоплодником можно назвать мякоть спелого арбуза, дыни или персика. Незрелый же околоплодник - вяжущий, горький, кислый, невкусный. В этот период он предохраняет сам плод от несвоевременного поедания, а его еще незрелые семена - от скорой порчи.

Виды плодов

Чтобы понять, как распространяются семена и плоды тех или иных растений и деревьев, необходимо знать, что к сочным плодам ботаники относят:

многосеменные (тыква, ягода, яблоко, гранат);
односеменные (персик, абрикос, манго, вишня, черемуха, чернослив).

Как следует из названия плода, в односеменных имеется одна косточка. Еще их называют костянками. Однако и здесь есть свое исключение: например, ягода ежевики - это многокостянка, но является односеменным плодом.

Способы распространения плодов и семян напрямую зависят от их размеров, веса и формы. Как уже было сказано выше, плоды бывают сочными и сухими. Сухие, в свою очередь, делятся на вскрывающиеся и невскрывающиеся. Например, вскрываются (лопаются) после своего созревания околоплодники спелых бобов, стручков, а также коробочки мака. Но вот, к примеру, околоплодник лещины очень твердый и одеревенелый. Сам он ни за что на свете не вскроется. Он имеет одно единственное семя, которое мы прекрасно знаем: орешек.

Еще одним видом плода является коробочка. Обычно она имеет от 3 до 5 гнезд с семенами. Когда эти семена созревают, то их «домик» начинает лопаться. Например, коробочки зверобоя или табака дают трещины вдоль своих перегородок, после чего распадаются на отдельные части. В то же время у «домиков» лилий, гиацинтов, тюльпанов и хлопчатников растрескиваются лишь стенки, а у тополя и ивы коробочки вообще трещат по швам. Самой известной коробочкой является стручок, который во время созревания с треском распадается на две створки.

Считается ли плодом ягода

Да. Это своеобразный плод, имеющий в своем составе множество семян, но не имеющий косточек. Если ягода спелая, то у нее появляется сочный и мясистый околоплодник (виноград, клубника, брусника, клюква, черника). Именно поэтому, с точки зрения ученых-ботаников, вишня не является ягодой, а помидоры являются! Сюда же можно отнести и цитрусовые плоды, которые тоже являются ягодами:

мандарины;
апельсины;
лимоны;
померанцы;
грейпфруты.

Дело в том, что гнезда с семенами, расположенными внутри вышеупомянутых плодов, заполнены ароматным экзотическим соком. Ягодами можно назвать и плоды :

дыни;
арбузы;
огурцы.

Простому обывателю это, конечно же, режет слух, а вот профессиональные ботаники уже давно свыклись с той мыслью, что формально арбуз и огурец не только ягоды, но и родственники.

Как выглядит семя изнутри

Распространение плодов и семян (2 класс, ознакомление на уроках биологии учащихся с теми или иными способами «путешествия» семян и плодов различных растений) немыслимо без участия в этом человека, животных и, конечно же, воды и ветра. Но чтобы понять, как такое маленькое семя может «путешествовать» по свету, необходимо кратко ознакомиться с его строением. Так, любое семя покрыто кожурой. На гладких семенах виден рубчик, образующийся на тех местах, где он отделяется от семяножки.

Если хорошо присмотреться, то рядом с таким рубчиком можно увидеть микрополярное отверстие, именуемое в научной среде микропиле. Где-то поблизости имеется и кончик корня. Именно он при прорастании семени самым первым появляется наружу. Плотная кожура защищает семя от различных повреждений и в то же время пропускает влагу, не мешая прорастанию зародыша - главной части всех семян. Он образуется лишь после оплодотворения яйцеклетки и состоит обычно из стебелька, корешка и почечки.

Как распространяются семена растений в природе

Ну вот мы и подошли к главному. Как уже было сказано выше, редко проросшие семена дают жизнь новым растениям, поскольку в подавляющем большинстве случаев произрастают не там, где они созревали. Почему это происходит? Все просто: на новые места они «путешествуют» посредством людей, животных и самой матушки-природы! Если условия для новой жизни окажутся вполне подходящими, эти семена начнут прорастать, а если нет - погибнут.

Прекрасным способом их распространения является перекрестное благодаря которому могут образовываться новые виды представителей флоры. Это тот минимум, который дает жизнь новым растениям. Конечно же, способы распространения плодов и семян растений не ограничиваются лишь опылением.
Неприятные человеку на вкус или вовсе ядовитые плоды и семена являются весьма привлекательной пищей для птиц. При этом семена, имеющие твердую оболочку, просто не способны перевариться в их желудках. В итоге они вместе с птичьим пометом (гуано) переносятся на дальние расстояния от места своего первоначального «рождения». Но этим роль птиц в распространении новой жизни растений не ограничивается!
Многие птицы, устраивая себе запасы на зиму, тащат семена и плоды различных растений в гнезда. Часть их просто теряется во время перелетов пернатых, падая на новые места. Например, постоянно запасаются желудями, часть из которых теряется и прорастает со временем.
Еще одни помощники в прорастании семян и плодов - это муравьи. Эти маленькие, но полезные в природе существа уносят к себе в гнезда семена самых разных растений, в особенности богатых эфирными маслами (василек, чистотел, медуница, кислица, фиалка). Как и птицы, муравьи львиную долю собранных семян теряют в пути. Кстати говоря, этим маленьким пронырам в основном доступны именно семена трав.

Как еще «путешествуют» плоды и семена растений

В основном они распространяются с помощью ветра. Семена при этом разлетаются гораздо лучше, чем уже сформировавшиеся плоды. Но об этом позже. Как известно, в природе есть и так называемые «живые» плоды, которые самостоятельно цепляются за шерсть животных, случайно пробегавших мимо, а также прилипают к одежде человека. К примеру, таковыми являются плоды репейника, череды, дурнишника и лопуха.

Здесь ученые-ботаники особенно отмечают пизонию - кустарник или дерево, произрастающее на островах Тихого океана. Плод этого заключен в специальную чашечку, усаженную рядами различных липких волосков. Именно они позволяют плодам пизонии легко приклеиваться к любому животному или предмету. Нередко в природе можно заметить рептилий и мелких птиц, полностью облепленных такими плодами. К сожалению, в этом случае животные не могут полноценно двигаться и погибают.

«Путешествие» по воздуху

Вы знаете, что плоды и семена могут распространяться с помощью ветра, т.е. по воздуху? Например, это происходит в высокогорных степях, в саваннах и пустынях, где постоянно гуляют сильные ветра. В этом случае семена просто разлетаются в разные стороны и на огромные расстояния. Особенно хорошо приходится семенам, имеющим плоскую форму и малые размеры (колокольчик, хмель, вереск, заразиха, эвкалипт).

Крылатые семена и плоды

Интересным будет узнать, как распространяются с помощью ветра семена, имеющие так называемые крылья. Они появились у тех растений, которые произрастают исключительно на открытых местностях. Этими «крыльями» являются специфические волоски, которыми сплошь покрыты семена (например, у ветреницы). У тополей и ив семена вообще снабжены хохолками, состоящими из тончайших волосков.

У лещины, граба, ольхи и березы плоды - это маленькие орешки, снабженные крыльями. По одному крылу имеют плоды ясеней и кленов. Кстати говоря, именно поэтому они кружатся при падении. Распространяются с помощью ветра семена и плоды осоки вздутой, пузырника, астрагалов. Любопытно, что у этих растений они путешествуют в воздушных шарах, которые образуются при помощи воздушных мешочков, покрывающих их.

Перекати-поле

Наверное, каждый хотя бы раз слышал о таком причудливом растении. Научное название ему - качим метельчатый. В осеннее время оно имеет свойство полностью отрываться от своего корня. Рыхлые и шаровидные кусты этого растения с созревшими плодами распространяются с помощью ветра. Семена у качима метельчатого спрятаны в коробочках, зубцы которых имеют загнутую внутрь форму. Это позволяет семенам высыпаться наружу лишь во время довольно сильных порывов ветра, уносящего их на большие расстояния.

«Путешествие» по воде

Не всегда плоды и семена растений распространяются с помощью ветра. Семена нередко «путешествуют» по ручьям и рекам, переносятся морскими течениями и потоками дождя. Например, кокосовый орех может оставаться на плаву в открытом море годами, не теряя при этом своей всхожести. Нередко от берега может отламываться целый участок суши с произрастающими на нем пальмами и кустарниками, а также с обитающими там животными. Такие островки начинают плыть по течению, распространяя семена своих деревьев на тысячи километров.

Одно из важных свойств плодов и семян - расселение растений на новые территории. Плоды и семена распространяются по воздуху и воде, а также с помощью животных и человека. У некоторых растений выработались специальные приспособления к саморазбрасыванию семян. Растения недотрога, карагана («желтая акация»), «бешеный огурец» (рис. 165) как бы стреляют своими семенами. Такие растения называют баллистами (от лат. «баллиста» - машина для метания). У недотроги (рис. 166) и караганы семена разлетаются при растрескивании и скручивании створок плодов. У «бешеного огурца» в созревающих плодах накапливается слизь. Стоит животному или человеку дотронуться до плода, как в него под большим давлением выбрасывается липкая слизь вместе с семенами.

Рис. 165. «Бешеный огурец»Рис. 166. Плоды недотроги

Распространение плодов и семян с помощью воздуха. На односеменных плодах многих деревьев (береза, клен, ясень) образуются крылышки, а на односеменных плодах одуванчика (рис. 167), мать и мачехи, бодяка - пушистые парашютики. С их помощью семянки могут пролетать по ветру десятки и даже сотни метров. Таким же способом распространяются мелкие семена с пушистыми хохолками у тополя, ивы, иван чая. Рис. 167. Семена и плоды, распространяемые ветром.

Мак, белена и некоторые другие растения во время порыва ветра пригибаются к земле, а затем с силой выпрямляются и рассеивают семена через отверстия коробочек (рис. 167).

Распространение плодов и семян с помощью воды. У растений, растущих в водоемах или по их берегам (кувшинки, стрелолисты, частухи, рдесты), плоды и семена обычно распространяются по воде. Они не смачиваются водой и не тонут, благодаря имеющимся выростам или воздушным полостям. У некоторых растений плоды могут плавать несколько недель или даже месяцев (стрелолист, ольха, осока, вех) (рис. 168). Орехи кокосовой пальмы путешествуют на огромные расстояния по соленой морской воде.

Рис. 168. Семена и плоды, распространяемые водой Плоды некоторых растений, не имеющие приспособлений к удержанию на воде, могут распространяться дождевыми потоками.

Распространение плодов и семян животными. Сочными плодами рябины, калины, вишни, малины питаются многие птицы и звери (рис. 169). В их пищеварительных органах мякоть плодов переваривается, а семена, защищенные плотной кожурой, вместе с пометом удаляются наружу и рассеиваются в окружающем пространстве.

Рис. 169. Плоды, распространяемые животными Некоторые птицы (сойка) и звери (белки, мыши, бурундуки) питаются крупными сухими плодами (орехами и желудями) и запасают их на зиму. Перетаскивая сухие плоды в кладовые, животные часто теряют их по дороге и нередко потом не находят свои запасы.

Немалая роль в распространении семян принадлежит муравьям. У копытня, фиалок, чистотела семена имеют сочные выросты придатки (рис. 170). Такие семена муравьи сборщики тащат в муравейник, но часто теряют по дороге.

Рис. 170. Семена, распространяемые муравьями У некоторых растений плоды и семена имеют разнообразные прицепки. Они цепляются к шерсти животных и те поневоле переносят их на различные расстояния. Таким способом распространяются плоды череды, гравилата и колючие соплодия лопуха (рис. 169).

Мелкие семена подорожника способны ослизняться и прилипать к подошвам ног животных и человека. Семена некоторых растений распространяются вместе с илом, частицами сырой почвы, прилипающими к телу животных.

Часто невольным переносчиком плодов и семян становится человек.

Человек в результате хозяйственной деятельности вместе с культурными растениями нередко высеивает и сорные. Кроме того, некоторые плоды и семена могут путешествовать на транспорте.

Биологическая роль распространения плодов и семян.

Обращали ли вы внимание на то, как растут растения вокруг вас и почему не существует какой-то зональности и исчерченности в их расположении (например, в одном месте полоса тополей, чуть дальше полоса одуванчиков, за ними – шиповника или сирени). Мы видим, что вся растительность вокруг нас «перемешана», своего рода некий винегрет. А что же способствует этому? Каким образом семена растений могут перемещаться? Теоретическая база Жизнеспособность и разнообразие растительного мира зависят от способности видов к расселению. Родительское растение всю жизнь прикреплено корнями к одному месту, следовательно, его потомству надо найти другое. Эта задача по освоению нового пространства была возложена на семена и плоды. Во-первых, пыльца должна попасть на пестик цветка того же вида, т.е. должно произойти опыление. Во-вторых, пыльцевая трубка должна достигнуть семяпочки, где сольются ядра мужской и женской гамет. Наконец, зрелому семени предстоит покинуть родительское растение. Вероятность того, что семя прорастет и всход успешно приживется на новом месте, составляет ничтожную долю процента, поэтому растения вынуждены полагаться на закон больших чисел и рассеивать как можно большее количество семян. Последний параметр в общем пропорционален их шансам на выживание. Очень редко семена прорастают на самом растении, как это наблюдается у так называемых живородящих представителей мангровых лесов. Гораздо чаще семена или плоды с заключенными в них семенами полностью теряют связь с материнским: растением, и начинают самостоятельную жить где-то в другом месте. Часто семена и плоды падают недалеко от материнского растения и здесь же прорастают, давая начало новым растениям. Но чаще всего животные, ветер или вода уносят их на новые места, где они, если условия окажутся подходящими, могут прорасти. Так происходит расселение - необходимый этап в семенном размножении. Благодаря расселению происходит постепенное расширение площади, занимаемой данной популяцией или даже видом. Именно благодаря этому многие виды могли захватить те огромные площади, которые они занимают. Но этим не ограничивается значение расселения. Как писал еще Ч. Дарвин, оно облегчает перекрестное опыление. Кроме того, расселение дает возможность виду занимать разнообразные местообитания, что имеет большое значение для процесса образования новых популяций и рас. Благодаря расселению обогащается состав растительных сообществ и тем самым повышается разнообразие жизни. Наконец, благодаря расселению осваиваются новые территории, освободившиеся из-под воды, после пожара, вулканического извержения, а также вновь возникшие острова. Плоды и семена, распространяемые ветром. У некоторых растений легкие плоды или семена разносит ветер, например пылевидные семена орхидных или плоды с крыльями, которые иногда образуются за счет частей околоцветника, как у клена, например. У многих представителей сложноцветных, например, у одуванчиков, пушистых похожий на парашют пучок ворсинок способствует парению легкого плода в воздухе. У некоторых растений крыло или пучок волосков несет не плод, а само семя, у льнянки, в частности семена крылатые, а у кипрея с хохолком. У ив и тополей вся семенная кожура покрыта как бы войлоком. У видов перекати-поле все растение (или его часть) гонится по земле ветром, рассыпая при этом семена. Плоды и семена, распространяющиеся разбрасыванием. Некоторые растения «выстреливают» свои семена. Так, у недотроги их выбрасывают на некоторое расстояние внезапно разделяющиеся створки коробочек. У гаммамелиса, когда плод высыхает, эндокарпий сжимается, разбрасывая семена с такой силой, что они могут пролетать до 15 м. В противоложность этим активным способам распространения семена и плоды многих растений просто опадают на землю и затем перемещаются более или менее пассивно, в частности периодически действующими агентами, например, паводками. Плоды и семена, распространяемые водой. Плоды и семена многих видов, особенно произрастающий в водоемах или вблизи них, способны плавать. Это объясняется наличием в них либо особых воздушных камер, либо рыхлых тканей с заполненными воздухом межклетниками. Некоторые плоды специально адаптированы к распространению океаническими течениями, например у кокосовой пальмы; именно поэтому она быстро заселяет почти все относительно недавно возникшие в Тихом океане атоллы. Дождь тоже является обычным агентом распространения плодов и семя; он особенно важен для растений, растущих на склонах гор и холмов. Плоды и семена, распространяемые животными. Сладкие и часто яркоокрашенные мясистые плоды – несомненно, свидетельство коэволюции животных и растений. В большинстве случаев те из них, у которых значительная часть перикарпия мясистая (например, слива, малина, кизил, виноград), поедаются позвоночными (обычно млекопитающими или птицами), и тогда содержащиеся в них семена, проходя пищеварительный тракт или отрыгиваясь животным, оказываются на большом расстоянии от места, где они были проглочены. Иногда неполное переваривание, размягчающее семенную кожуру, способствует прорастанию семян. Созревая, мясистые плоды претерпевают ряд характерных изменений под действием гормона этилена. В них увеличивается содержание сахара, ткани размягчаются за счет разрушения пектиновых веществ, а зеленоватый, как у листьев, незаметный цвет сменяется ярко-красным, желтым, синим или черным. Семена некоторых растений, особенно в тропиках, имеют яркоокрашенные мясистые придатки. Их сочность и окраска способствуют, как и плодов, распространению семян позвоночными. Часто зеленая или маскирующая окраска незрелых плодов в определенной степени защищает их от преждевременного поедания животными. При этом они могут быть неприятными на вкус, как очень кислые незрелые вишни, что также отталкивает животных. Изменением окраски при созревании плодов растение «сигнализирует» об их съедобности, то есть о том, что семена созрели и готовы к распространению. В это время неслучайно преобладает красный цвет. Благодаря ему плоды незаметны для насекомых – по-видимому сливаются для них с зеленым фоном листьев. Эти животные слишком малы, чтобы эффективно распространять семена мясистых плодов, и привлекать их растению не выгодно. В то же красные плоды хорошо заметны для позвоночных, которые, поедая их, переносят зрелые семена на крупные расстояния. Плоды или семена многих покрытосеменных распространяются, прикрепляясь к шерсти или перьям животных, и снабжены для этого крючками, бородками, шипами, щетинками или клейкими покровами. Особенности распространения семян и плодов у некоторых растений У кокосовой пальмы самые крупные в растительном мире семена. Они способны неограниченно долго плавать по океанам, пока волны не выбросят их на мягкий береговой песок, где конкуренция всходов с другими растениями будет гораздо слабее, чем в лесной чаще. В результате шансы прижиться у каждого из них довольно высоки, и одна зрелая пальма без риска для вида приносит обычно всего несколько десятков семян в год. У орхидей, напротив, самые мелкие в мире семена; в тропических лесах они разносятся слабыми воздушными течениями среди высоких крон и прорастают во влажных трещинах коры на ветвях деревьев. Положение осложняется тем, что на этих ветвях им необходимо найти особый вид гриба, без которого прорастание невозможно: мелкие семена орхидей не содержат запасов питательных веществ и на первых стадиях развития всходов получают их от гриба. Неудивительно, что в одном плодике миниатюрной орхидеи несколько тысяч таких семян. Покрытосеменные растения не ограничиваются образованием разнообразных семян в результате оплодотворения: завязи, а иногда и другие части цветков развиваются в уникальные, содержащие семена структуры – плоды. Завязь может стать зеленым бобом, защищающим семена до их созревания, превратиться в прочный кокосовый орех, способный совершать далекие морские путешествия, в сочное яблоко, которое съест в укромном месте животное, использовав мякоть, но не семена. Ягоды и костянки – любимое лакомство птиц: семена этих плодов не перевариваются в их кишечнике и попадают в почву вместе с экскрементами иногда за многие километры от родительского растения. Плоды бывают крылатыми и пушистыми, причем форма повышающих летучесть придатков у них гораздо разнообразнее, чем у сосновых семян. Крылышко плодов ясеня напоминает весло, у ильма оно похоже на поля шляпы, у клена парные плоды – двукрылатки – напоминают парящих птиц, у айланта крылья плода скручены под углом друг к другу, образуя как бы пропеллер. Эти приспособления позволяют цветковым растениям весьма эффективно использовать для распространения семян внешние факторы. Однако некоторые виды на постороннюю помощь не рассчитывают. Так, плоды недотрог представляют собой своего рода катапульты. Аналогичным механизмом пользуются и герани. Внутри их длинного плодика проходит стержень, к которому прикреплены четыре до поры до времени прямые и соединенные вместе створки – сверху они держатся прочно, снизу слабо. При созревании нижние концы створок отрываются от основания, резко скручиваются к вершине стержня и разбрасывают семена. У хорошо известного в Америке кустарника цеанотуса завязь превращается в ягоду, по устройству близкую к бомбе с часовым механизмом. Давление сока внутри так высоко, что после созревания достаточно теплого солнечного луча, чтобы его семена живой шрапнелью разлетелись во все стороны. Коробочки обычных фиалок, подсохнув, лопаются и разбрасывают вокруг себя семена. Плоды гамамелиса действуют по принципу гаубицы: чтобы семена упали подальше, они стреляют ими под большим углом к горизонту. У горца виргинского в том месте, где семена прикреплены к растению, образуется структура типа пружинки, отбрасывающей зрелые семена. У кислицы оболочки плода сначала набухают, а затем трескаются и так резко сжимаются, что семена вылетают наружу через щели. Арцеутобиум крошечный за счет гидравлического давления внутри ягод выталкивает из них семена, как миниатюрные торпеды.